趙慧敏，束 兵

（1.安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230009；2.安徽省水利科學(xué)研究院，安徽 合肥 230009）

圓柱繞流存在于航空、土木、水利、海洋等眾多工程領(lǐng)域。因此，對圓柱繞流進(jìn)行深入研究，并且使用合適的方法控制其中的不利因素，減少繞流中的損失，具有很高的工程應(yīng)用價(jià)值。

本文利用VB和surfer軟件模擬均勻來流繞固定圓柱的流動(dòng)生成矢量圖對圓柱繞流問題進(jìn)行可視化顯現(xiàn)及動(dòng)態(tài)演示。Visual Basic（VB）是以時(shí)間驅(qū)動(dòng)作為運(yùn)行機(jī)制的新一代可視化程序設(shè)計(jì)語言[1]，具有強(qiáng)大的圖形用戶界面和編譯功能，它的可視化編程環(huán)境的所見即所得功能，使界面設(shè)計(jì)變得簡單直觀[2]。

1 基本原理

聯(lián)系VB與Surfer的紐帶是ActiveX。ActiveX自動(dòng)化（OLE自動(dòng)化）協(xié)議是一種允許一個(gè)應(yīng)用程序（控制端）去控制另一個(gè)應(yīng)用程序（服務(wù)器端）的協(xié)議。Surfer軟件提供了ActiveX自動(dòng)化對象，因而允許VB調(diào)用Surfer的每個(gè)功能[3]。

取得圓柱繞流數(shù)值模擬的數(shù)據(jù)后，編程按照Surfer要求的格式自動(dòng)生成.xls（或.dat）數(shù)據(jù)文件，用VB編譯運(yùn)行環(huán)境啟動(dòng)Surfer后臺(tái)服務(wù)，讀取數(shù)據(jù)文件，制作數(shù)據(jù)可視化圖形，再將圖形輸出為一定的圖片格式，最后將圖片下載至應(yīng)用程序界面中相應(yīng)的PictureBox顯示區(qū)動(dòng)態(tài)顯示。在VB 所生成的界面上點(diǎn)擊各種功能按鈕，不需再手工點(diǎn)擊Surfer 命令，就可完成數(shù)據(jù)網(wǎng)格化、圖形自動(dòng)生成、圖形動(dòng)態(tài)演示全部過程。

圖1：動(dòng)態(tài)模擬工作流程圖

2 圖形的自動(dòng)生成和顯示

由于 Surfer 支持 ActiveX自動(dòng)化服務(wù)器端協(xié)議，因而在 VB 應(yīng)用程序中創(chuàng)建了 Surfer的ActiveX對象后就可以使用這個(gè)對象所包含的各種方法和屬性來實(shí)現(xiàn)對 Surfer的調(diào)用[5]。在Windows注冊表中，Surfer的ActiveX對象名為

“Surfer.Application”。

Private Sub Command1_Click ()

i = InputBox("請輸入個(gè)數(shù)")

For i = 0 To i Step 5

TX (i) = i

'生成 Surfer模塊

Dim SurferApp As Object

SetSurferApp=CreateObject ("Surfer.Application")

SurferApp.Visible = true

'生成一個(gè)Surfer繪圖文檔，并指定其變量名為Doc

Dim doc As Object

Set doc = SurferApp.Documents.Add ()

'給變量Plot window指定一個(gè)新的繪圖窗口

Dim plotWindows As Object

Set plotWindows = doc.Windows (1)

'設(shè)置路徑

'用克立格法將資料內(nèi)插到格點(diǎn)上

'用.bln文件去掉邊界外的數(shù)據(jù)

retvalue = SurferApp.Gridblank(ingrid：=path +grid1, _

blankfile：=path+"白化文件.bln", outgrid：=path+ grid1)

retvalue = SurferApp.Gridblank(ingrid：=path +grid2, _

blankfile：=path+"白化文件.bln", outgrid：=path+ grid2)

'生成矢量圖，并指定其變量名為mapi

Dim mapi As Object

Set mapi = doc.Shapes.AddVectorMap (path +grid1, path + grid2)

'將矢量圖屬性指定給變量VectorMap

Dim VectorMap As Object

Set VectorMap = mapi.Overlays("Vectors")

'生成基面圖，并指定其變量名為map

Dim bmapi As Object

Set bmapi = doc.Shapes.Addbasemap(path + "圓BLN.bln")

'將等值線圖形屬性指定給變量basemap

Dim basemap As Object

Set basemap = bmapi.Overlays(1)

'將圖形合并

doc.Shapes.SelectAll

Set MapAll = doc.Selection.OverlayMaps

'輸出圖形文件

3 調(diào)控Surfer動(dòng)態(tài)演示圖形

由于Surfer8.0本身的限制，生成的圖形并不能直接在Surfer8.0動(dòng)態(tài)顯示，所以要先輸出為其它格式的圖片（例如.bmp），再用VB調(diào)用動(dòng)態(tài)顯示。當(dāng)然，圖片格式也可以為其它格式，但需要對下列程序中的相應(yīng)部分稍作修改。在VB中新建一窗體Forml，

從中加人Picture和Timer控件，并設(shè)立Picture 1－Autosize－true。

在代碼窗口輸人如下程序代碼：

4 結(jié)束語

從研究結(jié)果來看，當(dāng)均勻來流遇到圓柱時(shí)，上下游流速分布的對稱性消失，繞圓柱附近流動(dòng)的流體，在達(dá)到邊緣中心點(diǎn)之前離開圓柱，在圓柱體后面出現(xiàn)兩個(gè)附著渦，渦內(nèi)流體不斷循環(huán)，圓柱兩側(cè)交替地發(fā)生旋渦發(fā)射，這種交替發(fā)生的旋渦，導(dǎo)致周期性橫向力的產(chǎn)生，迫使柱體振動(dòng)，例如大氣繞過高煙囪和高塔設(shè)備流動(dòng)時(shí)，就會(huì)使其發(fā)生振動(dòng)，并有可能造成危險(xiǎn)。本文利用 VB和surfer軟件實(shí)現(xiàn)了圓柱繞流問題的可視化及動(dòng)態(tài)演示，為圓柱繞流問題的研究提供了更為直觀的理論支持，更有利于解決圓柱繞流問題對工程實(shí)際的不利影響。

[1]周靄如, 官士鴻.Visual Basic程序設(shè)計(jì)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社, 2003.

[2]張樹兵, 戴紅, 陳哲.Visual Basic 6.0 中文版入門與提高[M].北京：清華大學(xué)出版社, 1999.

[3]尼建軍, 張學(xué)宏.Surfer7.0嵌入 VB 6.0編程實(shí)現(xiàn)水文數(shù)據(jù)快速可視化[J].海洋測繪, 2005(1)：65-66.

[4]張麗莉, 吳健生, 劉波.地學(xué)三維曲面動(dòng)態(tài)顯示軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程, 2003 (12)：13-14.