基于聚类融合的三维流线可视化方法

为解决使用聚类方法实现三维流线可视化时,存在特征提取不全面、可视结果破坏流场连续性、聚类簇划分不稳定导致流线代表性差等问题,提出了基于聚类融合的三维流线可视化方法。该方法由特征间距离度量方法和聚类融合方法两部分组成,将特征间距离和空间距离分别作为流线间的相似度进行聚类,对得到的聚类结果进行加权合并后再划分。将该方法在具有多个不同特征的数据集上进行了实验,并与现有方法进行了定性、定量比较。结果表明,与现有方法相比,该方法能够较好地平衡特征提取和流线分布之间的关系,聚类簇划分的稳定性提高了2%~5%,矢量场重构的精度提高了3%~5%。

流线可视化技术研究与进展

流线可视化技术是普遍采用的CFD矢量场可视化工具。简要回顾了流线可视化技术的 理论和实际意义，以及流线生成的两类技术；重点针对流场数据和流线表达方法的特点，介 绍了流线可视化研究中一些具有共性的问题，以及近年来流线可视化技术的研究热点和动态 。

表意性方法在三维流线可视化中的应用综述

流线可视化是流场可视化的重要方法,其能直观地表达流场的结构和流动趋势。但在三维流场使用流线可视化时,不恰当地绘制方法、选择方法、呈现方式会导致可视化结果表达能力差,用户很难从中高效获取流动信息。重点对解决该类问题的表意性可视化方法进行了调研,为了全面反映表意性方法在三维流线可视化中的研究进展,对近十几年国内外具有代表性的论文进行了系统地阐述。首先介绍了表意性可视化方法的相关概念,然后将视觉感知增强类、可见性管理类和焦点+上下文等表意性方法在三维流线可视化中的应用进行分类阐述,并讨论了各种方法的优缺点。最后总结分析了表意性方法在三维流线可视化中面临的问题和挑战,并对未来的研究方向进行了展望。

基于着色模型实时构造的海洋流场动态流线可视化方法研究

为了实现海洋流场流向、流速等特征信息的直观高效可视化表达,提出了一种基于着色模型实时构造的海洋流场动态流线可视化方法。设计了一种可适应三维纹理的流线属性信息存储结构,构建面向动态流线的着色模型并进行流线实时构造,实现复杂海洋流场的动态可视化表达。实验结果表明,相较于静态流线可视化方法和基于动态图元的流线可视化方法,该方法显著提高了流场海量数据集的可读性以及流场可视化的渲染效率与表达效果,更直观、流畅地反映了流场的时空特征和复杂动态过程。

非结构网格流线快速可视化方法

流线是矢量场最常用的可视化方式之一,特别是在油气田油层数据分析中大量使用。但是目前的流线可视化方法需要大量的数值积分运算,效率较低,难以满足大规模矢量场快速可视化处理与分析的需要。针对该问题,提出一种避免数值积分的流线快速可视化方法。该方法将流线表示成矩阵形式,将积分运算转化成流线与非结构网格单元各表面求交点的问题,利用牛顿迭代法进行求解,避免繁琐的数值积分运算,提高了流线可视化的速度。实验结果表明,相比已有方法,此方法可节约30%左右的时间。

基于有限元的损伤结构功率流可视化研究

基于有限元法对裂纹损伤结构的功率流进行可视化研究。引入结构声强的概念,给出有限元壳单元和实体单元中结构声强的表达式。给出流线可视化的概念,并应用到结构声强流线的可视化中。利用1/4点单元法来模拟裂纹,计算得到了裂纹结构在不同裂纹参数和不同激励频率下的位移响应矢量图、声强矢量图和流线图。实现了结构表面能量分布、传播以及在裂纹位置周围的分布的可视化,为掌握振动能量在损伤结构的分布、损伤的识别提供了新的手段。

三维流场可视化综述

三维流场可视化主要通过计算机图形学方法来描述复杂的流场结构,揭示流体内部规律和物理特征,在航空、气象、医学等领域具有重要意义。由于三维空间维度和数据量的影响,目前三维流场可视化中尚存在不少问题亟待解决。对三维流场可视化研究现状和方法进行了分类描述,从基于线的可视化、基于面的可视化、基于体绘制的可视化以及基于纹理的可视化等4个方面对当前的研究现状加以分析总结,介绍了各方面的研究进展和存在的问题。总结了三维流场可视化中的主要问题,并对未来工作提出了一些建议。

基于矢量完全信息熵的流线并行分布方法

【目的】流线可视化效果依赖于流线分布方法,其对矢量场数据的理解有着重要作用。现有的流线分布方法只考虑了矢量场的方向分量,忽略了另一重要的矢量长度信息。此外,为了提高计算效率,本文提出了一种基于矢量完全信息熵的并行流线分布方法。【方法】该方法考虑了矢量方向和长度分量,分块并行计算熵场并以此指导流线的放置。在放置过程中,采用了一种改进的精简剪枝方法来提高算法的效率。【结果】本文选取了三组实验数据,产生不同数量的流线与已有方法进行对比实验。实验结果表明,该方法能够高效生成可反映矢量场方向和长度变化信息的流线。【结论】本文提出的并行流线分布方法,能够高效揭示更多的矢量场信息,且不遗漏矢量场的显著特征。

热荷载作用下薄板振动能流的可视化研究

基于振动声强法研究了热荷载作用下矩形薄板中振动能量的传递和分布特性.首先,得到热荷载作用下薄板的振动方程,并详细给出了热荷载作用下薄板振动声强的表达式,可利用模态叠加法求出薄板振动的横向位移.之后,利用流线可视化技术,通过流线图显示出薄板振动时能量流出的位置,能量被吸收的位置和能量的流动路径.最后,通过具体的数值算例分析了热荷载和机械荷载对薄板振动时能量流动的影响,数值模拟表明施加热荷载后会改变机械荷载对薄板中振动能量流动的影响,使振动能量的流动路径发生明显改变,且在不同的热荷载作用下,通过改变机械荷载可以抵消热荷载对振动能量流动的影响.