淺水非線性波浪場的計(jì)算與科學(xué)計(jì)算可視化.pdf

1、在水利信息學(xué)領(lǐng)域,科學(xué)計(jì)算可視化是一個(gè)很有用的顯示波浪信息的工具.當(dāng)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(fù)雜的.該文研究了各種水波數(shù)學(xué)模型,選擇基于Boussinesq方程的數(shù)學(xué)模型來模擬近岸復(fù)雜波浪場,該模型具有計(jì)算量合適且能夠模擬出復(fù)雜波浪現(xiàn)象的能力.波浪場動(dòng)態(tài)顯示的主要工作為使每個(gè)時(shí)刻的波面細(xì)節(jié)更加豐富,同時(shí)使用到的波浪面數(shù)據(jù)盡可能的少.將不同時(shí)刻的波浪場進(jìn)行連續(xù)播放,就可以得到逼真的波浪場

2、運(yùn)動(dòng)的可視化三維圖形.構(gòu)造三維波面曲面時(shí)采用三角形拼接法.波浪計(jì)算中采用的有限差分法一般采用矩形網(wǎng)格,因此計(jì)算中產(chǎn)生的波浪數(shù)據(jù)是若干個(gè)時(shí)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(duì)這個(gè)特點(diǎn),將矩形網(wǎng)格中每個(gè)單元網(wǎng)格劃分為兩個(gè)三角形.用這些三角面片進(jìn)行無縫拼接以逼近真實(shí)的波浪面,構(gòu)造出三維的波浪曲面.在計(jì)算波浪的光照效果過程中需要計(jì)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