科学计算可视化现状及发展趋势

随着计算技术的飞速发展以及超级计算机、医学扫描系统、地质勘测仪器的广泛应用,人面临着分析解释由这些设备产生的大规模数据集的艰巨任     

面向对象的电磁场科学计算可视化

本文基于面向对象方法，建立了一个电磁场可视化实验系统。文中根据电磁场数据的可视化要求，采用对象表示可视化过程，建立了电磁场可视化流水线模型，并在粒子光照模型的基础上，给出了一个统一的电磁场可视化绘制模型；最后给出该系统的一个实例。     

GPU加速的并行粒子模拟在线可视化

粒子模拟是研究离散粒子和连续介质运动规律的常用方法.而大规模的粒子模拟通常借助高性能计算系统.近年来,得益于其众核架构,图形处理器(GPU)已成为高性能计算的重要设备,并被广泛用于大规模粒子模拟过程的加速.本文讨论了一种对GPU加速的分布式粒子模拟进行在线可视化的方法.在该方法中,GPU除了被用于加速粒子模拟过程外,也被用于数据到图像的快速转换.同时,并行绘制技术被用于分布式数据的可视化.通过本文所述的方法,用户可在并行计算运行过程中,通过显示于拼接显示墙的高分辨率图像,实时地观察到粒子模拟中发生的现象,并对计算过程进行跟踪和调整.     

谱元法计算结果的可视化问题

谱元法是计算流体力学中一类特殊的方法,它集成了有限元法处理复杂区域的灵活性和谱方法的高精度。谱元法产生的数据具有特殊的结构。其可视化也要求特殊的算法。本文讨论谱元法数值模拟结果的等值线产生方法及实现过程。     

基于VTK技术的可视化研究

可视化工具（Visualization ToolKit）是一个面向对象的可视化类库，它为从事可视化工具开发的广大科研工作者提供直接的技术支持。本文介绍了使用VTK环境的建立，工作机制以及构成VTK对象模型的组成部分。最后给出了一个可视化的实现。     

古气候动力模拟动态演化的可视化研究与实现

古气候是现代和未来气候环境变化的重要参照系,古气候研究与全球变化研究密切联系在一起,是当今国际上地学领域的一大研究热点。如何更好地再现和重建古气候,模拟古气候环境下的大气环流基本场在两维空间格局上基于时间维的动态演化过程,提供古气候动力模拟结果的可视化分析和表达,是古气候动力模拟研究工作中不可忽缺的一个环节。文中针对古气候动力模拟研究中的动态演化问题,利用面向对象的编程语言,实现古气候动力模拟动态演化的可视化过程。为古气候动力模拟研究、再现和重建古气候提供了一个可视化分析和演示工具,在全球变化和区域响应等方面具有一定的应用前景。     

安全可视化远程计算系统

远程计算系统可用于共享远端科学计算软件和高性能计算机等资源。论文提出一种远程计算系统SVRCS，具有安全、简单易用、跨平台、异步计算和优先级计算等特点，使普通用户可以方便地进行远程计算。     

VisDAMS：面向科学数据的可视化管理系统

在对大规模数值模拟的计算结果进行可视化分析的过程中，用户需要管理大量的科学数据。目前国内外有很多优秀的可视化分析软件，但是他们仅支持对数据的后处理，不提供对中间输出及最终结果进行有效组织和管理的功能。为了提高科学数据的分析效率，设计并实现了一种面向科学数据的可视化分析与管理系统，实现对数值模拟的中间及最终结果的实时监控，并且能对其进行规范化的组织管理。     

基于分布式数值模拟结果的可视化

VTK是一个基于对象的三维重建方面的软件系统,其应用日益广泛。在对数值模拟软件进行开发时,需要对曲线、等值线、三维场等结果数据进行可视化。文中将针对大规模分布式数值模拟时的实时可视化问题,通过客户端广播可视化信息,服务器分别用数值模拟结果进行计算得到VTK文件,并将结果传回客户端,客户端将得到的数据进行合并,最后对其进行可视化并得到切线图像。结果表明,该可视化方法可以在较少影响数值模拟过程的情况下实现实时可视化。     

波束控制系统测试仿真平台设计研究

相控阵雷达波束控制系统的主要功能是实现对天线扫描波束的控制,在天线阵面的研制过程中,需要对波控系统及TR单元性能进行测试。本文介绍了一种用于波束控制系统的测试仿真平台的设计,并结合硬件技术、网络技术、自动测试技术及软件技术实现了该测试仿真平台。     

新型主动转向系统的控制及仿真研究

主动前轮转向系统存在着系统参数变化、路面干扰等不确定性因素;针对这一问题,文章在深入研究新型主动转向工作原理的基础上,设计了新的数字控制器,并进行了控制仿真和实验;实验结果表明:所设计的数字控制器能获得较好的抗于扰性和转向轻便性,同时提高了转向系统的稳定性.     

破片毁伤模型研究及其可视化仿真

当前对于炮弹威力的衡量标准还是以计算战斗部的杀伤面积为主,由于概率法计算的不确定性,则造成杀伤面积计算的不准确,导致炮弹威力计算的不准确。针对破片的运动规律、质量分布规律及飞散特点,建立了破片的速度、方向和质量分布模型,应用 C ＃开发环境、OpenGL 图形库及 Matlab 数据处理库开发了榴弹对人员目标的威力场视景仿真平台。结果表明,该仿真平台能够直观地显示在不同结构参数下,榴弹对于人员目标的毁伤威力场。     

A Time Model for Time-Varying Visualization

The analysis of unsteady phenomena is an important topic for scientific visualization. Several time-dependent visualization techniques exist, as well as solutions for dealing with the enormous size of time-varying data in interactive visualization. Many current visualization toolkits support displaying time-varying data sets. However, for the interactive exploration of time-varying data in scientific visualization, no common time model that describes the temporal properties which occur in the visualization process has been established. In this work, we propose a general time model which classifies the time frames of simulation phenomena and the connections between different time scales in the analysis process. This model is designed for intuitive interaction with time in visualization applications for the domain expert as well as for the developer of visualization tools. We demonstrate the benefits of our model by applying it to two use cases with different temporal properties.     

基于Open GL的实时空情仿真可视化系统的研究与实现

介绍了以 Open GL为工具开发空情仿真可视化系统的具体方法。重点阐述了系统实时性的实现、三维模型的建立、实时驱动模型和视点漫游等技术的实现     

并行计算在高超声速流场数值模拟中的应用

采用计算流体力学方法,对高超声速流场进行了多区并行计算研究。基于MPI消息传递库采用Fortran语言编制了CFD并行计算程序,对NS方程采用AUSMPW+格式和LU-SGS方法求解。针对流场采用多区剖分,将每一个子区分配给相应节点进行计算。每一迭代步,相邻子区域间交换边界数据。计算表明,本文所建立的程序和方法是可行的,能够进一步延伸到大规模并行计算和工程应用中。     

基于STK的航天发射可视化仿真系统设计与实现

针对航天发射实时性、高风险、不可逆的特点,设计出一种基于STK的航天发射可视化仿真系统,给发射决策层提供可靠的决策信息;设计了仿真系统的结构框架和网络结构,探讨了设计中的三维地形建模、航天器飞行数据的转换、实时仿真的时间同步等关键技术问题,通过系统集成,实现了对航天发射全过程的实时可视化;经卫星发射任务检验,结果表明,该仿真系统能够对航天发射的弹道数据进行实时处理,并实现快速显示,与传统的用VC++、Vega、OpenGL开发的仿真系统相比,具有编程工作量少、模型移植简单、代码编制与调试过程简洁等优点,能够满足航天发射任务指挥和决策的需求,对后期开展的探月工程可视化有一定的工程指导意义和应用价值。     

基于ADAMS的卡丁车转向器的优化设计

论文在介绍传统卡丁车的转向机构形式的前提下,分析其基本结构对卡丁车总体性能的影响.并且针对该转向机构提出一个新的替换方案,结合卡丁车的参数确定新的转向机构的转向器类型与布置形式,在此基础上通过性能要求细化设计,经过计算校核与三位建模,然后通过将模型导入Matlab与ADAMS等优化软件优化出最佳参数.本次设计目的在于设计一款适用于市面上卡丁车使用的转向器.