收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

矢量场可视化算法研究与系统设计

张文  
【摘要】: 随着高性能计算的迅猛发展,科学计算已经越来越成为科学与工程研究人员除了理论与实践之外的第三只眼睛。高性能计算产生大规模的科学数据,如何分析、可视大规模科学数据给可视化研究提出了新的挑战。同时,Internet的发展使得基于Web的可视化方法成为研究热点。 矢量场在科学计算和工程分析中扮演着非常重要的角色,描述了许多非常重要而且常见的物理现象,可视化方法是理解矢量场运动变化规律的有力工具。本文紧密结合实际应用问题,针对大规模数据、互连网等带来的挑战,进行了矢量场可视化算法研究与系统设计,主要工作和创新如下: 1)提出了流线纹理合成(STS) 新算法。STS将1D方向纹理映射到流线,利用流线纹理合成2D矢量场的可视化图象,通过宽度流线绘制加快合成。STS计算速度明显快于基于纹理的LIC等算法,且很容易生成矢量场动画,并能实现3D曲面流的可视化。 2)提出了多粒度LIC纹理和图象混合技术,它们能很好地同时表示矢量的大小和方向,从而克服了LIC纹理方法只能表示矢量方向而不能表示矢量大小的缺点。 3)采用Intel(?) PentiumⅢ(Pentium 4)处理器的流SIMD扩展(SSE),首次实现了3D曲线网格流线计算的指令级并行,与传统算法相比,向量类库编码实现的SSE算法将性能提高了55%左右,嵌入汇编实现提高了75%左右。 4)针对大规模非结构网格,提出了两种基于PC的流线可视化方法:内存映像文件方法(MMFM)和多线程out-of-core方法(MTOM)。方法MMFM将大规模数据文件映像成虚拟RAM,利用空间分块组织数据,减少缺页请求;方法MTOM利用多线程技术实现out-of-core流线构造,重叠I/O与计算,适合并行处理。测试结果表明,两种方法都可利用较少内存进行大规模非结构网格的流线可视化,性能良好。 5)在可视化数据流模型中引入误差处理,对3D流场的数值粒子跟踪计算进行了误差分析。针对显式Runge-Kutta法的粒子跟踪,采用Richardson外推、改变单步误差容限重复积分等方法对误差作出了估计,并实现了误差的可视化。 6)基于VTK进行可视化原型系统设计,实现了CFD、高速碰撞等仿真数据集的可视化。 7)研究了基于Web的可视化的参考模型,设计了两种可视化Web服务器的原型架构:VRML可视化服务器和基于CORBA的可视化服务器。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王璋奇,彭震中,马风槐;可视化技术在结构有限元方法中的应用[J];电力情报;1999年02期
2 胡星,杨光;流线可视化技术研究与进展[J];计算机应用研究;2002年05期
3 韩涛;三维矢量场的可视化[J];煤炭技术;2004年10期
4 徐华勋;李思昆;曾亮;蔡勋;;LIC纹理的GPU生成及边缘检测后优化处理[J];系统仿真学报;2008年S1期
5 李海生,牛文杰,杨钦,陈其明;矢量场可视化的研究现状与发展趋势[J];计算机应用研究;2001年08期
6 王素立;均匀导体辐射场的可视化仿真程序设计[J];计算机仿真;2003年07期
7 党文生;卢炎生;;一种利用XSLT实现GML文档可视化的技术[J];计算机与数子工程;2003年06期
8 常勇,何宗宜;基于ARToolKit的地下管网增强现实系统研究[J];计算机工程与应用;2005年29期
9 郑龙;郑敏;喻晓峰;周经伦;;虚拟城市可视化的研究与实现[J];计算机仿真;2006年10期
10 邢琦;耿瑞;刘环鹏;;小型电机的工程设计[J];信息技术;2007年06期
11 申德荣;姜安琦;王广奇;杨柄恒;于戈;;EFCS-Grid内基于P2P的分布聚类分析处理策略的研究[J];小型微型计算机系统;2007年08期
12 曹志峰;;自组织映射网络的应用与探讨[J];太原师范学院学报(自然科学版);2007年03期
13 杨英杰;李红燕;谢建平;刘新星;;MATLAB 7.X生物信息工具箱的应用——基因芯片分析(三)[J];现代生物医学进展;2008年04期
14 杨兵;;高炉自动化(控制)技术的进步和发展[J];钢铁技术;2009年05期
15 丁庆木;;体绘制算法综述[J];信息与电脑(理论版);2009年08期
16 蒋平;;工程地质三维建模与可视化技术的分析[J];中小企业管理与科技(下旬刊);2010年07期
17 韩丽娟;;“多媒体技术基础”课程教学改革实践[J];电气电子教学学报;2010年04期
18 欧杰;曹祺;刘超;;低空突防可视化仿真平台开发[J];计算机测量与控制;2010年07期
19 张勇,杨灿,陈国华;有限元计算结果的可视化处理[J];车用发动机;1995年06期
20 伊瓦·斯泰芬,王宝珍,王树森;数据可靠综合的可视化研究[J];测绘通报;1997年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴晓莉;史美萍;;晶体生长实验流场数据的可视化研究[A];’2004系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2004年
2 于光;雷宇;;运筹管理学与相关学科的互引网络的科学计量研究[A];第三届(2008)中国管理学年会论文集[C];2008年
3 梁贞潜;沈兆麟;张春路;丁国良;;可视化制冷仿真软件编制的若干技术问题[A];上海市制冷学会二○○一年学术年会论文集[C];2001年
4 郭寅飞;潘习林;姚雾云;;一种基于MultiGen-Creator构建小规模虚拟地形的方法[A];系统仿真技术及其应用(第7卷)——'2005系统仿真技术及其应用学术交流会论文选编[C];2005年
5 李昌平;刘学山;韩辉;;航空装备可视化保障的探讨[A];航空装备保障技术及发展——航空装备保障技术专题研讨会论文集[C];2006年
6 王书中;由世俊;孙贺江;;直燃机仿真与可视化研究思路的探讨[A];全国暖通空调制冷2004年学术文集[C];2004年
7 张志华;侯恩科;;矿山巷道三维模型的建立方法研究[A];陕晋冀煤炭学会地质测量专业学术研讨会论文集[C];2006年
8 孙国庆;施木俊;雷永红;唐传政;;三维工程地质模型与可视化研究[A];湖北省土木建筑学会学术论文集(2000-2001年卷)[C];2002年
9 王家华;高海余;刘炳;;可视化蒙得卡罗分析与油气产量预报的风险评价[A];第七届全国数学地质与地学信息学术会议论文摘要汇编[C];2004年
10 卞晓东;邱憬;秦文虎;蔡玉惠;;可摘局部义齿设计三维可视化专家系统[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张文;矢量场可视化算法研究与系统设计[D];国防科学技术大学;2001年
2 陆剑锋;基于特征的矢量场及医学图像可视化研究[D];浙江大学;2004年
3 汤仲安;矢量GIS线状实体等概率密度误差模型[D];武汉大学;2004年
4 郭陟;可视化入侵检测研究[D];清华大学;2004年
5 姚广涛;预混合压燃发动机混合气形成与燃烧过程研究[D];天津大学;2005年
6 黄孝章;编组站计算机辅助设计理论研究及系统实现[D];北方交通大学;1998年
7 李小牛;磁场光学成像及矢量场层析方法研究[D];西北大学;2013年
8 芮小平;空间信息可视化关键技术研究——以2.5维、三维、多维可视化为例[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2004年
9 吴镇;优化设计中的智能方法与可视化技术研究[D];武汉理工大学;2002年
10 商蕾;城市微观交通仿真及其应用[D];武汉理工大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张清波;矢量场可视化技术研究及其在海洋数据处理上的应用[D];中国海洋大学;2002年
2 苏君;面向可视化的温度场有限元分析建模原理、方法及实现技术研究[D];浙江大学;2002年
3 雷文平;旋转机械故障可视化和预测方法的研究[D];郑州大学;2003年
4 陈世昌;单环路系统传动与可视化设计研究[D];西安理工大学;2004年
5 陈静;基于ArcGIS的动态显示模型开发与应用[D];华东师范大学;2005年
6 余成道;三维建模技术在容积计量中的应用研究[D];武汉大学;2005年
7 李丹;航空物探场值表面模型可视化系统开发[D];中国地质大学(北京);2006年
8 潘海琳;高拱坝体形优化决策系统研究[D];河海大学;2006年
9 刘贵友;60KV供电网调度自动化及潮流分析系统[D];辽宁工程技术大学;2007年
10 陶长斌;可视化面向对象JAVA程序设计支持工具的研究[D];汕头大学;2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 欧阳怡升 本报特约记者 王道升 申进科 ;“可视化后勤”改革一波三折[N];解放军报;2003年
2 孙小和;江苏移动实现“无形品牌可视化”[N];人民邮电;2004年
3 ;功能强大的可视化工作站[N];计算机世界;2000年
4 本报记者 杨婧瀚 特约记者 于智连 通讯员 沈伟;你的安全“看得见”吗?[N];石油管道报;2007年
5 通讯员 徐峰;敖汉旗农作物病虫害预报实现可视化[N];赤峰日报;2008年
6 周海华庞悦;眼球经济的营销策略[N];人民邮电;2008年
7 周军民;安全管理可视化[N];计算机世界;2002年
8 河南 宋振华;WMP也玩转场效果[N];电脑报;2005年
9 汪昌任;SAPxVIP搭建可视化资产信息平台[N];中国石油报;2005年
10 王志田;中国石油A_(4)项目大庆试点顺利[N];中国石油报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978