Wizualizacja CFD – mały poradnik i duża niespodzianka!

Join the forum for Designers!

Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!

Join the Forum Now

Share, learn and grow with the best professionals in the industry.


To wspaniała symulacja, ale limity nie są stałe. Aby uzyskać informacje z tej wizualizacji CFD, trzeba jednocześnie śledzić zarówno zmieniające się limity mapy kolorów, jak i zmieniający się obraz. Czy nie byłoby łatwiej, gdyby górne limity również były stałe? Można by nawet zobaczyć chłodzenie obręczy. Ale o kolorach później. Może.

Natura non facit saltus. Twój CFD tak.

Każda komórka siatki CFD może mieć tylko jedną wartość skalarną na krok czasowy. Taka jest natura dyskretyzacji. Natura nie jest taka. W naturze nie ma skończonych objętości z wysokim ciśnieniem, a w następnej skończonej objętości jest stałe niższe ciśnienie. Mimo to wizualizacja CFD na to wskazuje. Pozwól, że przedstawię ci: płynne mieszanie.

Podstawowa wizualizacja CFD. Ulepszenie: Gładkie mieszane kolory, nie wypełnione siatką.

Można powiedzieć: tak, ale to nie są moje wyniki CFD. Można też argumentować, że jest to prawdopodobnie bliższe rzeczywistości niż wyniki CFD.

Nie znasz mocy zielonej strony!

Mówiąc o dyskretnych krokach: twoja mapa kolorów również je ma. A skoro wprowadziłeś równowagę do limitów ciśnienia – dlaczego nie podkreślić neutralnego gruntu?

Tylko dlatego, że to 25Nie oznacza to jednak, że 32 poziomy kolorów są zawsze właściwym wyborem. Jeśli masz kolor neutralny, wyróżnij go! Zmiana liczby poziomów kolorów na liczbę nieparzystą oznacza, że masz jeden wyraźny kolor dla punktu zerowego w wizualizacji CFD.

Podstawowa wizualizacja CFD. Ulepszenie: nieparzysta liczba poziomów kolorów daje wyraźny punkt środkowy - ważny dla symetrycznych limitów plus-minus.

Oczy mogą cię zwieść. Nie ufaj im.

Następnie chcesz pozbyć się tej zieleni. Czy zauważyłeś już, jak to kopie bezpośrednio w twoją twarz, poza ekranem?

Podstawowa wizualizacja CFD. Ulepszenie: jasny pasek kolorów z mniejszym rozrzutem zieleni.

Nowszy standard „jasnych” kolorów może być spokojniejszy i mniej zielony, ale czy jest świetny? Czy urządzenie wyświetla je realistycznie, tak jak powinny? Czy twój wyświetlacz jest skalibrowany pod kątem kolorów DCI-P3 i jest w stanie pokryć 99% spektrum RGB?

Monitory mogą pokazywać 100% czerwonego, 100% zielonego i 100% niebieskiego – ale czy możesz twierdzić, że widzisz je jednakowo? Nawet osoby z „normalnym” (cokolwiek to ma być…) widzeniem kolorów nie są w stanie zobaczyć więcej niż 10 milionów kolorów z 16 milionów, które mogą wyświetlić ich ekrany. A to tylko dyskusja o widoczności, nawet nie o percepcji. Oto więc coś bardziej ludzkiego, jednolicie postrzegana mapa kolorów.

Podstawowa wizualizacja CFD. Ulepszenie: jednolicie postrzegany pasek kolorów.

To może działać percepcyjnie. Ale można to poprawić. A może podoba ci się ta wizualizacja CFD?

Ile kolorów tak naprawdę potrzebujesz?

Jeden. Albo dwa.

Nie, nie żartuję, ale dla pojedynczego skalara, który zmienia wartość, potrzebujesz tylko jednego koloru, który zmienia nasycenie lub jasność. Ale jak masz skalę z neutralnym podłożem pośrodku, chcesz użyć dwóch kolorów. Coś w stylu zimny-neutralny-ciepły (zwróć uwagę na 31 poziomów kolorów).

Podstawowa wizualizacja CFD. Ulepszenie: Dwa kolory w mapie kolorów, biały jako neutralny środek.

Tutaj sprawa się nieco komplikuje, ponieważ czerwony może być rozumiany jako „negatywny”, ale także jako „ciepły” = wysoka temperatura. Jak myślisz, czy ta mapa kolorów powinna być odwrócona?

Albo po prostu wziąć dwa kolory z brandingu swojej firmy, skupiając się nieco bardziej na różnicach wokół neutralnego podłoża.

Podstawowa wizualizacja CFD. Ulepszenie: Dwutonowa mapa kolorów, biały neutralny środek. Kolory firmowe.

Kontekst dla symulacji.

Jeśli musisz wyjaśnić swoją symulację, straciłeś uwagę.

Jeśli symulacja dotyczy pociągu, pokaż pociąg.

Pokaż o co chodzi – i co jest poza nim!

Podstawowa wizualizacja CFD. Ulepszenia: Dodanie geometrii dla kontekstu.

Prawie słyszę, jak mówisz „ale wysiłek…” – ile wysiłku kosztowała cię dotychczasowa symulacja? Ale w każdym razie: masz rację. To jest wysiłek. Ale pomijanie przetwarzania końcowego tylko z powodu wysiłku jest jak przerwanie maratonu, ponieważ ostatni kilometr to wysiłek. I wkrótce będzie łatwiej.

Ray kto?

Aktualizacja 2506 wyposaża nasz Simcenter STAR-CCM+ w nowy hipernapęd: Ray Tracing.

Wizualizacja CFD, ray-tracing bezpośrednio w Simcenter STAR-CCM+

Zanim zapytasz: to nie jest Omniverse. To nie jest Unity. To nie jest Unreal.

Nazywamy ją Studio Scene i jest ona wbudowana w Simcenter STAR-CCM+ od aktualizacji 2506. Wykorzystuje technologię Ray Tracing do szybszej i bardziej realistycznej wizualizacji. Jest wysoce interaktywny, więc nie trzeba czekać na zastosowanie zmian.

Niepokoi mnie twój brak sprzętu.

Czego potrzebujesz, by wykorzystać siłę tej nowej funkcji? Ray tracing jest wykonywany przez rdzenie Ray Tracing („RT”) na procesorach graficznych. Liczby te można znaleźć na kilku stronach, stronach producentów lub stron trzecich, takich jak techpowerup.com.

Statystyki sprzętowe z kontekstem dla ray tracingu.

Ponadto wymagana jest pewna ilość pamięci GPU, zaczynając od minimum 4 GB VRAM. Nic specjalnego, jeśli chodzi o nowy sprzęt, zaczynający się poniżej 200 $.

Więc, jak to jest?

Dla mnie i dla ciebie największą zmianą będzie interaktywność podczas użytkowania. Możesz nawigować i zmieniać scenę, dostosowywać wyświetlacze, materiały, widoczność części, skalary…

Nie oczekujmy, że gotowa wizualizacja CFD pojawi się w czasie rzeczywistym. Ale nawet na moim RTX 3070 mogę pracować z pełnym modelem pociągu bez opóźnień. Jasne, podczas nawigacji nie mam od razu wszystkich odbić. Jasne, światła potrzebują chwili. Ale to dopiero początek. A RTX 3070 nie jest bynajmniej najnowszym i najlepszym sprzętem w 2025 roku.

Jakość wizualizacji CFD nie jest już wieloparametrową regulacją, ale pięcioma opcjami od bardzo niskiej do bardzo wysokiej. I w zasadzie chodzi „tylko” o to, jak długo działa ray tracing.

Tam, gdzie jest światło, zawsze będą odbicia.

Ray tracing to tylko narzędzie. Potrzebujesz więcej pomysłów, jak sprawić, by wyglądało to realistycznie. Na przykład powierzchnie odblaskowe wyglądają o wiele lepiej, gdy mają coś do odbicia!

Wystarczy dodać kilka „kopii” zespołu zbiornika mieszającego w tle za kamerą. Jak? Użyj prostej transformacji!

(Uwaga dotycząca czasu działania i zasobów: ta wizualizacja CFD została wyrenderowana w 4k na wspomnianym RTX3070 i zajęła około 20 sekund na klatkę).

Opowiedz całą historię.

Ostatnia wskazówka: idź o krok dalej. Dodaj do tego całą geometrię. Stwórz wizualną prezentację tematu. Baw się scenariuszem, przycinaniem geometrii i ruchem kamery. Daj sobie możliwość zaimponowania własną symulacją!

Oto praca wykonana przez moich kolegów. Sama symulacja nie potrzebowała tunelu. Ani pasażerowie.

Ale potrzebuje twojej dumy. Zazdrość kolegów. Radość klienta. Zaskoczenia dyrektora. Życzliwość prezesa.

Simcenter STAR-CCM+ 2506 zostanie wydany na początku lipca 2025 roku.

Link źródłowy


Join the forum for Designers!

Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!

Join the Forum Now

Share, learn and grow with the best professionals in the industry.