Fortran与VB混合编程及其在流动数值模拟可视化技术中的应用

在WindowsXP操作系统下,讨论了VB语言和Fortran语言之间进行数据交换的方法,以及子程序之间的调用,如何在Fortran中创建动态链接库以及在VB中实现对动态链接库的调用,通过混合编程对Fortran计算过程进行实时监测,达到了计算可视化的目的.给出了混合编程的具体实例以及在流体流动的数值模拟和可视化技术中的应用实例.     

CFD在调压室设计计算中的可行性研究

采用C FD方法对简单调压室和阻抗式调压室进行数值模拟,计算出不同分流比下,调压室的阻力系数值,将模拟结果同文献中的试验值进行对比分析。结果表明,模拟曲线和试验曲线的趋势基本一致,并且模拟数值和试验数值高度吻合,该方法可应用在调压室的阻力系数研究中。在此基础之上,该方法应用在实际电站调压室的模拟中,并通过水力过渡过程的计算,验证了该结果的准确性。最后得出结论, C FD方法可应用于调压室的设计计算。     

数据可视化在流场数值模拟中的应用研究

针对铸造软件流场数值模拟中存在的问题,利用双线程结构将流场数值模拟与数据可视化分开,实现数值模拟与数据可视化的同步.开发了流场数值模拟可视化组件,该组件也可用于铸件凝固过程数值模拟.数据可视化技术在流场数值模拟中的应用有效地提高了流场数值模拟过程的透明度和实时交互性.     

混合并行技术在FDTD计算中的应用研究

为提高网络环境下细粒度并行FDTD计算的性能,引入局域网两层并行能力的概念,发展了一种高性能的混合并行FDTD算法。在该算法中,通过利用MPI与OpenMP多线程技术,在传统域分解FDTD算法基础上,实现了数据与任务的两层并行化。作为算法实现的应用,对一种常见的车载隐藏式印刷天线进行了模拟研究。计算在不同数量的PC机上执行,并与传统的网络并行FDTD算法进行了比较。数值结果表明,当域分解粒度较小时,该混合并行方法能够有效地提高局域网并行FDTD的算法性能。     

基于SPH方法的二维水下爆炸冲击载荷计算

水下爆炸包含了一系列复杂的物理过程,这些复杂的物理现象对数值计算提出了很高的要求.介绍了无网格光滑粒子流体动力学(SPH)方法在水下爆炸模拟中的应用,计算了TNT在近似无限水域中爆炸和沉底装药下爆炸产生的冲击波强度,分析了水下爆炸流场参量分布和变化规律,为水下非接触爆炸数值模拟提供参考.     

沙尘天气模拟系统混合段长度计算

应用气固两相流理论计算了沙尘天气模拟系统颗粒自由悬浮速度和混合段长度,利用FLUENT对该系统气固两相流场进行了数值模拟,其中连续相、颗粒相分别采用k-ε湍流模型和离散相模型,相问作用采用随机跟踪模型.结果表明,连续相流场分布规律与理论设计吻合较好,颗粒相浓度场分布可达到试验设计要求.     

数据可视化在流场数值模拟中的应用研究

针对铸造软件流场数值模拟中存在的问题，利用双线程结构将流场数值模拟与数据可视化分开，实现数值模拟与数据可视化的同步、开发了流场数值模拟可视化组件，该组件也可用于铸件凝固过程数值模拟，数据可视化技术在流场数值模拟中的应用有效地提高了流场数值模拟过程的透明度和实时交互性。     

遗传算法在油藏数值模拟中的应用

油藏数值模拟中的模型识别问题，可以转化为函数的最优化问题。鉴于遗传算法的特点，将之引入到油藏多相流体渗流的数值解法中，用以解决油藏数学模型的识别问题。在建立油藏数值模拟中模型识别问题的最优化模型后，采取将最优化模型中的目标函数嵌入到遗传算法适应度函数中的方法，实现遗传算法与油藏数值模拟的耦合。基于优化模型和遗传算法的运算过程，编写计算程序，实现油藏渗流数学模型的自动识别。最后通过对一单井开采过程的数值模拟，验证了遗传算法在油藏数值模拟中应用的可行性与有效性。     

柔性多体动力学计算方法研究进展

柔性多体系统动力学(FMD)方程是强耦合的非线性微分—代数混合方程组(DAEs),迄今为止尚无法完全通过解析方法求解。多年来,人们对该类方程的数值解法进行了大量的研究。简略回顾了传统数值积分方法在FMD方程求解中的应用概况,分类介绍了多种高效计算技术的研究进展情况,分析了结构动力学子循环算法(又称多时间步算法)的基本原理和研究现状,并对实现FMD方程子循环算法的可能性和意义进行了剖析和展望。     

现代数值计算与模拟技术在大学物理中的应用

讨论了现代数值计算与模拟技术在大学物理中的应用，并给出了两个具体应用的实例．     

一种NURBS曲面几何特征修改方法

NURBS曲线曲面形状修改一直是CAGD中的关键技术之一。本文针对NURBS曲面的几何特征修改,提出了基于约束优化的修改方法。通过对NURBS曲面的控制顶点进行扰动,以曲面控制网格变化量为目标函数并使之最小化,实现了NURBS曲面上给定一点处的位置、一阶偏导矢、二阶偏导矢和法矢等几何特征的修改。数值实例表明该方法用于微调时,可实现对曲面局部形状的多种修改效果,便于交互设计。     

水煤浆管道输送数值模拟研究进展

水煤浆是一种具有复杂流变特性的非牛顿流体,对水煤浆管道输送的流型和内部结构进行数值模拟可实现水煤浆流动的可视化,弥补实验研究的不足。从两相流理论和非牛顿流理论出发,综述了水煤浆管道输送数值模拟的主要模型和方法并进行了分析比较,考虑了水煤浆中添加剂对不同模型的影响,最后得出水煤浆管道输送数值模拟较合理的模型是非牛顿流模型。对目前各种模型和算法中存在的问题,提出今后发展的方向。     

三维地形的真实感实现

三维真实感地形的生成是科学可视化、计算机动画和虚拟现实的技术核心,也是时空一体化地理信息系统的关键技术,而OpenGL又是最新的三维图形的国际标准,实现地形的真实感显示,其目的是使三维地形景观直观、逼真,交互地显示在计算机屏幕上。涉及的主要技术有纹理映射、高度图、光照模型等。文章介绍了真实感地形绘制中的一些关键技术,阐述在OpenGL程序中如何将其实现,并改进原有的纹理映射技术,提出混合纹理算法,根据地形高度值的不同,采用不同的纹理进行映射,简化了真实感地形绘制的工作。绘制结果逼真,在3D游戏、虚拟现实中有一定的应用价值。     

车削温度场的可视化研究

在进行车削温度场的研究中,为实现车削温度场的可视化,应用传热学理论和热源法建立了车削温度场的数学模型。利用Visual C++开发平台,结合三维数据场可视化技术和OpenGL技术,把由车削温度场数学模型计算得到的大量数据点转化为直观的、可交互的图形信息;开发了车削温度场的可视化平台,实现了车削温度数据的计算和结果云图的生成算法,得到了不同切削条件下的温度-时间曲线和温度分布图,实现了车削温度场的可视化。论文的解析方法和研究结果,在提高计算精度和计算效率的基础上,对车削温度场解析、车刀片性能评价和车刀片的优化设计,具有参考价值。     

基于VRML的电子陶瓷虚拟实验室

介绍了以VRML为工具，将电子陶瓷的制备工艺、结构检测、性能测试以及实验结果数据处理等内容，采用交互式多媒体开发网上三维虚拟实验室的主要关键技术，内容包括三维建模、ASP实现动态数据查询、Java实现数据通讯和交互Web页面合成等。     

水力机械流动可视化研究方法探讨

介绍了流动可视法的原理和方法.目前新出现的流场测量与显示技术,为研究三维瞬时非定常流场提供了可能性,其中的一些方法在旋转机械流场测量分析中的应用,为进一步研究水力机械内流场的流谱,提取速度与压力流场信息,发现新的流动现象等提供有益的启示.随着各种高新技术的发展,流动可视化技术将成为一门很有发展潜力的现代实用技术.     

Investigation and numerical simulation of inner-flow of an axial mineflow fan under low flow rate conditions

Because of unstable properties of axial mine flow fans working under conditions of low flow rates, the safety and reli-ability of fans in their operational zone is reduced. At times, serious vibration may bring about the destruction of equipment or even jeopardize the safety of entire factories. By means of oil flow visualization techniques and numerical simulation, we have investi-gated the inner-flow of an axial mine flow fan working under low flow rate conditions. The fundamental reasons of complex flow phenomena of the inner-flow of the flow fan under these stated conditions were revealed. At the same time and in order to improve the inner-flow under conditions of low flow rates, a blade separator and air separator were designed. From our tests we found that the blade separator and air separator are two kinds efficient methods to improve the unstable working characteristics of the axial mine flow fan operating under low flow rate conditions. The effect of the improvement of the air separator is stronger than that of the blade separator.     

基于VTK的医学图像三维可视化的研究与实现

根据当前PACS系统的需要,利用VTK—基于面向对象方法设计,功能强大的可视化类库,实现医学影像数据三维可视化系统。本文介绍了面绘制和体绘制两种常用的方法。基于VTK的体绘制重建速度快,效果逼真。     

对计算流动显示光线投射算法的改进

计算流动显示是近年来在流体力学领域中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。根据实验流体力学的光学流动显示原理 ,可以由计算流场生成计算流动显示图像 ,如干涉图、纹影图及阴影图。对原有的光线投射算法进行了改进 ,提出了一种速度更快、图像质量更好的计算流动显示算法。     

一种危险品运输车辆监控信息可视化方法

提出了一种综合Google Earth、3G网络、GPS的危险品运输车辆的监控信息可视化方法.该方法讨论了GPS设备及其NMEA通信协议,设计了监控数据的3G传送方式及有效经纬度的提取程序,实现了结合Google Earth的卫星实景地图对监控信息进行可视化的具体流程.经过测试表明,该方法能较好地满足对危险品运输车辆的...