一种快速实现计算流动显示的算法

计算流动显示是近年来在流体力学领域出现的一个新的研究方向,是计算流体力学,实验流体力学,科学计算可视化等领域的结合。本文介绍了实验流体力学中光学流动显示原理,并由此原理提出了由计算流场生成干涉图、纹影图及阴影图的方法,最后给出了一种快速的基于光线投射方法的光线跟踪算法。     

基于Vega Prime的航天器视景仿真中的多坐标系问题

正确理解、掌握和综合运用多种坐标系统是航天器视景仿真开发过程中至关重要的基础所在，也是开发过程中较大的一个难点。首先对航天器视景仿真中经常使用的坐标系统进行了分析，然后蛤出了在VegaPrime环境中定义、创走和使用不同坐标系的方法，最后还给出了不同坐标系间位置和姿态数据的转换方法。文中给出的开发思路对于远程导弹、运载火箭、人造卫星等各类航天器的视景仿真开发都具有很高的通用性和实用性。     

基于分离式电磁矢量传感器阵列的相干信号波达方向估计

目前,分离式电磁矢量传感器相干源估计问题研究处于起步阶段,现有方法最多只能解6个相干信号源。研究空间平滑算法在分离式电磁矢量传感器阵列中的应用,以解决该问题。首先对平面阵列进行两维子阵划分,然后通过选择矩阵对该划分子阵进行抽取,最后对各抽取子阵进行空间平滑处理。完成两维空间平滑后,利用子空间旋转不变技术和矢量叉积算法完成目标的两维波达方向估计。所提方法在解决共点式电磁矢量传感器互耦严重、硬件设计困难的同时,采用稀疏阵列提高了波达方向测量精度,且该方法不受制于6个相干入射信号源。计算机仿真结果证明了所提空间平滑方法在均匀分离式电磁矢量传感器平面阵中解相干的有效性。     

整数规划的旋转矢量法

针对整数规划问题的求解,改造了基本旋转矢量方法中的旋转因子和收缩因子。旋转因子的选取保证了矢量旋转过程中矢径长度不变,矢径的收缩策略的选取能保证最大范围地搜索解空间。多点旋转矢量法采用多矢量同时旋转的思想,在算法实施中基于优胜劣汰的原则引入了矢径舍弃系数和种群保留系数两个控制参数,极大地提高了计算效率和求解精度。最后,通过整数规划算例验证了该方法的有效性,表明对于维数较高的整数规划问题效果也很好。     

矢量波动方程的直接差分解法

对电磁场波动方程进行了分析,研究了一种基于电场波动方程的时域数值方法———矢量波动方程的直接差分解法,给出了电场和磁场的计算公式。采用线性插值方法获得了导体表面法向电场的计算公式,给出了算法的稳定性条件。与时域有限差分法相比,由于该方法中电场分量的迭代更新无需磁场参与,从而使算法的复杂性大大降低,是一种具有良好应用前景的电磁场时域数值分析方法,最后通过一个数值计算实例证明了该算法的有效性。     

一种用于机载系统定位的坐标转换方法

基于地球椭球参考模型空间目标定位坐标系的建立,提出通过在飞机上测量地面目标方向角和斜距这二维坐标信息,而不需要测量方位角和俯仰角信息对目标进行定位的坐标转换方法,研究了算法误差和测量数据误差对定位精度的影响,并作了仿真分析,验证了算法的有效性。     

外资流动对房地产价格影响的研究

首先讨论了外资进出房地产供需环节所表现出的不同特征,在此基础上深入考察了外资流动与房地产市场不同发展阶段之间的关系以及在相应阶段外资流动对房地产价格的不同影响.最后以上海为例,对外资流动影响上海房地产价格的现状以及未来变化趋势进行了实证分析.本文的主要结论是:当房地产市场处于繁荣、相持、衰退、萧条和复苏等不同阶段时,外资流动将对房地产价格产生不同的影响;上海房地产市场进入相持阶段,外资流入需求环节的幅度开始减少,房地产价格进入调整期.     

基于改进IBFV的矢量场剖面纹理可视化

通过分析经典IBFV方法可视化效果差的原因,提出改进方法:在IBFV过程中使用相关性较高的背景纹理图像。该背景纹理使用GLSL由GPU加速的多重线积分卷积生成。研究了将三维矢量场投影到二维图像空间的方法;利用GPU的顶点颜色插值功能,将离散矢量场转换为连续的纹理数据场,以便于使用GPU完成线积分卷积运算。在算法实现过程中,研究各参数对显示结果的影响,找出合适的取值。通过以上分析和研究,相比于IBFV改进的算法的可视化效果将得到显著提高。     

SSFNet中距离矢量路由算法的仿真

SSFNet是一个用于模拟Internet网络及其协议的仿真软件,包含了OSPF、BGP等多个路由协议的仿真实现。分析了SSFNet仿真软件的协议体系结构,重点研究如何在SSFNet架构下扩展路由算法的方法,并以协议模块的形式实现了距离矢量路由算法,弥补了SSFNet中缺乏距离矢量路由算法模块的缺陷,为在SSFNet中扩展其它的协议模块提供了范例。最后对所实现距离矢量路由算法的正确性进行了仿真验证。     

约束空间近似正交的空间填充试验设计方法

试验设计空间存在约束是一种广泛存在的实际工程问题, 针对现有的约束空间试验设计方法存在生成设计点数不灵活, 算法优化时间长、效率低, 适用约束类型有限, 设计准则单一等问题, 提出一种约束空间近似正交的空间填充试验设计方法。基于设计点之间的距离和相关系数值构造试验设计准则, 通过改进的随机坐标交换算法进行方案求解。所提算法适合凸约束、非凸约束、解析约束、非解析约束等多种类型的约束, 而且适用于多维度的不规则试验设计空间。示例分析表明, 与现有方法相比, 所提算法具有优良的空间填充特性和较好的正交性。     

ProLIC:一种累进的矢量场可视化方法

矢量场可视化是科学计算可视化中最具挑战性的研究课题之一。基于纹理的线积分卷积(LIC)能够很好地显示矢量运动方向,但是计算耗时。本文利用LIC的并行性,提出一种累进的矢量场可视化方法 累进LIC(ProLIC)。ProLIC通过子场分割、子图交错和泼溅快速显示LIC略图,实现累进可视化。交互式ROI ProLIC快速显示兴趣区域,提高可视化效率。最后进一步拓展ProLIC,提出面向大规模三维矢量场可视化和面向网络可视化的Volume /Network ProLIC模型。     

VR环境下的矢量场可视化交互感知技术研究与应用

提出了一种新的基于VR环境下的矢量场可视化的交互感知方法，将虚拟现实的交互技术和矢量场数据的可视化有机鲒合起来，给出了该方法的实现原理并探讨了其中的一些关键技术，用户可以通过三维跟踪设备、三维鼠标、数据手套等外设与矢量场数据进行自然交互，更快捷的发现并感知数据中感兴趣的或较隐蔽的细节部分，使许多抽象的、难于理解的原理和规律变得更容易理解。最后在Powerwall虚拟现实系统上进行实例验证，并应用在工程实践中。     

基于图像对比度数量映射的矢量场可视化算法

矢量场可视化是科学计算可视化中的一个研究热点,基于纹理图像的流线积分算法可以清楚地描述矢量场的细节。科学计算的数据通常是多维的变量,为了能在图像上同时显示超过2维的变量,采取了如对图像的颜色、明暗等属性进行数量映射的各种方法。本文提出了一种对图像的对比度进行数量映射的方法,动态改变图像局部的对比度,达到较好的可视化效果。     

气象数据标量场的建模与可视化研究

气象标量场的可视化仍有着许多效率、交互性和准确性上的欠缺。针对这些问题,提出基于多层次体绘制技术的显示方法,对空间场数据进行处理,形成三维空间网格,通过标量值与颜色值、透明度之间的动态映射,实现气象标量数据的三维动态可视化效果。针对传统MC(Marching Cubes)算法存在的插值方法不适用于气象数据,连接方式具有二义性的问题,提出MC算法的改进方法,完善了MC算法在气象可视化领域的不足。实验证明,体绘制能够快速逼真地仿真出气象数据的动态变化效果,改进后的MC算法则能使结果更加精确。     

PECVD热流场数值模拟的可视化研究

利用数值模拟的温度场、速度场的数据与虚拟现实系统开发的软件开发包Open Inventor接口,结合C 语言在VC平台上实现了PECVD(等离子体增强化学气相沉积)反应室内气体的温度场和速度场的可视化.可视化结果能够准确直观地展示PECVD反应室内气体的温度场和速度场分布情况,为反应室内结构优化设计提供合理化建议;该可视化具有"沉浸感",为优化PECVD生长氮化硅薄膜的工艺参数提供依据,对于使用PECVD生长高质量薄膜材料的太阳能电池具有现实意义.     

非线性系统规律的动态可视化方法

随着对非线性系统的深入研究,人们发现生活中大量现象内部存在着复杂的非线性作用机制,单纯依靠抽象思维去发现和理解事物背后的规律越来越困难。为了展现非线性系统数据流中的内在规律信息,以相空间重构和流形学习算法为基础,提出一种非线性系统规律分析可视化方法。在此基础上,通过改进只能处理静态时序数据的算法,提出针对数据流信息的可视化方法,用于动态展示非线性系统的变化规律。最后通过仿真实验,说明该方法可以有效的可视非线性系统规律信息,辅助人们认知和分析事物发展趋势。     

基于半规则纹理的三维表面流场可视化方法研究

针对基于点噪声的流场可视化不够形象的缺点,提出一种更直观的基于半规则纹理的三维表面流场可视化方法。首先,利用Mesh quilting技术在三维物体表面建立网格结构,并以组成网格结构的三角形作为基本模型,匹配样本纹理,形成第一帧纹理;随着流体的流动,角点的移动形成了新的网格结构,并对变形后的网格重新映射形成新一帧纹理图;最后,各帧纹理相连形成了一帧帧连续的流场动画。匹配过程中,为提高效率并保持帧之间的连续性,提出了最优纹理集加速匹配。实验表明,该方法可以获得较好的可视化效果。     

基于面向对象仿真的水电工程施工布置可视化研究

水电工程施工总布置时间、空间逻辑关系复杂,具有动态交互的特性。该文基于面向对象仿真技术,构建了含时间属性的基本对象模型,通过混合系统和高效的图像渲染引擎,实时绘制动态场景;并通过单独的交互模块,实现了可视化成果对仿真过程的反馈,为决策者提供了直观、高效的可视化操作平台。     

融合数值流场的内河船舶三维航行虚拟现实系统

为缓解船舶驾驶员在航行环境复杂水域的心理压力,提高船舶航行安全,使船舶驾驶员更直观准确地利用两岸地形及根据航道尺度、桥梁通航尺度、水流态势等情况航行,采用虚拟现实技术对船舶三维航行环境进行了仿真。以长江重庆主城区段水域为例,在对该水域流场的数值模拟的基础上,构建了融合数值流场的船舶三维航行环境。仿真结果表明:所研制的系统对船舶航行环境具有逼真的可视化效果,可有效地提高航行安全和缓解驾驶员心理压力。     

卫星图像的格矢量量化编码压缩方法研究

卫星图像是一个种高熵值图像,本文针对卫星图像研究了格矢量量化编码压缩方法,分析了格矢量量化特性,并列举了几种格。实验结果表明,格矢量量化编码压缩方法失真小,计算量少,比较适用于卫星图像编码压缩。