Development of an online/web-based 3D visualization tool for CFD results

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2023-06-12
Department
Major/Subject
Sustainable Energy Conversion Processes
Mcode
ENG3069 
Degree programme
Master's Programme in Advanced Energy Solutions (AAE)
Language
en
Pages
43
Series
Abstract
Computational fluid dynamics (CFD) can help the researcher accurately calculate and visualize fluid flows. While there are existing software applications for visualizing CFD results, they are typically not optimal for education purposes. In this project, a web application for viewing CFD visualizations on the web was created. This application allows the user to upload simulation results to the cloud, which can then be easily opened by other people. Additionally, the teacher can add various custom options and notes to each simulation results to help transmit information about the results to others. The main use-case for the created application is education of CFD. The written part of the thesis aims to provide contextual and useful information surrounding the created web application. Firstly, the basics of CFD are explained through literature and common examples of fluid behavior. Then, the created web application and and its architecture are extensively explained. Cost- and performance related aspects are also dicussed. The written part should provide the reader with information for creating scalable CFD post-processing web applications. Through testing the created web application, limitations regarding software scalability and performance were found. For example, attempting to visualize large datasets can lead to long loading times and low overall application performance. Appropriate choice of software architecture combined with methods such as progressive loading were found to be effective methods to improve the scalability and usability of the application.

Beräkningsvätskedynamik (CFD) kan hjälpa forskaren att simulera och visualisera vätskeflöden med hög nogrannhet. Det finns redan datorprogram som låter forskaren visualisera CFD-resultat, men dessa program är vanligtvis inte optimala för utbildningsändamål. I detta projekt skapades en webbapplikation för att visualisera CFD-resultat på webben. Användaren kan ladda ner simuleringsresultat till applikationen, som är sedan enkelt tillgängliga för andra användaren. Dessutom kan läraren ställa in olika inställningar och anteckningar till varje simuleringsresultat för att bättre överföra information om resultaten åt andra. Det mest sannolika användningsfallet för den skapade applikationen är utbildning av CFD. Den skriftliga delen av avhandlingen syftar till att ge kontextuell och användbar information kring den skapade webbapplikationen. Först förklaras grunderna i CFD genom litteratur och olika exempel av flödesbeteende. Sedan förklaras den skapade webbapplikationen och dess arkitektur. Kostnaderna och applikationens prestanda diskuteras också. Den skriftliga delen ger läsaren information om utvecklandet av skalbara CFD-visualiseringsapplikationer. Under testning av den skapade webbapplikationen framkom det begränsningar gällande skalbarhet och prestanda. Visualisering av väldigt stora datamängder kan leda till långa laddningstider och dålig applikationsprestanda. Lämpliga val gällande programvaruarkitektur i kombination med metoder som progressiv laddning är effektiva metoder för att förbättra applikationens skalbarhet och användbarhet.
Description
Supervisor
Vuorinen, Ville
Thesis advisor
Vuorinen, Ville
Keywords
fluid dynamics, CFD, scientific visualization, web technologies
Other note
Citation