Tecplot中文教程

Author:Kaiser@流体中文网可以随意复制传播，请注明出处：kaiser@流体中文网论坛14章TECPLOT简介Tecplot是Amtec公司推出的一个功能强大的科学汇图软件。它提供了丰富的绘图格式，包括x-y曲线图，多种格式的的2-D和3-D面绘图，和3-D体绘图格式。而且软件易学易用，界面友好。而且针对于Fluent软件有专门的数据接口，可以直接读入*.cas和*.dat文件，也可以在Fluent软件中选择输出的面和变量，然后直接输出tecplot格式文档。现在tecplot软件的最新版本为9.2试用版，本章将根据9.0版进行介绍。14.1Tecplot基本功能本章将介绍tecplot的基本界面并将根据Tecplot软件自带的数据例子，通过简单的创建各种图形的过程，对Tecplot的强大功能作一个基本介绍。14.1.1Tecplot软件的启动在windows操作系统中启动tecplot软件极为简单，可以从开始按钮或者直接从桌面的快捷图标直接启动。从开始按钮启动步骤如下：1．单击开始按钮，并选择程序。2．选择tecplot9.0文件夹。3．单击tecplot.随着启动标志的加载完成，Tecplot窗口就出现了，窗口如下图14-1-1所示：Author:Kaiser@流体中文网可以随意复制传播，请注明出处：kaiser@流体中文网论坛图14-1-1windows操作系统下Tecplot界面14.1.2界面图14-1-2为在没有加在任何数据的情况下，tecplot的开始界面。界面共可以分成四个区，菜单条，工具栏，工作区和状态栏。图14-1-2Tecplot界面分析1．菜单栏菜单栏，如图14-1-3，通过它可以使用绝大多数tecplot的功能，它的使用方式类似于一般的windows程序是通过对话框，或者二级窗口来完成的。图14-1-3菜单栏Tecplot的功能都包含在如下菜单中：•File:进行文件的读写，打印，输出曲线，宏，设定记录配置，退出。•Edit:进行剪切，复制，粘贴，清除，上提与下压显示顺序，修改数据点等功能。Tecplot的剪切，复制和粘贴只在tecplot内部有用。如果想和windows的其它程序交换图形，可以用copyplottoclipboard功能。•View:用来控制观察数据位置，包括比例，范围，3-D旋转，还可以用来进行祯之间的粘贴。•Axis:控制XY,2D,3D祯模式。•Field:用来控制控制XY,2D,3D祯模式中的网格，等值线，矢量，阴影，流线，3-D等值面，3-D切片，边界曲线等。•XY:控制X-Y曲线绘制。•Style:控制文本，几何体（多线，园，矩形，椭圆，正方形），数据标签，空格等功能。•Data:用来创建，操纵，检查数据。在tecplot中可以进行的数据操作包括，创建区域，插值，三角测量以及创建和修改由类似Fortran创建数据。•Frame:创建，编辑，控制祯。•Workspace:用来控制工作区的属性，包括色彩图例，页面网格，显示选项，和标尺。Author:Kaiser@流体中文网可以随意复制传播，请注明出处：kaiser@流体中文网论坛•Tools:用来快速运行宏，可以定义，创建。或者创建简单的动画。•Help:打开帮助文档2．工具栏通过Tecplot的工具栏，可以进行经常用到的画图控制。许多工具的外形类似于要进行工作的性质。另外还可以控制祯的模式，活动祯，和快照模式。工具栏如图11-1-3。图14-1-4工具栏（1）祯模式祯模式决定了当前祯显示的图形格式。共有四种：1)1．3D:创建3-D面或者体图像。2)2．2D:创建2-D图。3)XY:xy曲线图。4)4．S(草图):没有数据的图形，例如流动图表和视图。（2）区域/图形层该选项决定了祯显示数据的格式。完全的绘图内容包括所有的图层，文字，几何形状，以及添加于图形基本数据其它因素。共有6种区域的2D和3D祯模式，4种XY祯模式，但没有草图模式。6种2D和3D区域祯模式，如图11-1-4所示：1)•Mesh(网格):网格区域层用线连接数据点。Author:Kaiser@流体中文网可以随意复制传播，请注明出处：kaiser@流体中文网论坛2)•Contour（等值线）:等值线区域层绘制等值线，可以是线或者常值或线间的区域，或者两者都有。3)•Vector（矢量）:绘制数值方向与大小。4)•Scatter（散点）:在每一个数据点绘制符号。5)•Shade（阴影）:用指定的固体颜色对指定区域进行着色，或者对3D绘图添加光源。6)•Boundary（边界）:对于指定区域绘制边界。四种XY模式下的图形层如图14-1-5。图14-1-5XY图形态图1)•Lines（线状图）:这种图形绘制一对变量，线可以为分段线或者逼近线。2)•Symbols（符号图）:绘制一对变量，由一个符号代表独立的数据点。3)•Bars（柱状图）:绘制一对变量，水平或者垂直图表。4)•ErrorBars（误差柱状图）:该图形可以用几种格式绘制误差柱状图。(3)区域效果对于3D祯来说，会出现如图11-4-6的选择框。只对着色的等值线绘图起作用。图11-4-6区域效果选项(4)重画按钮重画按钮（redrawbutton）Tecplot并不在每次图表更新后都自动重画，除非选择自动重画（automaticallyredraw）。用redraw按钮可以手动更新。Redraw（重画）:指重画当前祯。RedrawAll（全部重画）:重画全部祯，shift+redrawall会重新生成工作区。自动重画（autoredraw）会连续不断的自动更新图表。显示选项按钮（displayoptionbutton）:用来设定tecplot的状态栏和性能参数。绘图属性按钮（plotattributesbutton）:可以打开绘图属性对话框进行区域显示设置。工具按钮（toolbutton）:每一个工具按钮都有相应的鼠标形状。共有28种，12类。如图14-1-8。Author:Kaiser@流体中文网可以随意复制传播，请注明出处：kaiser@流体中文网论坛图14-1-7工具栏与鼠标模式•Contourmousemodes.等值线鼠标模式流线鼠标模式祯鼠标模式创建域鼠标模式3D旋转鼠标模式文字鼠标模式几何形状鼠标模式鼠标指示模式：选择与调整视图模式：放大与移动/放大鼠标然探测模式导出数据鼠标模式状态栏Tecplot窗口底部的状态栏，在鼠标移动过工具栏时会给出帮助提示。工具栏的设定可以在file->preferences中设定。工作区工作区如图14-1-8所示，是进行绘图工作的区域。绘图工作都是在祯中完成的，类似于操作一个窗口。在默认情况下，Tecplot显示网格和标尺。所有的操作都是在当前祯中完成的。Author:Kaiser@流体中文网可以随意复制传播，请注明出处：kaiser@流体中文网论坛图14-1-8工作区14.2Tecplot数据格式Tecplot中的数据分为两个层次，如图14-2-1所示：图14-2-1Tecplot数据结构示意图Tecplot中最高等级的数据被称作是一个数据系列。它包括一个或者多个数据区域，数据块等。区域为数据结构中的第二等级，可以从数据文件中读入或者利用Tecplot进行创Author:Kaiser@流体中文网可以随意复制传播，请注明出处：kaiser@流体中文网论坛建。在运行Tecplot软件时，每当读入数据文件，或者创建区域时系统便会把数据加入到活动祯的数据结构中去。同一个数据系列可以和多个祯连接，如图14-2-2。图14-2-2多祯数据连接方式如果读入的数据文件超过一个，Tecplot软件会自动将数据分组为一个数据系列，而且对每个数据点都包含有相同的变量参数，但是并不要求所有的数据文件的参数顺序都相同。Tecplot中应用相同数据系列祯的标题颜色相同。图14-2-3给出了一个复杂的Tecplot数据文件结构。图中，祯1和祯2利用数据系列1，由一个包含有3个区域的数据文件构成；祯3和利用数据系列2，由1个包含2个数据区域的数据文件和1个包含3个数据区域的数据文件组成；祯4利用数据系列3，由1个包含2个区域的1个数据文件构成。图14-2-3复杂数据结构1．多数据区域多数据区域可以用来方便绘制复杂结构，或者细分结构图标。也可以用来表示不同时间步的数据，或者不同测量方法的数据。图14-2-4为一个利用多区域数据的范例。Author:Kaiser@流体中文网可以随意复制传播，请注明出处：kaiser@流体中文网论坛图14-2-4多数据区域应用示例2．数据区域中的数据结构Tecplot可以使用两种数据类型：有序数据和有限元数据。（1）有序数据有序数据是一列按照逻辑保存于1维，2维或者3维数据组中。在tecplot中应用I、J、K用来表示数据组维数下标。最常见的数据形式为：1)I序列：I维数据组点数大于1并且JK维数据点数为1。I维数据点数为整个数据组数据点数。2)IJ序列：两维数组IJ的数据点数大于1并且K维数据点数为1，数据点数为IJ维数据点的乘积。3)IJK序列：三维数据组中IJK维数据点歌数大于1，数据点个数为IJK数据点个数的乘积。其他系列的数据格式可能也有效，但却不能用Tecplot进行创建，但可以由其他的程序进行创建，例如：J序列或者K序列：类似于I系列，却变成了J或者K维数据点数大于1并且其他维数据点个数等于1。JK和IK系列：类似于IJ序列，都是三维中两维数据点数大于1，而剩余1维数据点数为1。I、J或者K序列数据通常由一维数组，由某个参数作为指数。对于I系列，最常见的形式为：I=1,=2，I=3,…I=Imax,如果用表格来表示，共有N个变量（V1,V2,V3,…,VN）。每一行代表一个参数。图表会如图14-2-5所示：表14-2-1I序列数据表（适用于XY曲线绘图）1．IJ序列数据Author:Kaiser@流体中文网可以随意复制传播，请注明出处：kaiser@流体中文网论坛可以应用于2D或者3D表面场曲线，按照2参数网格组织。每一个数据点由一系列的两个参数（I和J）,并且具有四个相邻数据点。如图14-2-6所示：图14-2-6IJ系列数据点相邻数据图14-2-7左为2D祯模式，IJ序列数据点；右3D祯模式，IJ序列数据点。2．IJK序列数据点IJK序列数据点通常按照3参数网格组织。每个点由一系列的三个参数（I,J,K），并且有6个邻数据点（边界除外）。如图14-2-8所示。Author:Kaiser@流体中文网可以随意复制传播，请注明出处：kaiser@流体中文网论坛图14-2-8IJK序列数据相邻数据3．I平面，J平面和K平面对于IJK序列数据来说，一个很重要的概念便是I平面，J平面和K平面。K平面是按照有相同K指数的数据点相连而成的平面，I,J用来表示在整个区域中的范围。这样，K平面实际上有两个参数顺序，类似于IJ顺序。注意K平面并不一定是严格意义上的平面，这不过是代表它存在于IJK空间。简单示例如图14-2-9，14-2-10，14-2-11，14-2-12。4．IJK序列数据绘图IJK序列数据的绘制要比绘制I或者IJ序列数据复杂的多，对于IJK数据可以有更多的选择来确定显示数据的方式。图14-2-9IJK方向和IJK序列区Author:Kaiser@流体中文网可以随意复制传播，请注明出处：kaiser@流体中文网论坛图14-2-10I平面和IJK区图14-2-11J平面和IJK序列区Author:Kaiser@流体中文网可以随意复制传播，请注明出处：kaiser@流体中文网论坛图14-2-12K平面和IJK序列区2．有限元数据(finite-elementary)或称FE数据,是一种把数据点作为2D或者3D空间中的点按照规定连接形成单元或者网格的数据结构方法。有限元数据可以分为两类：（1）FE-表面：用系列三角形或者四边形定义2D场或者3D面。（2）FE-体：用系列四面体或者块单元定义3D场。对于任何一种类型，理论上来说没有数据点个数的极限，但是由于计算机内存容量的限制实际上是有极限的。（1）FE-体数据有限元体数据可以包含四个点（四面体）或者八个点（块）。每个区域的单元数据必须全部为四面体或者块，不能同区中同时包含两种数据。有限元体的节点连接方式见图14-2-17和图14-2-18。在块格式中，点可以重复连接4-，5-，6-和7-点元。例如，节点列表如“n1n1n1n1n5n6n7n8”，会生成四边形为底的棱锥单元。图14-2-19为一个有限元体数据绘图示例。Author:Kaiser@流体中文网可以随意复制传播，请注明出处：kaiser@流体中文网论坛图14-2-13四面体有限体元连接性图14-2-14块有限体元连接性Author:Kaiser@流体中文网可以随意复制传播，请注明出处：kaiser@流体中文网论坛图14-2-15有限体单元网格绘图（2）查看数据系列信息可以利用数据（Data）菜单的子菜单数据系列信息（DataSetInfo）选项，来打开数据系列信息（DataSetInformation）窗口查看当前数据系列的信息，包括数据系列头，区域，和变量名称，以及选择变量的最大与最小值。也可以用来改变数据系列的头标志，区域，变量名称等。窗口如图14-2-16所示：Author:Kaiser@流体中文网可以随意复制传播，请注明出处：kaiser@流体中文网论坛图14-2-16数据信息窗口数据窗口共有两页，zone/variable页包含的信息如下：Zone(s)（区域）:按编号列出所有的区域，以及他们的头标题。ZoneName（区域名称）:输入选定区域的新名称。ZoneType（区域类型）:显示列表中选定区域的类型。对于FE序列数据，包含Imax,Jmax和KMax。对于有限元数据，显示元素类型，点数和单元个数。变量:按名称类出所有变量。选定一个变量可以更改其名称。VariableName（变量名）:输入选定变量的新名称VarType（变量类型）:显示选定变量类型。•VarRange（变量范围—选定参数）:显示选定变量的取值范围。•VarRange（变量范围—激活区域）:显示激活区域所有变量的最大最小值。在数据设定（DataSet）页面包含下列信息：DataSetTitle（数据系列标题）:输入当前数据标题，或者编辑当前数据标题。DataFile(数据文件):列出所有外部数据文件的文件名和路径。VarLoadMode（变量加载模式）:根据所用的方法，该项为根据位置（byposition）或者根据名称(byname)。Author:Kaiser@流体中文网可以随意复制传播，请注明出处：kaiser@流体中文网论坛14.3TECPLOT读入FLUENT文件Tecplot可以直接读取10种软件生成的数据文件。详细列表如下：计算流体力学通用注释系统格式（ComputationalFluidDynamicsGeneralNotationSystem(CGNS)）数字评价图格式（DigitalElevationMap(DEM)）数字交换格式（DigitaleXchangeFormat(DXF)）Excel表(Windowsonly).Fluent版本5.0以上(.casand.dat).Gridgen格式HierarchicalDataFormat(HDF).Image文件PLOT3D文件Textspreadsheet文件。数据加载的通用步骤为File->Import如图14-3-1。图14-3-1数据加载窗口本节下面将详细讲解Fluent文件（.cas,.dat）文件的加载过程。由于Tecplot只可接受Fluent5.0及以上版本的数据，所以要想读入早期版本的文件就必须首先读入5．0或以上版本重新保存后读入。Fluent格式文件的数据都保存于网格中心。因为Tecplot要求所有的数据位于节点，所以在加载数据时会采用算术平均中心点数据从而给出节点数据。Fluent文件数据加载器如图14-3-2。Author:Kaiser@流体中文网可以随意复制传播，请注明出处：kaiser@流体中文网论坛图14-3-2Fluent数据加载器有如下四个选项：1．加载网格和数据文件：读入*.cas和*.dat文件。Tecplot会读入所有的变量并且加入Tecplot数据系列。2．只加载网格：只读入Fluent*.cas文件。3．只加载残差：只加载残差数据（收敛记录）4．网格选项：网格选项与要加载的*.cas文件相联系。有如下选项：1）Case文件:输入要加载的文件名或者从结果窗口中选择文件。2）加载单元和边界（LoadCellsandBoundaries）从*.cas文件中读入单元数据和边界区域。每一个流体或者固体区域在Tecplot软件中会显示为单独的区域。3）只加载数据：只加载单元数据区域。每个区域都作为独立Tecplot数据区域。4）只加载边界：只加载边界区域，作为独立Tecplot数据区域。5）数据文件：*.dat文件包含求解数据和残差数据（收敛记录），可以输入要加载的文件名称或者用结果窗口选择文件。14.4TECPLOT绘图环境设置工作区是进行所有的绘图操作的区域。通过对工作区域的正确设置可以大大的方便绘图操作。1．网格和标尺的设定。利用网格可以方便的定位对象，在添加文本和几何图形时可以选择对齐到网格。利用标尺可以方便的放大缩小对象。标尺的显示单位可以选择为厘米（cm）,英寸（in）,点数（pt）或者不显示标尺。要改变网格和标尺设定步骤如下：（1）Workspace->ruler/grid,打开ruler/grid对话框。Author:Kaiser@流体中文网可以随意复制传播，请注明出处：kaiser@流体中文网论坛（2）可以选择是否显示网格。（3）若显示网格，则在网格间距（gridspacing）下拉列表中指定网格间距。（4）选择是否显示标尺。（5）若显示标尺，则在标尺间距（rulerspacing）下拉菜单中选择合适的间距。2．坐标系统Tecplot中包含有多个坐标系统，但是工作纸，祯，2D和3D坐标系统最为重要。如图14-4-1所示。图14-4-1tecplot坐标系统Tecplot使用对象相对于祯的比例来确定对象的大小和位置。当在Tecplot中输入数值时可以使用不同的有效后缀，Tecplot会自动转化为祯单位。例如如果希望输入的文本位于对象上方1英寸，可以输入1in,Tecplot会自动进行单位转化。