流線可視化技術(shù)的研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著流體力學(xué)、科學(xué)計算可視化、計算機(jī)圖形學(xué)、網(wǎng)絡(luò)三維游戲等的發(fā)展，可視化技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。流線可視化技術(shù)是矢量場可視化技術(shù)中的一種，主要包括流線的計算與流線的顯示。由于它與常用流體實(shí)驗技術(shù)的相似性，流線可視化技術(shù)在計算流體力學(xué)可視化中被普遍采用，流線可視化技術(shù)的研究已經(jīng)成為可視化研究十分活躍的課題。但是，目前的流線可視化技術(shù)在流線構(gòu)造的速度上，相對較慢；在流線繪制真實(shí)感的效果上，還不太理想。 本文從流線計算和流線繪制兩方面進(jìn)

2、行了深入研究，旨在開發(fā)出一套能夠快速地構(gòu)建流線模型，更加真實(shí)地顯示三維模型的圖形軟件，以解決目前流線可視化技術(shù)中存在的問題。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，本文主要做了如下研究工作： 其一，在加快流線模型的構(gòu)造速度上，本文設(shè)計了一種新的種子點(diǎn)生成法，即將種子點(diǎn)平面的形狀設(shè)計成與截面形狀一致，并將該方法應(yīng)用到流線計算的數(shù)據(jù)組織上。對流線計算中的數(shù)值積分的方法做了改進(jìn)，提出了根據(jù)雷諾數(shù)選擇積分方法的思想。在流線計算點(diǎn)定位的過程中，根據(jù)索引查找的思

3、想，提出了分層搜索的點(diǎn)定位方法。 其二，在提高模型顯示的真實(shí)感上，本文設(shè)計了一種新的繪制流線的幾何圖元結(jié)構(gòu)—Streamilne Arrow。在該結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了多變量映射算法，實(shí)現(xiàn)了一幅圖像的多變量表示。 本文在設(shè)計實(shí)現(xiàn)的三維模型可視化軟件平臺上對流線的構(gòu)造速度和流線的繪制結(jié)果進(jìn)行測驗，結(jié)果表明本文提出的流線計算方法可以減少流線構(gòu)造過程的計算量，加快流線模型構(gòu)造的速度，所提出的流線繪制方法能夠清晰地描繪三維模型的結(jié)