基于笛卡尔切割单元法的复杂河道地理信息系统环评可视化

复杂河道中污染物扩散计算及其在地理信息系统(GIS)上的可视化,对于地表水环境影响评价(EIA)具有非常重要的意义,但在网格生成、污染物计算模型及计算结果可视化方面存在着诸多困难。针对点源岸边排放河流污染物计算及基于GIS可视化中的难点问题,提出了基于切割单元法的地面水环境影响评价可视化方法。将切割单元法应用于网格剖分,通过切割单元交点追踪算法及河道轮廓线内背景网格筛取算法,生成了复杂河道笛卡尔网格。提出了基于污染物二维稳态衰减模式的网格自适应加密与稀疏算法,在非结构化笛卡尔网格基础上采用了基于河流几何信息判断的点源岸边排放河流污染预测算法与区域填充算法,实现了环境影响评价计算结果的可视化显示。通过一个河流污染环境影响评价可视化的实例,验证了所提方法的可行性与有效性。     

GIS环评可视化的自适应图形处理方法

为表现环境影响评价信息的空间特征与属性特征的关系,提出基于GIS的点源大气环评可视化的自适应图形处理方法。针对现有图形处理技术在GIS开发中的不足,提出基于大气污染物浓度分布的自适应网格划分方法和一种新的等值线、区域填充快速生成算法,实现对GIS环评结果的快速可视化显示与分析。     

基于GIS 的高架道路交通噪声环评可视化

针对基于地理信息系统(GIS)的评价区域交通噪声环评可视化问题,引入了基于切 割单元法的评价区域网格生成算法,分别提出了基于道路中心线段集的评价区域边界生成方法 和基于声照区的网格自适应加密与稀疏算法,实现了复杂评价区域内非结构化网格的生成。在 此基础上提出了适应于区域计算的等效声级计算模型,实现了环评计算结果的可视化显示。通 过一个高架高速公路的实例,验证了该方法的准确性与有效性。     

一种快速的三维有限元网格生成方法

针对三维有限元网格的生成的速度较慢并且网格质量不高的问题,提出了一种基于约束波前法的三维有限元网格生成算法。算法的主要思想是用背景网格提高网格单元的可控性,避免网格单元生成时验证有效性的计算量,从而快速生成高质量的三维有限元网格。算法首先借助八叉树方法生成背景网格,其次利用背景网格的密度对模型表面进行三角剖分得到初始波前,然后依据背景网格的特征生成实体网格单元,最后对得到的结果进行优化。实验证明结合了八叉树和推进波前法的三维网格生成算法降低了波前法的时间复杂度,将其效率提高了20%,而且能得到更高质量的网格。     

基于网格计算的水污染运移模拟研究与应用

针对目前水污染运移模拟过程中存在的计算力不足,无法满足全河道污染物运移模拟的问题,利用网格计算提供高性能的计算环境,将原子拆分思想和信息可视化技术引入水污染运移模拟中,构建基于网格的水污染运移模拟平台。通过该平台的有效观测,实现了水污染在全河道内运移的动态可视化展现。实例模拟了松花江污染事件污染物沿河道运移和扩散的运移全过程,为合理处置重大水污染事件提供了新的思路。     

基于网格计算的水污染运移模拟研究与应用

针对目前水污染运移模拟过程中存在的计算力不足,无法满足全河道污染物运移模拟的问题,利用网格计算提供高性能的计算环境,将原子拆分思想和信息可视化技术引入水污染运移模拟中,构建基于网格的水污染运移模拟平台。通过该平台的有效观测,实现了水污染在全河道内运移的动态可视化展现。实例模拟了松花江污染事件污染物沿河道运移和扩散的运移全过程,为合理处置重大水污染事件提供了新的思路。     

基于OpenMP的三维并行Delaunay网格生成算法及实现

针对大多数并行Delaunay网格生成算法无法充分利用多核共享内存结构的问题,在原有面向共享内存的二维并行算法基础上,根据三维问题的特点提出基于OpenMP的三维并行Delaunay网格生成算法。算法采用划分求解区域为方格的方法实现候选点集的划分和并行插点。使用OpenMP对算法进行实现,并利用多种实现技术避免线程间的同步等待,提升算法效率。实验结果表明,本文算法及所采用的实现技术可以在三维条件下快速生成大量网格单元,具有较高的并行效率,同时能够保证良好的网格质量。     

基于MO的河道二维网格生成技术研究*

针对传统贴体网格生成技术中由于对河岸线拟合偏差引起的河道网格化误差问题,提出了一种基于河流中心线的几何网格生成技术。通过拟合河流的中心线并利用MapObject(MO)在河流中心线上绘制椭圆将之与河道进行求交来实现对河流的二维网格化。经实验证明,提出的河流中心线几何网格生成法所生成的网格边界与河道边界完全重合,能更好地解决网格生成技术中的边界拟合问题。     

支持裂纹扩展的三维有限元网格生成算法

描述了任意形状三维区域的非结构四面体网格生成算法,该算法对不含裂纹的区域、含单裂纹或多裂纹的区域都适用。算法首先使用八叉树来确定网格单元大小,然后采用前沿推进技术来生成网格。在前沿推进过程中,采用基于几何形状和基于拓扑结构的两个步骤来保证前沿向前移动过程中发生问题时仍能进行正确执行,并且使用了一种局部网格优化方法来提高网格划分的质量。最后,将算法运用到带有裂纹的复杂实体模型,实验结果表明该算法具有较强的适用性和较高的性能。     

基于OpenGL三维非均匀FDTD网格图形的消隐处理*

在分析了三维非均匀FDTD网格图形性质及计算数据结构特点的基础上,提出了一种基于OpenGL深度缓冲机制的绘图方法,采用多边形深度偏移量修正法进行精细化的消隐修正,实现了网格图形的快速生成与高效消隐,大大提高了FDTD仿真及模拟计算网格图形的可视化效果,并在此基础上设计并实现了基于OpenGL的三维网格模型仿真系统.最后,以U型天线的网格图形为例,展示其可视性.     

烟草移动服务GIS 简易网格监控系统

由于常州烟草一线员工流动性大、工作任务弹性大、绩效成果难以直接衡量,对他们的监控和管理是日常管理中的难点和重点。GIS网格具有丰富的展现、智能、实时、可靠、效果好等优点。明确基于GIS网格技术对一线移动服务监控的必要性,然后进行了系统功能的描述和总体设计,提出了简易GIS网格的实现算法,并对实时监控、网格任务分析、网格绩效分析等系统进行了详细设计。     

飞机蒙皮拉形模拟中上压模具网格的生成技术

为了解决飞机蒙皮拉形有限元仿真中上压模具(简称上模)与下模具(简称下模)型面网格间的协调问题,提出了以切割下模网格、调整不良网格、生成圆角和侧壁、单元与节点重新编号、网格厚向偏移等为主要步骤的上模网格生成过程.在切割下模网格时,根据被切型面网格的节点及其所在单元相对于切割平面的位置来判断该单元是否属于上模网格,并对单元与节点进行相应处理;对切割后的不良网格进行了形状与法向的调整,并在网格切割线位置按照给定宽度生成圆角单元,按给定的最大高度及高度方向上的单元数量生成侧壁单元;采用图论法对节点及单元重新编号,再按照零件厚度沿网格的法向进行网格偏移.对复杂的S形蒙皮、进气道蒙皮和翼身融合蒙皮的上模网格模型的生成进行验证的结果表明,采用文中提出的生成过程与方法能够顺利地生成与下模网格面相协调的上模网格.     

PEBI网格节点编号优化方法研究

基于PEBI网格的油藏数值模拟能够更准确地模拟地下油藏流动,模拟过程中主要是求解以PEBI网格为差分单元的有限差分方程。提出采用谱算法优化PEBI网格节点的编号来减少差分方程中系数矩阵的带宽,以节约计算时间和数据存储量。首先计算网格按初始编号所形成的邻接矩阵及其Laplacian矩阵,然后通过计算Laplacian矩阵的特征值和特征向量得到Fiedler特征向量,最后对Fiedler特征向量进行排序,并根据排序后的向量对PEBI重新编号。最后通过实验验证了谱算法在PEBI网格编号优化中的有效应用。     

虚拟单元有限体积WENO5格式及其应用

本文在笛卡尔网格上给出一种五阶有限体积加权基本无振荡格式首先在二十五个单元构成的空间大模板上构造五次不完全多项式;将此大模板划分为九个子模板,并在其上构造三次不完全多项式;计算线性权,光滑指示器和非线性权;利用三阶TVD Runge-Kutta时间离散方法得到时空一致高精度格式.虽然该格式具有较高数值精度但不能直接应用于具有复杂拓扑结构物体的可压缩绕流问题.为降低该格式对网格的要求,本文采用ST和GBCM两种浸入边界虚拟单元方法处理物面边界条件,将有限体积高精度格式同虚拟单元方法相结合,能有效降低格式构造和网格生成的复杂性.文中给出的多个经典复杂物体绕流问题的数值计算充分表明了本方法的可靠性和有效性.     

基于黎曼度量参数曲面四边形网格生成方法及UG 实现

论文给出了基于黎曼度量的参数曲面网格生成的改进铺砖算法。阐述了曲 面自身的黎曼度量,并且运用黎曼度量计算二维参数域上单元节点的位置,从而使映射到三 维物理空间的四边形网格形状良好。文中对原有铺砖法相交处理进行了改进,在运用铺砖法 的同时调用UG-NX 强大的二次开发库函数获取相应的信息,直接在UG-NX 模型的表面生 成四边形网格。算例表明,该法能在曲面上生成质量好的网格。     

三维面心立方网格下的直线生成算法

以菱形十二面体为体素构成的三维面心立方(Face-Centered Cubic,FCC)网格是六角网格在三维的一种推广,直线生成算法在三维图形和图像应用中是一个非常重要和基础的算法.文中首先研究了二维六角网格下基于附属菱形空间的直线生成算法,然后将其推广至三维FCC网格,得到了一种FCC网格下的直线生成算法,该算法在三维方形网格下的Bresenham算法的基础上,利用附属平行六面体空间的平行六面体与FCC网格空间的体素之间的一一对应关系生成直线.该算法应用简单的判断公式,一步最多可生成3个体素,且只涉及到整数运算,因而没有累计误差.     

Agent域的Web Services资源管理模型

Web网格是一个新的研究领域,网格环境相对于一般网络环境有着更为复杂的特征,实现有效的网格计算还有很多需要解决的问题。在网格环境里如何有效地管理Web Services资源是影响网格计算是否成功的最重要因素之一。本文通过分析Web网格资源管理的现状以及目前Web网格资源管理技术中的不足之处,提出了基于Agent域的Web Services管理模型。     

基于距离场的三维模型网格重建

根据任意亏格和任意边界的3D网格模型,给出一种网格重建算法。该算法通过对原始网格进行一系列自适应的局部修改操作,改进网格中三角形的质量和顶点位置分布。为减少优化过程中误差的累积,提出基于距离场的算法将新生成的顶点保留到原始网格曲面上,该算法实现简单,不需要复杂的全局参数化操作。实验结果表明,该算法有效、快速、稳定。     

一种基于Delaunay背景图改进的网格变形方法

针对Delaunay网格变形方法中因计算网格点在背景网格中映射不够精细导致的大变形失效问题,提出了一种改进后的网格变形方法,旨在进一步提高大变形情形时变形后的网格质量。该方法将原始的Delaunay网格变形方法中的背景网格远场边界进行加密,增加了映射背景网格单元的数量,改善了计算网格在背景网格中的映射精细程度,从而提升了变形后网格的质量。通过一正方形网格变形基础算例和30P30N三段翼型流场网格变形算例分别进行了测试与验证,结果表明该改进方法可以在保证计算效率的前提下,显著提升大变形时变形后的网格质量。与原始的Delaunay网格变形方法相比较,改进后的网格变形方法变形能力较强,所生成网格质量较高。     

三维并行约束Delaunay网格生成算法及实现

针对二维并行约束Delaunay网格生成算法直接应用于三维条件下会导致人工边界产生过短边的问题,提出并实现了基于主从模式的三维并行约束Delaunay网格生成算法.首先对求解区域进行分解,通过交换人工边界面上的数据解决子区域间网格一致性问题;其次为每个人工边界面选定主从子区域,由主子区域产生边界面网格并发送,从子区域负责接收;最后采用贪心算法平衡各个子区域的通信负载,得到算法效率的提升.实验结果表明,该算法可以大规模并行生成边界一致四面体网格,具有较好的并行效率,并能够保证最终的网格质量.