大型渠道动态三维可视化设计研究与应用

针对大型渠道传统设计方法存在的问题,将地理数据信息化及三维信息模型引入渠道设计中,提出大型渠道设计的新理念,并初步创造了一种相对理想的设计新模式。将该模式应用到济平干渠的设计中来,并将设计流程及结果与传统设计方式进行对比,结果表明,该设计模式在效率和效果上都优于传统的设计模式。

混凝土坝浇筑过程三维动态可视化仿真

通过集成化方法来研究混凝土坝浇筑过程三维动态可视化仿真,讨论了仿真计算系统与三维动态可视化系统(GIS系统)的建模及系统可视化问题,设计了仿真系统与可视化系统的集成模式,实现了系统的界面可视化、过程与结果的可视化和真三维地形环境的大坝三维动态可视化,并具体介绍了仿真系统及三维动态可视化的实现过程.最后给出了一个混凝土坝仿真研究的成功实例.

基于数值模拟的注浆过程三维动态可视化

数值模拟是研究注浆过程的重要手段之一,但是数值模拟无法动态展示注浆全过程.为解决这一问题,本文对注浆全过程进行三维动态可视化,从而使得"不可见"的注浆过程变得"可见",为注浆工程质量管理提供强有力的技术支持.基于耦合FVM法的混合模型,本文对注浆全过程进行了三维数值模拟,得到了注浆浆液时空分布规律;结合TIN算法、边界表达技术和NURBS简化技术,建立了注浆区域内的工程地质三维统一模型;基于数值模拟成果和工程地质三维统一模型,本文应用网格曲面重建技术、虚实耦合技术、纹理映射技术对注浆全过程进行三维动态可视化.工程实例研究表明三维可视化方法能真实、直观地反映注浆过程中浆液的扩散变化过程.

基于Vega Prime的流场三维动态可视化研究

基于数学模型的洪水演进计算输出结果通常表达为数值表示的水位流速场,为了探寻洪水演进的规律,借助可视化的手段将数据进行了基于图像图形的直观表达;同时以虚拟现实平台软件Vega Prime为基础,分析了实现流场动态可视化的技术框架、实现方法,并通过实例对该方法进行了验证。结果表明,该方法能较好地实现流场的可视化表现,可用于超大流量天然河道洪水演进模拟。

工业过程断层图像的三维动态可视化

提出了一种针对工业过程断层图像的三维动态可视化方法,可用于对工业过程的辅助监控。该方法采用基于光线投射的体可视化技术,已在MITK(Medical Imaging ToolKit,一个用于医学影像处理与分析的C++类库)中实现。该方法使用不同的颜色和阻光度系数来区分反应容器或管道中的不同物质,从而为容器或管道中不同物质的混合反应过程提供一个动态的显示。实验结果证明该方法是可行的,并且其性能也是可接受的,若再辅之以体绘制算法的硬件加速,该方法可用于实时的工业断层成像系统中。

施工导流三维动态可视化仿真研究

把地理信息系统(GIS)技术应用于施工导流管理与决策中,开发了基于GIS的施工导流三维动态可视化仿真系统。分析了三维可视化模型的建立过程,设计了系统的总体结构及开发模式,并介绍了系统具体功能的实现。仿真系统在实际工程施工导流方案设计中获得了成功的应用。

多平台混凝土坝施工三维动态可视化研究

介绍混凝土坝施工三维动态可视化仿真系统的分析、建模与实现过程,提出多平台混凝土坝施工三维动态可视化技术,并结合案例对混凝土坝浇筑过程的三维动态可视化予以具体应用。

基于XNA的海洋环境三维动态可视化

基于微软的新型三维图形开发平台XNA Studio,进行海洋环境动态可视化方法研究,主要包括动态海面仿真和流场动态可视化。动态海面通过折射贴图和反射贴图模拟海面的光影效果;流场动态可视化通过运动矢量符号表达海流的流速、流向。此外还提出了基于贝塞尔曲线平滑的AUV水下漫游方法,解决了场景漫游中的关键问题。此方法可以达到良好的可视化效果,并且对系统图形硬件要求不高,适用性较好。

三维动态可视化技术在水利工程中的应用研究

经济发展不仅提高了基建需求,而且促进了三维动态可视化技术等先进科学技术在地质、测绘等科学领域和水利工程基建中的应用,现阶段的三维动态可视化技术在水利工程的应用还处于方法探索阶段。文章主要以三维动态可视化技术的基本原理和发展现状为讨论依据,对水利工程的三维可视化系统构建方法进行探索,对三维动态可视图技术在水利工程的应用进行分析。

600 MW某火电站锅炉标准化安装过程动态仿真研究

针对大型火电机组锅炉安装过程的复杂性和安全性,利用计算机技术对该过程进行可视化三维动态模拟仿真。在此过程中以语音解说和中文字幕,详细说明锅炉设备安装过程中的施工方法、施工流程、技术规范标准以及安全施工细则。将锅炉内部设备安装仿真与多媒体技术结合,构建标准化、形象化安装方案,开发"火电厂锅炉设备安装过程三维可视化动态仿真系统"。应用表明,该系统可有效提高设备安装效率和质量,为工程进度的管理与控制提供保证。

多维时序海洋遥感数据的交互式可视化技术

为了实现海量、多维、时序等特点的海洋环境数据三维动态可视化表达,设计基于OSGEarth三维虚拟可视化平台,并详细阐述该系统的体系结构。将几何着色器应用于对数据的渲染着色,同时利用GPU强大的处理能力加快渲染的速度;通过坐标变换,将数据可视化的结果紧密贴合在三维地球表面上;通过人机交互机制,进一步实现了海洋环境数据的动态可视化。实验表明,该方法具有一定的可操作性,可以为海洋环境数据的动态可视化及分析提供技术平台。

国家科技进步二等奖——大型水利水电工程可视化仿真技术及其工程应用

1．所属科学技术领域 本项目研究属水利水电工程设计与施工管理领域。紧密依托我国在建或拟建的一批大型水利水电工程．通过工程仿真手段模拟分析工程施工系统内部机制．解决工程优化设计和快速施工中存在的关键技术问题。创造性地提出大型水利水电工程可视化仿真理论与方法．包括基于GIS的三维动态可视化仿真技术、复杂地下洞室群施工可视化仿真与优化方法、施工导截流三维动态可视化仿真方法、混凝土坝施工三维动态可视化仿真与优化方法等．为工程施工组织设计与优化、工程建设管理提供了强有力的分析手段。研究成果在溪洛渡、三峡、龙滩、小湾、糯扎渡、拉西瓦、南水北调等20项大型水利水电工程中获得成功应用．获得直接经济效益．且具有广阔的推广应用前景。

基于GIS的混凝土坝施工三维动态可视化仿真研究

为简化水电工程混凝土坝施工仿真的建模 ,同时实现施工过程中复杂动态时空逻辑关系的直观表达 ,提出了基于 GIS的混凝土坝施工三维动态可视化仿真方法 .通过计算分析不同方案下大坝施工的具体技术指标 ,可得到合理的大坝混凝土浇筑进度计划 ,并应用 GIS技术在建立的混凝土坝施工系统数字模型基础上 ,用三维动态演示技术将复杂的大坝施工过程用运动着的画面形象逼真地描绘出来 。

预混燃烧火焰的光偏折层析三维动态可视化

使用光偏折层析(CT)方法研究了非稳态预混燃烧流场的参数测量及火焰结构表征。建立了适用于瞬态流场层析的叠栅光偏折投影条纹图有序阵列采样系统,实现了单光栅副、单CCD、多方向、同时和同光路条件的动态采样。构建适用于少数投影光偏折计算层析的混合正则化重建算法。实验测量中,对C4H10/空气预混燃烧流场进行6视角动态采样,使用混合正则化算法对燃烧流场进行截面二维温度分布重建,使用Sobel梯度算子进行火焰内外区域温度分布的阈值分割。对4个不同时刻共计150条莫尔条纹进行信息提取并重建出20个截面的温度分布,使用移动立方体面绘制算法和光线投射体绘制算法对三维体数据进行显示,实现了燃烧流场参量分布及火焰结构的三维动态可视化。

双比例尺交互模式的粒子系统动态可视化——以出租车数据为例

针对如何对海量、多源、高维的时空轨迹数据进行交互可控、形象直观的可视化分析这一地理信息系统(GIS)领域的热点问题,该文提出了一种出租车全球定位系统(GPS)轨迹数据的网页端三维动态可视化方法,通过空间比例尺和时间比例尺的双重控制,运用粒子系统构建了城市大尺度三维场景中GPS轨迹的模拟移动模型。实验结果表明,该方法可以直观地反映出租车轨迹的时空演变规律,具有良好的可交互性,可以通过网络平台广泛地应用到各种轨迹数据的实时监控和历史分析中,为交管部门的管理和出租车公司的车辆调度提供依据。

GIS技术在潖江滞洪区洪水淹没模型中的应用

文章从分析项目对GIS技术的需求入手,详细介绍了GIS技术在项目中的具体应用,采用图例说明了GIS的应用效果,对利用新技术研究分析洪水在蓄(滞)洪区的运动具有一定的参考意义。

Supermap组件式开发在洪水演进中的应用研究

目前对洪水爆发过程研究的计算软件较多,但其计算结果专业化程度较高,需借助GIS软件进行数据可视化分析。但GIS软件大部分功能相对洪水特性的针对性不强,功能难以满足使用者需求。针对这一问题,结合实际案例和使用需要设计了洪水演进三维动态可视化系统。洪水演进三维动态可视化系统是由C#语言编译,结合SupermapiObjects.Net组件和VisualStudio2017开发工具,可更直观展现洪水的推演情况,同时简化部分繁琐步骤提高工作效率,能实时监测查询河道淹没点,淹没范围等情况,能够多细节多角度的观察洪水的爆发情况,为决策管理等提供参考。

利用频闪结构光测量旋转叶片的三维面形

在对快速甚至高速运动物体进行研究时,需要对运动物体各个时刻的三维面形和形变量进行数字化描述。提出了一种利用频闪光作为结构照明光源,基于傅里叶变换轮廓术对旋转叶片每个时刻的三维面形和变形量进行动态测量的光学方法。使用自行设计的同步控制单元对风扇叶片旋转位置进行检测,用该检测信号同步驱动频闪结构光源的发光和图像采集系统“冻结”记录下旋转叶片表面变形条纹的瞬时图像,再运用傅里叶变换轮廓术计算出每一瞬间时刻旋转叶片的三维面形,分析这些三维面形数字化结果可以进一步得到旋转叶片的变形量。通过对家用电风扇的实验,验证了该方法的合理性和可行性。该方法可望在高速运动物体的面形和变形研究上有广泛运用。

溃坝洪水演进的光滑粒子流体动力学分析

传统GIS在实现溃坝洪水过程模拟时通常是采用无源淹没分析或有源淹没分析方法,这些方法忽略了洪水演进过程中的物理学与动力学因素,模拟结果的时效性、可靠性较差,表达效果也较为简单。针对此问题,该文提出结合光滑粒子流体动力学方法与GIS相关技术实现溃坝洪水演进的三维动态可视化及分析,以光滑粒子流体动力学生成的海量多维时空序列流体粒子数据为基础,研究了粒子数据的建模及时空数据的时空建模技术。最后在自主研发的系统中实现了溃坝洪水演进的三维动态可视化表达及分析,应用效果良好。