淺水非線性波浪場的計算與科學計算可視化.pdf

1、在水利信息學領(lǐng)域,科學計算可視化是一個很有用的顯示波浪信息的工具.當波浪從深海傳播到近岸淺海區(qū)域,和建筑物發(fā)生相互作用,建筑物周圍的波高分布是很復雜的.該文研究了各種水波數(shù)學模型,選擇基于Boussinesq方程的數(shù)學模型來模擬近岸復雜波浪場,該模型具有計算量合適且能夠模擬出復雜波浪現(xiàn)象的能力.波浪場動態(tài)顯示的主要工作為使每個時刻的波面細節(jié)更加豐富,同時使用到的波浪面數(shù)據(jù)盡可能的少.將不同時刻的波浪場進行連續(xù)播放,就可以得到逼真的波浪場

2、運動的可視化三維圖形.構(gòu)造三維波面曲面時采用三角形拼接法.波浪計算中采用的有限差分法一般采用矩形網(wǎng)格,因此計算中產(chǎn)生的波浪數(shù)據(jù)是若干個時刻的二元矩形網(wǎng)格的數(shù)據(jù)場.另一方面三角形法是現(xiàn)有的曲面構(gòu)造方法中最簡單的,所需數(shù)據(jù)量較少.針對這個特點,將矩形網(wǎng)格中每個單元網(wǎng)格劃分為兩個三角形.用這些三角面片進行無縫拼接以逼近真實的波浪面,構(gòu)造出三維的波浪曲面.在計算波浪的光照效果過程中需要計算波浪表面的法矢量.一般的方法為表面梯度算法和三角形法矢量