检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：赵晨光东北大学

学位级别：硕士

科学计算可视化技术广泛应用于科学研究、工程技术等领域,是一门有着广泛发展前景的技术。它将科学计算过程中及计算结果的数据转换为几何图形及图像信息在屏幕上显示出来并进行交互处理,成为发现和理解科学计算过程中各种现象的有力工... 详细信息

科学计算可视化技术广泛应用于科学研究、工程技术等领域,是一门有着广泛发展前景的技术。它将科学计算过程中及计算结果的数据转换为几何图形及图像信息在屏幕上显示出来并进行交互处理,成为发现和理解科学计算过程中各种现象的有力工具。本文在对科学计算可视化技术的研究现状和发展趋势进行了全面调研分析的基础上,着重于三维数据可视化技术与算法研究与应用。重点分析研究了标量场、矢量场和张量场的数据可视化技术,实现了计算可视化系统,并将该系统成功应用于“有限元分析系统”中。本文首先对科学计算可视化的发展、现状、研究内容、应用及意义作了简要叙述,然后对U]ML和OpenGL可视化编程平台作了分析。之后,对可视化系统总体设计作了介绍,并分别对标量场、矢量场和张量场可视化系统的设计和算法的实现作了介绍。在标量场可视化方面,本文首先介绍了标量场可视化子系统的设计,然后对二、三维空间的标量数据的等值线算法,云图填充方法和等值面生成算法分别进行设计,并通过编程加以实现。在矢量场可视化技术方面,本文首先介绍了矢量场可视化子系统的设计,然后设计并实现了设计了点图标和彩色流线和黑白纹理算法,并在此基础上实现了彩色纹理算法,弥补了原始LIC算法的缺陷。在张量场可视化技术方面,本文首先介绍了张量场可视化子系统的设计,然后设计并实现了二维、三维椭球图标及超流线的算法。最后,经过实际应用,可视化系统的数据可视化结果准确,能够满足用户的需求。其中的一些科学计算可视化算法封装后,已经应用于有限元分析系统,并取得了满意的效果。

关键词：科学计算可视化有限元标量场矢量场张量场

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引黄工程水力学仿真计算可视化系统研究

引黄工程水力学仿真计算可视化系统研究

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作者：刘海太原理工大学

学位级别：硕士

万家寨引黄入晋工程是一项跨流域的大型引水工程,该工程所处地域地形复杂,规模宏大,这种大流量、长管道、高扬程、级间串联、泵站内多台机组并联的复杂泵系统在国内尚属首次运用,水力过渡过程计算的工况组合是非常复杂的。因此利用计算... 详细信息

万家寨引黄入晋工程是一项跨流域的大型引水工程,该工程所处地域地形复杂,规模宏大,这种大流量、长管道、高扬程、级间串联、泵站内多台机组并联的复杂泵系统在国内尚属首次运用,水力过渡过程计算的工况组合是非常复杂的。因此利用计算机软件模拟实际环境进行仿真以验证工程设计是保证工程安全运行的重要措施。通过仿真计算模拟工程运行状态,结果数据量大而且涉及大量水力学原理,分析人员需要该领域的专业知识。因而仿真计算需要利用科学计算可视化的技术,通过应用计算机图形模拟的表示方式将数学模型在计算机上求解的结果直观地在虚拟工程场景中显示出来,以便于非水利专业的监控调度人员迅速确定工程运行的状态及变化趋势。本文针对仿真计算数学模型的特点,采用三维空间的可视化对象来表示仿真计算的数据。在综合考虑各种视觉效果的前提下,将仿真计算所得的各种水力学数据映射到可视化对象的各种视觉属性上,并将可视化对象放置在虚拟的工程场景中,是用户在具有沉浸感的视觉效果中可以直观地观察到仿真计算的结果。在系统实现的过程中,根据仿真结果的特殊性,同时改进了传统的可视化映射的算法,设计了优化的执行方法,使之在本文的系统环境下能够简化步骤,加快可视化映射的速度。与此同时,

关键词：科学计算可视化 VRML 引黄工程水力学仿真计算面向对象

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并行计算环境下计算斑图燃烧学的高效算法及可视化研究

并行计算环境下计算斑图燃烧学的高效算法及可视化研究

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作者：胡诗樵国防科学技术大学

学位级别：硕士

火箭发动机是航天领域最主要的动力系统,本文针对我国未来空间探索及研制高可靠性的液体火箭发动机的需要,开展了并行计算环境下计算斑图燃烧学的高效算法和动态可视化的研究工作。对多种求解代数方程组的算法进行研究,采用TDMA算... 详细信息

火箭发动机是航天领域最主要的动力系统,本文针对我国未来空间探索及研制高可靠性的液体火箭发动机的需要,开展了并行计算环境下计算斑图燃烧学的高效算法和动态可视化的研究工作。对多种求解代数方程组的算法进行研究,采用TDMA算法求解计算燃烧学控制方程组,该算法能快速求解三对角方程组,而且易于并行实现。实现了并行环境下液体火箭发动机燃烧室内的复杂流场的数值模拟,并在MPP和CLUSTER两种并行平台上进行了测试,对数值模拟的结果进行了分析,串并行计算结果完全相同,而且获得较高的加速比,得出并行计算技术是研究计算燃烧学的有效手段的结论。针对计算燃烧学的特点,建立了基于Web的可视化系统,通过将Web应用部署在Internet上,能使燃烧学工作者们通过Internet将科学计算的数据文件发送给Web服务器,借助Matlab的强大的计算与图形展示功能,通过Web浏览器显示计算的数值结果或相应的图形结果。对本文的数值模拟程序的计算结果进行了动态可视化,生成了独立演示的视频文件。对数值模拟结果在三维空间中进行动态的可视化研究,一方面验证了数据的准确性,另一方面提供了科学的数据表现手段,使数据得到最直观的显示。采用计算斑图燃烧学的方法和多维动态视频分析技术,对动态可视化的结果进行了分析,发现了在液体火箭发动机燃烧室内出现高频燃烧时室内压力、混气温度和密度相对于稳态值的运动轨迹呈六角螺旋形态,具有独特的精巧结构。可视化的结果为进一步分析火箭发动机斑图动力学的精细演变过程打下了基础。

关键词：计算斑图燃烧学液体火箭发动机湍流并行计算科学计算可视化

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辐射流体力学计算结果的可视化研究

辐射流体力学计算结果的可视化研究

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作者：彭国华华中科技大学

学位级别：硕士

针对受控热核反应领域研究的重要途径是对激光惯性约束聚变领域的研究，其研究的重要工作和必要条件就是进行数值模拟。数值模拟激光惯性约束聚变的物理过程以评价实验设计参数的好坏，可以优化初始实验参数，提高实验效率。但是数值模... 详细信息

针对受控热核反应领域研究的重要途径是对激光惯性约束聚变领域的研究，其研究的重要工作和必要条件就是进行数值模拟。数值模拟激光惯性约束聚变的物理过程以评价实验设计参数的好坏，可以优化初始实验参数，提高实验效率。但是数值模拟计算结果的数值量庞大以及数值数据的枯燥严重妨碍了对计算结果的分析整理的进行。本文围绕如何准确、有效地提高辐射流体力学计算结果的分析整理效率进行了系统的分析和研究。一维辐射流体力学计算结果可视化的前提是一维辐射流体力学的数值模拟计算以及科学计算可视化的研究。了解辐射流体力学数值模拟的研究进展，开展对一维辐射流体力学方程组的研究。学习科学计算可视化的相关知识和技术手段，总结出研究可以采用的处理方法。针对一维辐射流体的特性，建立数学模型并采用适合的一维辐射流体力学算法对其变化进行数值模拟仿真，采用科学计算可视化的技术手段对辐射流体力学数值模拟计算的结果进行后处理，实现计算结果数集图像化。通过颜色数值映射的方式来模拟计算区域的数据场情况，不仅得到完整的数据信息，还能模拟数据的动态变化。最后基于科学计算可视化的技术手段采用VC++和MATLAB混合编程的具体方法实现一维辐射流体动力学数值模拟计算结果的可视化显示，并给出了实例通过仿真程序的可视化显示。本文研究一维辐射流体动力学数值模拟计算结果的可视化对提高数值模拟计算结果的分析效率，减轻分析整理工作的劳动强度和提高研究人员的工作效率,改善分析计算的工作环境有积极的意义。

关键词：辐射流体力学科学计算可视化数值模拟

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谈谈科学可视化

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科技与出版 1995年第5期 37-38页

作者：蔡志刚张景琳北京应用物理与计算数学研究所

谈谈科学可视化北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室蔡志刚，张景琳一、科学可视化概述科学计算可视化（简称科学可视化），就是利用计算机将符号形式转变为图形图像的形式来帮助人们理解和视觉地理清数据中的内在关系，它是从... 详细信息

谈谈科学可视化北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室蔡志刚，张景琳一、科学可视化概述科学计算可视化（简称科学可视化），就是利用计算机将符号形式转变为图形图像的形式来帮助人们理解和视觉地理清数据中的内在关系，它是从英文Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｉｎ...

关键词：科学可视化蔡志计算机张景科学计算可视化北京应用物理与计算数学研究所

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三峡库区二维泥沙冲淤计算可视化研究

三峡库区二维泥沙冲淤计算可视化研究

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作者：付旺彬重庆交通大学

学位级别：硕士

三峡水库是世界上最大的水利工程,它的长期稳定运行对两岸经济发展以及社会的和谐起着巨大的作用。十二五以来国家大力发展长江黄金水道,更是为长江航运带来前所未有的机遇。然而三峡水库自运行蓄水以来库区泥沙淤积,库容减少、洪水位抬... 详细信息

三峡水库是世界上最大的水利工程,它的长期稳定运行对两岸经济发展以及社会的和谐起着巨大的作用。十二五以来国家大力发展长江黄金水道,更是为长江航运带来前所未有的机遇。然而三峡水库自运行蓄水以来库区泥沙淤积,库容减少、洪水位抬高,影响船舶航行及沿线港口码头。为此必须对水库冲淤进行计算。在水利工程中,数值模拟是研究水流泥沙运动重要的手段之一,但数学模型也有表达不直观,数据处理繁杂等缺点,如何以开放、友好的界面,生动逼真的演示效果展示数值模拟成果将是数模计算的重要研究方向。科学计算可视化可以很好的解决这些问题。本文利用Fortran和VB的混合编程研发三峡库区泥沙冲淤计算可视化集成系统并对数学模型后处理进行了相关研究,主要研究内容和取得成果如下:(1)收集三峡库区蓄水以来的入库水沙资料淤积对三峡库区泥沙淤积特性和淤积分布进行分析。(2)介绍了平面二维水流泥沙数学模型的计算原理并进行求解,并结合实际工程对所建的数学模型进行了验证。(3)利用VB和Fortran的混合编程技术突破了不同程序语言、不同应用软件之间通讯和接口问题。研发出了三峡库区泥沙淤积计算的具有Windows风格的菜单、工具栏,操作简单,界面友好、可视化程度高的集成系统。实现了三峡库区淤积计算前期的计算可视化,后期不同繁杂数据的可视化显示,有一定意义。(4)用研发出的平面二维泥沙冲淤计算可视化系统画出三峡库区水面线,深泓线、横断面等,以及典型河道黄花城河道的淤积分布、流场图。

关键词：三峡淤积数学模型科学计算可视化混合编程

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高性能计算数据的远程交互可视化技术研究与实现

高性能计算数据的远程交互可视化技术研究与实现

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作者：孟创斌国防科学技术大学

学位级别：硕士

随着高性能计算机和高性能科学计算技术的发展,高性能科学计算产生的数据规模正在快速地增大,已由GB级、TB级增大到EB级。传统的先将数据存贮,然后再进行可视化处理的科学可视化后处理模式,由于受限于磁盘I/O效率,已成为非常耗时和繁琐... 详细信息

随着高性能计算机和高性能科学计算技术的发展,高性能科学计算产生的数据规模正在快速地增大,已由GB级、TB级增大到EB级。传统的先将数据存贮,然后再进行可视化处理的科学可视化后处理模式,由于受限于磁盘I/O效率,已成为非常耗时和繁琐的过程。高性能计算机的并行处理技术发展促进了并行可视化,互联网带宽的增长催生了远程可视化。在高性能计算机上构建并行可视化服务器,及时对科学计算数据进行高效的并行可视化处理,并实现多用户远程交互可视化,既可显著提高海量数据的可视化效率,又能增强高性能计算用户使用可视化工具的方便性。本文根据在高性能计算机上构建并行可视化服务器对多用户远程交互可视化技术的需求,分析了现有远程可视化技术和平台发展状况,重点研究了基于Web的、采用传输图像途径的多用户远程交互可视化系统设计实现的关键技术。完成的主要工作和取得的研究成果如下:1、面向高性能并行可视化服务器的多用户远程交互可视化请求服务的需求,提出了一种定义描述和快速生成可视计算任务属性的方法,该方法针对用户请求的可视化任务初始化相关配置信息,定义描述可视化任务的元数据,通过交互初始化协议解析可视化任务属性,为后续的任务调度和资源管理提供配置信息。2、为了保证基于Web和图像传输方式的远程交互可视化实时性和交互性,设计实现了基于WebSocket技术定义初始化、交互浏览、交互修改等多种支持远程可视化访问的协议;为了提高基于Web的传输图像途径交互操作的实时性,提出并实现了一种基于带宽的自适应调节传输图像质量算法。3、针对多用户远程交互的特点,设计和实现基于共享会话方式的多用户协作机制,通过会话管理对可视化会话进行统一管理和约束,使用服务端的推送技术将可视化应用在多个用户之间进行实时同步,使得领域研究人员针对高性能计算数据,通过浏览器在线调节可视化参数,可以共享高性能计算数据可视化结果。4、在上述研究工作和研究成果基础之上,构建了一个高性能并行可视化服务器的远程可视化系统结构框架和工作流程,开发了集成有开源并行可视化工具的可视化服务器多用户远程交互可视化实验系统,并对远程可视化系统的各项功能进行了实验。实验验证了本文提出和实现技术方法的合理性和有效性。

关键词：高性能计算数据远程交互可视化科学计算可视化 HTML5 WebSocket

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实现工程结构动力计算可视化的几种途径

实现工程结构动力计算可视化的几种途径

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作者：唐可武汉理工大学

学位级别：硕士

在地震荷载作用下，建筑物结构将产生振动和变形，甚至倒塌，造成生命、财产的极大损失。由于各种灾害的原型重复几乎是不可能的，因而计算机动态模拟在这一领域的应用就很有意义。本文结合工程实例，依据结构线形动力响应的分析原... 详细信息

在地震荷载作用下，建筑物结构将产生振动和变形，甚至倒塌，造成生命、财产的极大损失。由于各种灾害的原型重复几乎是不可能的，因而计算机动态模拟在这一领域的应用就很有意义。本文结合工程实例，依据结构线形动力响应的分析原理和方法，对结构地震反应的可视化问题进行了综合的研究。对结构工程时程结果的图形表达进行了分类，建立了相应的数据结构和可视化模型，提出了可视化的几种主要方案。本文的主要工作如下： 1)总结了各种结构动力响应可视化的途径，并阐明了针对不同结构和后处理要求，应选择适当的可视化途径。 2)以深圳市民中心网架结构模型为工程背景，详细介绍了可视化网架变形分析程序的编制过程。 3)以桂林气象塔动力特性分析为工程背景，详细介绍基于有限元软件SSAP93和MATLAB数学函数库的一体化结构动力响应程序的编制过程。介绍了C语言和MATLAB数学函数库的数据传递方式。提出了以MATLAB数学函数库为算法处理基础，以C语言为数据处理基础的一体化程序的构架，实现了层模型的可视化方法。 4)以桂林气象塔动力特性分析为工程背景，详细介绍以有限元软SSAP93为基础，形成ANSYS命令流和AUTOCAD的DXF文件的程序编制过程，实现了杆系模型的可视化。

关键词：科学计算可视化动态模拟技术有限元分析 OpenGL ALGOR MATLAB ANSYS

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非定常流场分析计算结果的可视化与动画显示

非定常流场分析计算结果的可视化与动画显示

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作者：吴培宁上海理工大学

学位级别：硕士

科学计算可视化是当前一个非常活跃、发展非常迅速的研究方向.科学计算可视化是研究如何把科学数据转换成可视的、能帮助科学家理解和判断的信息的计算方法.该文首先回顾了科学计算可视化的产生与发展,综述了国内外的研究和应用现状,认... 详细信息

科学计算可视化是当前一个非常活跃、发展非常迅速的研究方向.科学计算可视化是研究如何把科学数据转换成可视的、能帮助科学家理解和判断的信息的计算方法.该文首先回顾了科学计算可视化的产生与发展,综述了国内外的研究和应用现状,认为将数值计算与模拟的结果转变为动画显示的可视信息,将为研究者分析数据提供有力的工具.提出了用电脑动画来显示流场的发展变化的设想.然后该文讨论了用离散涡方法进行非演常流场分析计算的基本理论,阐述了离散涡方法的理论基础以及应用离散涡方法数值模拟非定常、不稳定剧烈分离流动的过程.接下来该文阐述了计算机动画的基本原理和方法.最后提出了研制一个实用的软件包来实现流场分析计算结果的动画显示.用计算机动画来显示流场随时间与空间变化的情况.并叙述了程序实现的过程.通过使用该软件包生成流场动画的效果看,说明该软件包是一个实用的软件包.能够成为流体力学工作者观察流场动态变化的有力工具.

关键词：科学计算可视化动画离散涡流场分析

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网格环境下基于科学工作流的可视化研究与实现

网格环境下基于科学工作流的可视化研究与实现

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作者：李富强山东大学

学位级别：硕士

科学计算可视化是指运用计算机图形学或者一般图形学的原理和方法,将科学与工程计算产生的大规模数据转化为图形、图像,以直观的、可被人理解的形式表示出来。它在科学计算、国防建设和国民经济中有着非常重要的应用,作为一种计算和数... 详细信息

科学计算可视化是指运用计算机图形学或者一般图形学的原理和方法,将科学与工程计算产生的大规模数据转化为图形、图像,以直观的、可被人理解的形式表示出来。它在科学计算、国防建设和国民经济中有着非常重要的应用,作为一种计算和数据密集型的应用,需要很高的硬件配置、大量的计算资源和存储资源。同时,随着科学技术的发展,Internet迅速蔓延到世界各地,成为人们信息沟通和工作协同的有效工具。其中,Internet连接的成千上万的计算资源、存储资源、信息管理资源等各种数字化设备共同构成了生产、传播和使用知识的重要载体。而网格作为一种新兴的计算基础设备,将这些物理上互联的众多资源汇聚在一起,实现了资源共享、协同工作和联合计算的功能,并为广大用户提供了科学、工程、金融、军事等各种综合性服务。在Internet发展的同时,科学计算可视化也取得了长足的进步。为了满足科学家对于科学计算可视化在速度性能上的要求,科学计算可视化向着分布式科学计算可视化的方向不断发展,深度广度都有所加强。而网格计算技术作为一种前瞻的面向广域网的计算方式,使得科学计算可视化在更广范围内利用资源成为了可能,因此在网格环境下进行科学计算可视化已经成为了一个新兴的研究方向。在1990年随着Haber等人对科学计算可视化模型的提出,将科学计算可视化以管道pipeline的方式进行了建模,为科学计算可视化的发展起到了举足轻重的作用。近几年,科学工作流作为一个新兴的名词出现,是区别与普通业务工作流的。科学工作流根据定义一组定义好的规则,使程序自动执行来达到整体目标,同时文档、信息和任务在参与者之间互相传送和执行。科学工作流的主要目的是为科学家做实验提供方便,描述计算试验的设计过程。而目前科学计算可视化的实验要求越来越高,很多试验要求反复重用、修改和共享,因此在科学工作流这一问题求解环境中进行科学计算可视化是很有必要也是将来科学计算可视化的发展方向。而本文的主要研究内容有: 本文提出了一个在网格环境下基于科学工作流的科学计算可视化的三层体系结构,该体系结构由物理层、逻辑层和概念层组成,每层负责一组支撑功能。物理层提供了系统的基础功能,提供了基本的、动态的、统一的可视化服务功能,完成科学计算可视化;逻辑层绑定软件资源,分析、解释科学计算可视化流程,并对科学计算可视化任务进行管理;概念层是系统的视图层,负责描述科学计算可视化任务,是用户与系统的任务交互平台。该体系结构分层简洁,层次之间耦合性少,各层具备较高的独立性和可扩展性。另外,文中还对系统做了性能测试并对测试结果进行了相应地分析总结,并对未来的研究指明了方向。论文的工作较系统地实现了在网格环境下基于科学工作流进行科学计算可视化的目标,支持资源异构、资源共享、任务管理,实现了一个基本具备网格特征的基于科学工作流的科学计算可视化系统,具有良好的跨平台性和可扩展性,同时也为进一步的协同可视化创造了条件。

关键词：网格计算科学计算可视化科学工作流 Web服务

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