有限元数据场可视化的扫描母元法

介绍一种画等参单元云图及等值线的新方法,称为扫描母元法.采用自然坐标系中母元被划分为足够小的三角形子域,然后用一条水平线,依次扫描母元中子域的顶点,利用顶点的自然坐标以及等参单元的形函数计算实际坐标及场量.利用实际坐标找到像索,利用场量求出颜色,把像素设置为求出的颜色.扫描母元法适用于画二维单元及三维单元表面或剖面上的云图和等值线,由于没有对高阶场量进行线性化等近似计算,所以,保持了高阶单元的精度.实践表明,方法精度高,速度快.易于实现.     

三维有限元数据场体绘制算法的研究

三维有限元数据场包含了庞大的信息量,不易于人们深刻理解和分析。可视化技术将数据场以图形、图像的形式显示出来,揭示出三维有限元数据场中蕴藏的丰富内涵。讨论了三维数据场可视化体绘制中射线跟踪法和直接投影法的优点及不足,提出了将射线跟踪法及直接投影法各自优点结合起来的新算法,应用于三维有限元数据场的体绘制。新算法一方面充分利用场在投影区域上的二维连贯性,每次推进的是一个面片而不是一个孤立的像素点,另一方面针对每个视线段子段,充分利用场在深度方向的连贯性,用分析积分法完成累积光强和透明度计算。算法效率高,统一性强。     

三维非规则数据场可视化中等值面构造算法

本文提出一种新的等值面构造算法，以曲面模型代替平面模型，保证了等值面外形的连续性，特别适用于输入数据是非规则点集的场合。     

三维成像声纳图像后处理与可视化

针对基于线阵合成孔径技术的三维成像声纳缺乏有效后处理与可视化方法的问题,提出一个适用于三维成像声纳图像后处理与可视化方案。鉴于水体和地层2种介质具有不同的声学特性,使用组合算法分离水体和地层数据,利用基于边缘梯度均值约束的三维自适应区域生长算法分别对水底和地层目标进行检测,融合水体和地层数据,采用光线投射法进行三维实验数据的可视化。湖试和近海海试结果表明,该方案能够适应声成像中水体与地层的不同特点,有效检测目标,提高声纳图像的表现能力。     

三维数据场形状特征的一种可视化方法

提出了一种三维数据形状特征的可视化方法,首先讨论数据场中牲的定义,特征的属性以及有关特征可化方法研究中存在的问题,提出对多时间片序列数据场进行特征跟踪的方法,其次给出三维数据场特征抽取的方法,并提出一种三维边界特征的表示方法,所抽取的特征用三维曲面来绘制,用主分量分析法估计特征点处理的法向,通过构造一个规则的距离场绘制三维特征边界曲面,最后讨论算法的实现与存在的问题。     

基于平面矢量场的可视化方法的研究

平面矢量场可视化是科学计算可视化的重要研究内容。矢量场以直观的图形图像显示场的运动,透过抽象数据有效洞察其内涵本质和变化规律,广泛应用于计算流体力学、航空动力学、大气物理和气象分析等领域。对平面矢量场进行可视化的方法有很多种,常见的有点图标法、流线法、线积分卷积法和拓扑分析法等。论文主要研究常见的可视化方法,分析它们的性能,并通过实际的例子,对具体的可视化结果图像进行比较。通过该研究,能够给人们在选择可视化方法时提供依据。     

基于平面矢量场的可视化方法的研究

平面矢量场可视化是科学计算可视化的重要研究内容.矢量场以直观的图形图像显示场的运动,透过抽象数据有效洞察其内涵本质和变化规律,广泛应用于计算流体力学、航空动力学、大气物理和气象分析等领域.对平面矢量场进行可视化的方法有很多种,常见的有点图标法、流线法、线积分卷积法和拓扑分析法等.论文主要研究常见的可视化方法,分析它们的性能,并通过实际的例子,对具体的可视化结果图像进行比较.通过该研究,能够给人们在选择可视化方法时提供依据.     

三维地球仪的建模与实现

随着地球科学的发展,大量观探测数据不断出现,要求各种数据场在同一可视化环境中有层次、直观地显示。本文提出制作三维地球仪作为可视化显示环境,在此基础上分别介绍了基于经纬度的三角划分方法和基于单位球上的Renka三角划分两种不同建模方法,并对Renka算法作出改进,建立了地形数据与图形空间的映射关系。此模型已在Visual C ／OpenGL环境下编程实现．     

绘制二维单元等值线的一种简单方法

等值线是二维标量场可视化的一种主要手段,提出一种画二维单元等值线的简单方法。首先把母元等分成4个子块,然后利用子块顶点的自然坐标和单元的形函数,求出实际单元中对应子块的顶点温度,利用子块顶点温度判断是否有等值线通过。对于有等值线通过的子块,求出其包围盒的尺寸,如果小于等于一个像素,则把对应的像素设置为相应的颜色,否则,在母元中把子块继续4等分,直到实际坐标系中子块的包围盒尺寸小于一个像素为止。应用实践表明,这种方法原理简单,精度高,易于编写程序。     

地震断层危害场的有限差分三维数值模拟

采用显式拉格朗日有限差分法,通过对所建立的张店-仁河断裂的地质构造三维结构模型施加不同的地震波荷载,得到了地震活断层危害场的数值模拟结果,包括各种情况下的变形场、应力场和位移场.数值模拟结果均以图形化的方式显示出来,最后对模拟计算结果进行了分析.     

有限元网格图形处理技术及计算结果的可视化

针对有限元分析中图形处理和计算结果的可视化问题，提出三维有限元网格图形的快速形成以及高效消隐方法．基于这种思路，将所有有限元后处理图形在单元面上实现，有效地避免了烦琐的后处理图形的形成和消隐问题；并提出了形成和绘制诸如空间等值线、矢量图形、位移示意图以及塑性区分布图形等复杂的空间的后处理图形的方法；给出了程序的算法流程和应用实例。     

空间电磁场三维可视化技术研究

为研究战场中典型电磁环境及其对低空巡航导弹的影响,将虚拟现实技术和三维场数据可视化方法结合在一起,通过在战场场景中重构三维等值曲面,把战场中典型电磁场计算模型得到的大量点数据转变成形象直观的,实时交互的三维图像信息,全面表现了战场的地理环境、电磁场的分布等情况,为战场决策和控制提供了依据和帮助.     

有限元数值解法在MATLAB中的实现及可视化

偏微分方程的数值解法在数值分析中占有很重要的地位,很多科学技术问题的数值计算包括了偏微分方程的数值解问题。在学习初等函数时,总是先画出它们的图形,因为图形能帮助我们了解函数的性质。而对于偏微分方程,画出它们的图形并不容易,尤其是没有解析解的偏微分方程,画图就显得更加不容易了。为了从偏微分方程的数学表达式中看出其所表达的图形、函数值与自变量之间的关系,通过MATLAB编程,用有限元数值解法求解了偏微分方程,并将其结果可视化。     

LOD技术在地下水有限元后处理中的应用

地下水有限元后处理阶段的数据量较大,这对模型重现、网络快速传输和计算结果的实时可视化造成困难。为此,分析地下水有限元后处理中面临的主要问题和LOD技术,指出顶点元素删除法是一种适应地下水有限元后处理的有效数据模型简化方法,设计顶点删除和恢复过程中的主要数据结构,并应用DT方法对“空洞”进行局部三角剖分。实例证明该方法在地下水有限元后处理中应用的有效性。     

用于三维软组织实时切割的混合凝聚有限元模型

随着近几年来微创外科的迅速发展，虚拟内窥镜手术模拟系统作为手术训练、规划的有效手段，已逐渐成为研究的热点。根据实际手术的需要，虚拟手术系统应该不仅能够实时模拟软组织的变形，而且也同样可以对软组织的切割、缝合操作进行实时模拟。该文提出了一个用于虚拟手术模拟、三维软组织变形以及切割的有限元模型－混合凝聚有限元模型。该模型的显著优点在于其可以在当前的PC机平台上有效地对软组织变形及具有拓扑改变的切割操作进行实时模拟。     

基于剖面的三维有限元可视化方法研究

提出了一种三维不规则数据场的任意形状截面快速剖切算法。该算法利用有限元网格共边的特点实现相交的单元体快速查找并有效减少求交计算次数。讨论了任意剖切面上的彩色云图生成方法。研究了在多剖切面的基础上,实了不规则数据场的体绘制。实践证明,该方法快速有效,效果良好。     

一种三维有限元应力分析的可视化方法

提出了一种三维有限元分析结果可视化方法,采用透明效果,将高应力区表示为不透明实体,低应力区表示为透明实体。这样我们能够直接观察高应力区的三维图象,即高应力区的表面形状及其深度。     

股骨NURBS三维实体重建及有限元分析

研究人体股骨是各个分支学科继续发展的需要,能够对人体骨骼进行精确的重建则是研究的基础和关键,股骨的NURBS实体重建有着重大的意义。本文详细介绍了一种通过逆向工程软件Geomagic与三维CAD软件UG相结合,实现股骨从点云到NURBS曲面到实体的三维模型精确重建方法;最后利用ANSYS对重建模型进行了分析,证明了所建模型的正确性与有效性。