Paraview: Calculate Derivatives of 3-D Unstructured Dataset

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Paraview 是一款基于VTK的、开源的、跨平台的科学数据可视化软件，其三维显示和后处理功能非常强大。可以在 Paraview 官方网站下载安装。相信接触过CFD或者其它的动力学模拟的科研工作者都知道此神器！虽然之前吐槽过其图像导出功能，但是三维数据实时演示和一些后处理绝对是很棒的！

非结构化三维数据可视化

以局部地幔对流和地壳温度结构模拟结果为例

3D Unstructured Dataset: Temperature

一阶导数

T的方向导数的模

1. 对目标数据应用

   GradientOfUnstructuredDataSet

   Filter
2. 选择计算方向导数的数据：这里选择的是T，如图中红框所示
3. 勾选

   Compute Gradient

   计算梯度（

   

   ）：如图中的蓝框所示。当然了还可以计算散度(Divergence:

   

   )和旋度(Vorticity:

   

   ),（前提是选择的数据是矢量）
4. 设置计算结果名称：这里设置的名称为

   Gradients1

   ，如图中的蓝框所示
5. 可视化：在顶部可视化数据下拉菜单中选择刚才计算生成的

   Gradients1

   ，在其右边的下拉菜单中会有四个变量：

   Magnitude

   ,

   X

   Y

   Z

   分别表示梯度模和

   

   三个方向上的导数

paraview 对一个标量应用

GradientOfUnstructuredDataSet

得到的是三个导数分量和一个模

二阶导数

这是数学形式，但是paraview求解二阶导数有两种方式。

应用两次

GradientOfUnstructuredDataSet

对第一步求得的

Gradients1

再应用一次

GradientOfUnstructuredDataSet

，并设置结果名称为

Gradients2

。因为

Gradients1

中有三个分量，而Paraview并没有给出选项具体选择哪个分量计算第二次导数，而是对三个分量都计算。因此得到的

Gradients2

结果中包含九个分量，编号从0到8. 其对应的分量为：

对T求两次Gradient

Compute Derivatives

对某标量（比如T）应用一次

Compute Derivatives

对T应用Compute Derivatives Filter

1. 选择目标数据：这里选择的是T， 如图中红框所示
2. 选择输出类型：此Filter对于标量求了一个一阶导数和一个二阶导数，输出类型分别为三个分量的

   Scalar Gradient

   （与应用一次

   GradientOfUnstructuredDataSet

   的结果相同）和九个分量的张量类型

   Vector Gradient

   (与应用两次

   GradientOfUnstructuredDataSet

   的结果相同)。对于矢量输入数据（比如是

   

   而不是T），两个输出类型分别为

   Vorticity

   和

   Strain

3. 可视化：在上方的可视化数据选项下拉菜单中多出了两个

   cell data

   数据体，分别为

   Scalar Gradient

   Vector Gradient

   如图中绿色框所示。前者有三个分量和一个模，后者有九个分量和一个模。

GradientOfUnstructuredDataSet

Compute Derivatives

的区别，前者是计算结果输出的是

Point Data

类型，后者输出的是

Cell Data

类型。计算结果类似，由于一个是point的一个是cell的，所以显示的结果略微有差别。可参见 Paraview Mail list 对此问题的讨论

对数据体进行算术运算

对数据进行算术运算

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