MC算法研究及在三維流體可視化模擬中的應(yīng)用.pdf

1、移動(dòng)立方體(Marching Cubes，MC)算法是應(yīng)用最廣泛的等值面方法，其研究主要集中在算法的改進(jìn)和算法在不同領(lǐng)域的應(yīng)用上。MC算法在三維流體可視化中的應(yīng)用已成為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中一個(gè)重要研究熱點(diǎn)。本文主要研究了MC算法及其在三維流體模擬中的應(yīng)用，在分析MC算法的基礎(chǔ)上，對(duì)MC算法進(jìn)行改進(jìn)，以使其更好地應(yīng)用到三維流體可視化模擬中，達(dá)到基本實(shí)時(shí)繪制的效果。本文的主要內(nèi)容如下： 1、總結(jié)了MC算法和流體模擬的研究現(xiàn)狀。研究了MC算

2、法的原理及實(shí)現(xiàn)方法，并分析了其可能存在的二義性問(wèn)題及其解決方法；討論了流體模擬的主要方法。 2、對(duì)MC算法進(jìn)行改進(jìn)，提出分塊逐層遍歷的移動(dòng)五面體(Marching Pentahedra，MP)算法。本文提出了MP算法來(lái)繪制等值面，同時(shí)也分析了MP算法可能存在的二義性問(wèn)題及其解決方法；為提高算法的時(shí)間效率，提出了將空間體數(shù)據(jù)場(chǎng)分為若干塊，然后對(duì)每一塊實(shí)現(xiàn)由外層向內(nèi)層的逐層遍歷的方法。該改進(jìn)算法提高了MC算法的時(shí)間效率和等值面精度。

3、 3、對(duì)雙氣泡聚并過(guò)程的動(dòng)力學(xué)規(guī)律進(jìn)行了分析與研究，并對(duì)其進(jìn)行了三維可視化模擬。首先根據(jù)動(dòng)力學(xué)規(guī)律建立了雙氣泡聚并的動(dòng)態(tài)特征數(shù)值模型，并對(duì)該模型進(jìn)行數(shù)值求解與分析。采用MATIAB進(jìn)行了數(shù)值模擬，另基于MC算法，用Level Set方法對(duì)兩氣泡聚并的演化過(guò)程進(jìn)行了三維可視化模擬，其結(jié)果與Maraga等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合的很好，與李向陽(yáng)等的數(shù)值模擬結(jié)果亦吻合的很好。 4、提出了一個(gè)支持分塊逐層遍歷算法、以六面體為基礎(chǔ)的五面體、