Tecplot局部切面云图怎么做？一种“创建Zone+插值”的实用方法

在使用 Tecplot 进行 CFD 后处理时，Slice 切面几乎是最常用的功能之一。

不过实际使用中经常会遇到一个问题：

我只想显示模型内部某一小块区域的切面云图，但 Tecplot 一切就是整个流体域，怎么办？

例如图1所示的离心过滤器，Fluent 中定义的 fluid 区域包含整个过滤器内部流体域。

当我们在 Tecplot 中直接开启：

Slices → Slice Details

并在 Zone Style 中勾选 fluid 后，Tecplot 会对当前参与显示的整个流体 Zone 进行切面处理。

因此得到的往往是图2这种贯穿整个流体域的完整截面云图。

但很多时候，我们真正关心的并不是整个截面。

例如图3中，我只希望显示红色矩形框所示的局部区域。

我们想最终实现：

• 不显示完整大截面；
• 只保留指定矩形范围；
• 局部区域仍然包含完整的压力、速度等流场数据；
• 后续还可以继续进行云图、流线、Slice 等操作。

方法如下：

创建一个新的规则 Zone，再将原始 CFD 数据插值到该 Zone 中

来实现。

这样，新建立的 Zone 就相当于一个独立的“局部数据块”。

后续只针对这个 Zone 进行切面和云图显示，即可得到局部切面效果。

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1. 基本思路

整个方法可以概括为两步：

1. 创建一个覆盖目标区域的规则 Zone；
2. 将原始流场数据插值到这个新 Zone 中。

以本文的矩形局部区域为例，首先建立一个三维长方体 Zone，使需要显示的局部截面位于该长方体内部。

然后通过 Tecplot 的 Interpolate 功能，将原始 fluid 区域中的压力、速度等变量插值到新建 Zone。

完成之后，就可以单独针对该 Zone 进行 Slice、Contour、Streamtrace 等后处理。

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2. 创建局部规则区域

首先进入：

Data → Create Zone → Rectangular

如图4所示。

此时会弹出 Create Rectangular Zone 对话框。

这里主要需要设置两类参数：

• I、J、K
• X/Y/Z Min 和 X/Y/Z Max

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3. I、J、K 应该怎么设置？

I、J、K 表示新建立规则 Zone 在三个方向上的节点数量。

Tecplot 默认通常为：

10 × 10 × 10

这个数量用于简单演示没有问题，但如果后续需要进行流场变量插值，10 个节点往往偏少。

例如本文设置为：

30 × 30 × 30

也就是三个方向上分别布置 30 个节点。

需要注意的是：

I、J、K 并不是越大越好。

节点过少时，局部云图可能比较粗糙，不能充分反映原始 CFD 数据的空间变化。

节点过多则会增加插值计算量和数据量，但并不会突破原始 CFD 数据本身的精度。

简单来说，可以根据局部区域实际尺寸和原始 CFD 网格数量，估算新建区域需要多少节点。如：

• 局部区域尺寸；
• 原始 CFD 网格尺度；
• 原始区域内网格疏密；
• 最终出图精度要求。

如果只是普通论文云图，20～50 通常已经能够满足大多数情况。

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4. 确定局部区域坐标

接下来需要输入新 Zone 的空间范围：

• XMin
• XMax
• YMin
• YMax
• ZMin
• ZMax

本质上就是通过两个对角点定义一个长方体区域。

但在实际后处理时，我们往往并不知道模型某个位置的准确坐标。

这时可以使用 Tecplot 自带的 Probe 工具。

点击工具栏中的：

Tool to Probe Data

然后直接在模型上点击目标位置。

如图5所示。

点击后，右侧 Probe 面板会显示该位置对应的：

• X
• Y
• Z

坐标。

这样就可以分别读取目标区域两个角点的大致坐标。

随后将坐标输入 Create Rectangular Zone 对话框。

本文输入的局部区域坐标如图6所示。

设置完成后点击：

Create

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5. 检查新建立的区域

创建完成后，新 Zone 默认不一定会直接以实体形式显示出来。

可以进入：

Options

勾选：

Show Bounding Boxes for Enabled Volume Zones with No Style

即可显示新建 Volume Zone 的包围盒。

如图7所示。

图中的虚线长方体就是刚刚创建的 Rectangular Zone。

这一步非常重要，因为可以直观检查：

新建的局部区域位置和尺寸是否正确。

如果发现位置偏移，或者区域大小不合适，可以重新修改坐标范围。

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6. 检查新 Zone 的网格

为了进一步检查刚才创建的规则区域，可以暂时把其他 Zone 关闭。

建议按照以下顺序操作：

1. 关闭其他 Zone；
2. 打开 Mesh；
3. 进入 Zone Style；
4. 只勾选刚刚创建的 Rectangular Zone。

如图8所示。

此时就可以直接看到该区域对应的规则网格。

本文设置：

I = 30

J = 30

K = 30

因此三个方向上均为 30 个节点。

这里建议一定检查一下新区域网格。

尤其是局部区域比较薄时，如果某个方向节点太少，后续插值和切面可能会显得不够平滑。

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7. 将原始流场数据插值到新 Zone

此时新建的 Zone 只包含：

• 空间坐标；
• 规则节点。

但里面实际上还没有原始 CFD 的压力、速度、温度等流场数据。

因此下一步需要进行数据插值。

进入：

Data → Interpolate → Linear

如图9所示。

在 Linear Interpolation 对话框中主要设置三个部分。

Source Zone

选择原始 CFD 数据所在区域。

本文为：

fluid

也就是整个流体域。

Destination Zone

选择刚刚建立的：

Rectangular Zone

Variables

选择需要插值的变量。

例如：

• Pressure
• X Velocity
• Y Velocity
• Z Velocity
• Density
• Temperature
• Turbulent Kinetic Energy

等等。

如果后续只需要画压力云图，则只插值 Pressure 即可。

如果后续还要做流线，则至少需要把三个方向的速度分量一起插值进去。

设置完成后点击：

Interpolate

即可将原始 CFD 数据插值到新建规则区域中。

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8. 制作局部切面云图

数据插值完成后，新建立的 Zone 就已经具有独立的流场数据。

此时可以和普通 Zone 一样进行后处理。

重新打开：

Slices → Slice Details

然后在 Zone Style 中控制参与显示的 Zone。

例如图10中，同时打开：

• 原始 fluid
• 新建 Rectangular Zone

可以看到整体切面和局部区域同时存在。

如果关闭原始 fluid，只保留：

Rectangular Zone

即可得到图11所示的局部截面效果。

至此，就实现了：

Tecplot 局部切面云图的单独显示。

而且由于局部区域已经成为一个真正的数据 Zone，因此它的用途不仅限于 Slice。

后续还可以单独针对它进行：

• Contour 云图；
• Slice 切面；
• Streamtrace 流线；
• Vector 矢量；
• 局部数据提取；
• 局部区域分析。

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10. 注意事项！！！！：

Tecplot 自带的 Rectangular Zone 更适合完全位于流体域内部的规则区域。

尤其需要注意：

新建区域最好不要穿过固体壁面。

例如对于三维机翼外流场，机翼内部本身并不存在流场数据。

如果建立的 Rectangular Zone 直接穿过机翼，那么新区域中的一部分节点实际上位于原始 CFD 流体域之外。

此时进行插值时，这些位置没有对应的原始流场数据，就可能导致：

• 局部插值失败；
• 壁面附近出现异常数据；
• 云图不连续；
• 部分节点无法正确赋值；
• 局部 Slice 显示异常。

因此，对于本文这种：

完全位于流体域内部的规则矩形区域

这种方法非常方便。

但对于以下情况：

• 三维机翼；
• 叶片；
• 复杂管路；
• 多固体障碍物；
• 不规则局部区域；

如果规则长方体会穿过模型壁面，就不建议直接使用该方法。

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11. 复杂区域办法：

在外部软件中提前建立目标区域网格，再将该区域作为独立 Zone 导入 Tecplot，最后利用 Tecplot Interpolate 将原始 CFD 数据插值进去。

这样就不再局限于 Tecplot 自带的：

Rectangular Zone

理论上可以建立：

• 任意形状局部区域；
• 贴合机翼的局部区域；
• 避开固体壁面的局部体；
• 特定曲面；
• 更复杂的规则或非规则数据域。

后续再出教程介绍，太晚了，不熬了。。。。

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12. 另外：

如果只是单纯想快速得到一个矩形局部截面，其实在 CFD-Post 中实现会更加直接。但是在论文和报告后处理过程中，Tecplot 会更加好看，适合论文出图。

总之，对于规则局部区域，这是一种非常方便的 Tecplot 后处理方法。