基于幾何圖元的管道流體可視化算法研究.pdf

1、流體流動(dòng)是自然界和工業(yè)生產(chǎn)中普遍存在的一種現(xiàn)象，對(duì)描述流體流動(dòng)特性的流場(chǎng)的可視化研究可以幫助工程人員對(duì)機(jī)械零部件等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。目前關(guān)于二維流場(chǎng)可視化技術(shù)的研究已經(jīng)比較成熟，但三維空間中流場(chǎng)的可視化問(wèn)題還未能得到很好的解決。本文主要對(duì)管道內(nèi)三維流場(chǎng)的交互可視化進(jìn)行研究，選題對(duì)于研究流場(chǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)流體管道系統(tǒng)性能的影響具有重要的意義。 在分析了國(guó)內(nèi)外可視化技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，選擇適合在虛擬環(huán)境下表達(dá)流場(chǎng)的幾何圖元技術(shù)，重點(diǎn)放在流線計(jì)

2、算和繪制算法的研究上。首先，提出了一種新的種子點(diǎn)生成方法，即將種子點(diǎn)平面的形狀設(shè)計(jì)成與管道橫截面形狀一致。對(duì)流線計(jì)算中的數(shù)值積分及點(diǎn)定位子過(guò)程進(jìn)行了改進(jìn)，提出根據(jù)雷諾數(shù)選擇積分方法的思想，并依據(jù)管道的幾何形狀，提出了分層搜索的點(diǎn)定位方法。為了便于在繪制流線時(shí)形成實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)，提出一種新的繪制流線的幾何圖元結(jié)構(gòu)Streamline Arrow，并在該結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)一幅圖像的多變量表示。其次，將流場(chǎng)可視化技術(shù)與動(dòng)態(tài)流量軟測(cè)量技術(shù)結(jié)合，并融合