TECPLOT的数据格式及其运用

第1卷第1期数值计算与工程仿真Vol.1No.12004年10月NumericalCalculationandEngineeringSimulationOctober,2004-38-清洁能源技术论坛版权所有，此版本为第二届工程计算流体力学技术研讨会专用版本。TECPLOT的数据格式及其应用清洁能源论坛计算流体力学综合版版主summered摘要：本文主要对TECPLOT数据文件的格式进行介绍，对于需要通过创建数据文件来把数值计算结果导入TECPLOT进行后处理的人具有一定的指导意义。文中对有序数据（Ordered）、有限元数据（Finite-Element）分别进行了详细介绍，并配有相关算例，使读者一目了然。TECPLOT是一种的很优秀的后处理软件，它具有体积小，功能强等优点，而且人们可以通过自己编制程序使TECPLOT的功能得到扩展，这种情况下就要求人们对TECPLOT内部的数据格式要有一定的了解。在浏览论坛时，经常看到有人在讨论与此相关的问题，而处理这些问题，更多的是要依靠实际操作经验，对于初学者来说往往是比较困难的，甚至对贴子的内容不知所云。本文就将结合一些例子对TECPLOT的数据格式进行一些基本的解释，目的是希望大家对这一问题能有所了解，重点是要做到活学活用。1.TECPLOT的数据结构关于TECPLOT的数据结构请参见图1。可以看到TECPLOT的数据结构分为两个层次，昀高的一层称作数据系列（DATASET），次一层的被称为数据区域（DATAZONE），一个数据系列中可以包含有若干个数据区域。图2表示的是一个比较复杂的数据文件的结构。图中，祯（Frame）1和祯2中所使用的数据存放于数据系列1中，而数据序列1由一个包含有3个区域的数据文件构成；祯3中所使用的数据存放于数据系列2中，它由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中使用的数据来源于数据系列3，它由1个包含2数据区域的数据文件构成。2.TECPLOT的数据类型TECPLOT包括两种数据类型，一种叫做有序数据（ordered），另一中叫做有限元数据（finite-element）。下面分别对两种数据进行介绍。1）有序数据TECPLOT按照一定的逻辑顺序将有序数据存放在一个1维、2维或3维的数组中。I、J、K被用来表示每一个数据点在这个数据组中的位置，这些数组第1卷第1期数值计算与工程仿真Vol.1No.12004年10月NumericalCalculationandEngineeringSimulationOctober,2004-39-清洁能源技术论坛版权所有，此版本为第二届工程计算流体力学技术研讨会专用版本。的常见排列方式有以下3种：I排列，IJ排列，IJK排列。为了方便理解，我们可以用1维、2维或3维的矩阵来对这些数组进行类比。图2一个复杂的数据结构示意图图1TECPLOT数据结构示意图第1卷第1期数值计算与工程仿真Vol.1No.12004年10月NumericalCalculationandEngineeringSimulationOctober,2004-40-清洁能源技术论坛版权所有，此版本为第二届工程计算流体力学技术研讨会专用版本。2）有限元数据有限元数据就是常说的FE数据，它定义了一系列的点，然后用这些点来构成元素。有限元数据可以分成FE-面和FE体两类，前者用一系列三角形或四边形构成2维场或3维曲面；后者用四面体或六面体来构成3维场。3.文本记录与图形记录先讲一下相对简单的文本记录与几何记录的数据格式。数据文件导入TECPLOT后的结果如图3所示，数据文件内容及相应的注解如下，为了便于阅读将数据文件文字设置成蓝色，以便于区分。TEXTX=20,Y=85,F=HELV-BOLD,C=BLUE,H=7.5,T=ExampleTextTEXT表示将要进行文本输入；X、Y有些类似于相对坐标，其数值定义了相对坐标的原点；F（font）说明文字的字体，默认的字体是HelveticaBold；C（color）用来说明文字颜色，默认的颜色是黑色；H（height）说明文字高度，默认的高度是3；T（text）用来确定文本的内容，引号内的文字为文本内容。TEXTX=20,Y=75,F=TIMES-BOLD,H=5,T=Subtitle同上。TEXTX=80,Y=25,F=TIMES-ITALIC-BOLD,H=4,C=RED,BX=FILLED,BXF=YELLOW,BXM=50,BXO=CYAN,T=FilledBoxX、Y、F、H、C的设置同上。其中，BX（boxtype）表示文本框的形式，FILLED说明它是填充的；BXF（boxfillcolor）用来说明文本框内的填充颜色；BXM用（boxmargin）来说明文本框的富余；BXO（boxcolor）用来说明文本框边缘的颜色。默认情况下，文本框中间的镂空的，即是透明的。TEXTX=41,Y=8,H=4,F=COURIER-BOLD,C=CUST3,BX=HOLLOW,BXO=CUST4,T=HollowBox与上面的例子基本相同，只是BX=HOLLOW表示文本框的形式为镂空。GEOMETRYX=50,Y=50,T=RECTANGLE,FC=WHITE,C=BLUE4030T（geomtype）用来说明几何体的形式，RECTANGLE表明几何体为四边形；FC（geomfillcolor）用来说明几何图形内部的填充颜色；C（color）用来说明几何体边缘线的颜色；40和30分别表示水平的边和竖直的边的长度。GEOMETRYX=30,Y=30,T=CIRCLE,FC=BLUE,C=GREEN第1卷第1期数值计算与工程仿真Vol.1No.12004年10月NumericalCalculationandEngineeringSimulationOctober,2004-41-清洁能源技术论坛版权所有，此版本为第二届工程计算流体力学技术研讨会专用版本。20GEOMETRYX=70,Y=65,T=LINE,FC=PURPLE,C=BLACK11表示有一组数44表示有四个点-100以下分别是点的坐标0101010100.6GEOMETRYT=LINE,C=CUST122表示有两组数，也就是说会画两次线，但每次可以画若干条直线33表示第一组数有3个点550101020102以下为第二组数；2表示第二组数有两个点15152525GEOMETRYX=60,Y=30,T=ELLIPSE,C=CUST83010注意：图形记录中几何体形式T包括正方形（SQUARE）、矩形ExampleTextSubtitleFilledBoxHollowBoxExampleTextSubtitleFilledBoxHollowBoxExampleTextSubtitleFilledBoxHollowBoxExampleTextSubtitleFilledBoxHollowBoxExampleTextSubtitleFilledBoxHollowBoxExampleTextSubtitleFilledBoxHollowBoxExampleTextSubtitleFilledBoxHollowBoxExampleTextSubtitleFilledBoxHollowBoxExampleTextSubtitleFilledBoxHollowBoxFrame001⏐03Oct2004⏐NoDataSetFrame001⏐03Oct2004⏐NoDataSet图5文本和图形在TECPLOT中的显示第1卷第1期数值计算与工程仿真Vol.1No.12004年10月NumericalCalculationandEngineeringSimulationOctober,2004-42-清洁能源技术论坛版权所有，此版本为第二届工程计算流体力学技术研讨会专用版本。（RECTANGLE）、圆（CIRCLE）、椭圆（ELLIPSE）、2维直线（LINE）、3维直线（LINE3D）。4.有序数据的格式前面我们已经对有序数据进行了一些简单的介绍，下面我们将对有序数据组成的数据文件的格式进行说明。我们先举一个按照I序列来排列数据的例子。在t=1s和t=2s两个时刻分别对某区域内四个点进行压力和温度的测量，测量结果见表1。对于这个例子我们可以组织两个数据区域（ZONE），每个区域包含三个变量：位置（Position）、温度（Temperature）、压力（Pressure）。具体的文件的内容及相应的解释如下文，其中蓝色文字代表数据文件，文件导入TECPLOT后形成的图形参见图6（需要在PlotAttributes中进行简单的调整）。表1测量结果t=1st=2s位置温度压力位置温度压力71.30563.7101362.571.31564.9101362.186.70556.7101349.684.42553.1101348.9103.1540.8101345.4103.1540.5101344.0124.4449.2101345.2124.8458.5101342.2数据文件：TITLE=Example:Multi-zoneXY-PlotTITLE用说明数据集的名称，引号内的内容为文件的名称VARIABLES=Position,Temperature,PressureVARIABLES用来指定变量名称；TECPLOT默认使用变量名称作为坐标轴的名称ZONET=1seconds,I=4ZONE表示下面描述的是一个数据区域；T用来来指定数据区的名称，I=4表示在I序列上有4个点71.30563.7101362.5第一点的各变量值，以下依次类推86.70556.7101349.6103.1540.8101345.4124.4449.2101345.2ZONET=2seconds,I=4以下为第二个数据区的内容第1卷第1期数值计算与工程仿真Vol.1No.12004年10月NumericalCalculationandEngineeringSimulationOctober,2004-43-清洁能源技术论坛版权所有，此版本为第二届工程计算流体力学技术研讨会专用版本。71.31564.9101362.184.42553.1101348.9103.1540.5101344.0124.8458.5101342.2TEXTX=0.36,Y=0.87,H=4,T=SAMPLECASE请参见第三节的内容。注意：TECPLOT的数据文件中数据有两种形式，即点形式（POINT）和块形式（BLOCK），用F（format）来进行说明。两种数据形式的差别在于，对于某个数据点来说，点形式的数据把所有的变量值一次性的赋值给该点，每次完成一个数据点的数据输入；对于某个变量来说，块形式的数据把该变量的数值一次性的分别赋值给所有数据点，每次完成一个变量的输入。TECPLOT默认的数据形式为点形式，前面所讲的例子就是一个点形式的数据文件，与之相对应的块形式的数据文件如下，F=BLOCK说明该数据区域的数据为块形式，读者可以与前面的例子进行对比以加深理解。TITLE=Example:Multi-zoneXY-PlotVARIABLES=Position,Temperature,PressureZONEF=BLOCK,T=1seconds,I=471.3086.70103.1124.4563.7556.7540.8449.2101362.5101349.6101345.4101345.2ZONEF=BLOCK,T=2seconds,I=4PositionTemperaturePressure8090100110120450460470480490500510520530540550560101344101346101348101350101352101354101356101358101360101362SAMPLECASEFrame001⏐04Oct2004⏐Exampl