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计算机辅助设计与图形学学报 2019年第9期31卷 1568-1573页

作者：王文珂郝江聪国防科技大学气象海洋学院长沙410073 国防科技大学计算机学院长沙410073

针对现有周期轨道提取效率较低的问题,提出了一种高效提取周期轨道的方法.在网格环方法基础上,通过减少可能生成封闭流线的候选种子点数目,有效地缩短备选流线的生成时间;然后根据流线的不相交性,进一步减少备选流线周围需要测试的网格... 详细信息

针对现有周期轨道提取效率较低的问题,提出了一种高效提取周期轨道的方法.在网格环方法基础上,通过减少可能生成封闭流线的候选种子点数目,有效地缩短备选流线的生成时间;然后根据流线的不相交性,进一步减少备选流线周围需要测试的网格点数目,从而有效地提高周期轨道提取的效率.在Windows64位操作系统,i5-2.20GHz CPU,4 GB内存的PC机上对范德波尔函数解析数据和实测湍流数据进行了实验,结果表明,与网格环方法相比,该方法可以节省90%以上的计算时间.

关键词：周期轨道二维矢量场极限环封闭流线

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基于拓扑法的与时间相关二维矢量场的可视化

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计算机应用 2007年第9期27卷 2129-2130,2146页

作者：曹太林顾耀林江南大学信息工程学院江苏无锡214000

分析与时间相关二维矢量场可视化的拓扑法,并针对其在检测封闭流线时依赖网格以及不能对封闭流线精确定位的问题,进行改进。通过运用特征流场对临界点跟踪以及鞍状连接符对流面积分,提出一种检测封闭流线的方法。该方法不依赖于网格,解... 详细信息

分析与时间相关二维矢量场可视化的拓扑法,并针对其在检测封闭流线时依赖网格以及不能对封闭流线精确定位的问题,进行改进。通过运用特征流场对临界点跟踪以及鞍状连接符对流面积分,提出一种检测封闭流线的方法。该方法不依赖于网格,解决了封闭流线精确定位的问题。实验结果表明本文提出的算法为与参数相关二维矢量场可视化提供一个基本框架。

关键词：拓扑法封闭流线特征流场鞍状连接符临界点

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基于拓扑法的与时间相关二维矢量场可视化

基于拓扑法的与时间相关二维矢量场可视化

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作者：曹太林江南大学

学位级别：硕士

矢量场可视化是科学计算可视化的研究热点,广泛应用于计算流体力学等领域。在矢量场中,传统可视化方法仅表示某些特定点附近矢量的分布特征,而无法反映矢量场的整体结构信息。矢量拓扑结构分析法是一种提取临界点的特征可视化,能够表示... 详细信息

矢量场可视化是科学计算可视化的研究热点,广泛应用于计算流体力学等领域。在矢量场中,传统可视化方法仅表示某些特定点附近矢量的分布特征,而无法反映矢量场的整体结构信息。矢量拓扑结构分析法是一种提取临界点的特征可视化,能够表示整个矢量场的空间结构。本文对基于拓扑法的与时间相关二维矢量场可视化方法进行研究。首先对矢量线可视化进行研究,针对传统方法检测封闭流线时完全依赖网格的问题。本文提出基于拓扑法的封闭流线检测和可视化方法,它通过采用特征流场跟踪流线上的临界点,然后运用鞍状连接符从临界点开始,按照雅可比矩阵特征向量的方向对流面进行积分,检测到封闭流线。其次对矢量面可视化进行研究,对检测分离面时流面积分的不连续以及映射离散的问题,提出基于拓扑法的分离面检测和可视化,它通过采用图象分析的方法去检测流面与分离面的相交线,即种子曲线;然后选择种子曲线上的任一点,对其进行积分得到迹线,由所有种子点积分得到的迹线构成的面就是所要检测的分离面。实验结果表明,本文提出的封闭流线检测和可视化方法,解决依赖网格问题。该方法通过跟踪临界点,使得封闭流线在第一步就被检测到,同时可以检测到特殊时间步的封闭流线。分离面检测和可视化方法解决了流面积分不连续和映射离散问题,检测精度有所提高。因此本文提出的方法是有效的。

关键词：矢量场可视化拓扑法封闭流线迹线分离面

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平面向量场源、汇特征检测及可视化研究

平面向量场源、汇特征检测及可视化研究

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作者：陈晓芬中国海洋大学

学位级别：硕士

海洋中的特征结构不仅能对海洋的细微结构和大、中尺度海洋现象的产生、演化及动力机制发生重大影响,本身就具有经济、社会和军事上的特殊含义。例如,海洋上的源、汇是一种不稳定的海流运动,会给海洋生物和海洋渔业造成很严重的破环,对... 详细信息

海洋中的特征结构不仅能对海洋的细微结构和大、中尺度海洋现象的产生、演化及动力机制发生重大影响,本身就具有经济、社会和军事上的特殊含义。例如,海洋上的源、汇是一种不稳定的海流运动,会给海洋生物和海洋渔业造成很严重的破环,对船运也会造成巨大的影响,所以研究源、汇、涡旋等海洋流场特征的可视化有着重大的意义和科学价值。当海洋流的旋转和幅散运动较小,以至于被它的恒向定常运动掩盖时,流内的重要特征如源、汇等就很难从流线上得到反映。为了在这种情况下也能成功地检出源和汇,或者在一般情况下能更清晰地可视化源和汇,本文首先对海洋流场进行向量场分解得到散度场(无旋场),由于散度场中仅有源、汇为流场的主要特征,剔除了其他次要特征,故重点研究散度场,即在分解后的场中对流场特征进行可视化,使对其散度特征的提取具有更高的敏感度,然后通过对散度场特征(源、汇)的可视化来验证向量场分解算法理论对于海洋流场特征检测的适用性。封闭流线和分割线是流场中两种不同流体行为的分界线,是非常重要的拓扑结构特征。因为封闭流线内外和分割线两侧分别是不同的流体特征,可以通过检测封闭流线和分割线来辨别流场典型特征如源、汇等的区域范围。为了更全面的展现流场中源、汇的信息从而取得更好的可视化效果,快速准确地定位封闭流线和分割线成为基于特征可视化对海洋流场源、汇特征检测的重要研究内容。针对封闭流线和分割线的检出,本文在2001年Wischgoll和Scheuermann检测封闭流线算法的基础上,提出了基于动力学系统中Conley指标理论的Morse分解检测封闭流线的新方法,通过对拓扑学中孤立不变集的研究,经过三角剖分和单元合并,取得了更好的效果,能够检测出Wischgoll算法漏检的封闭流线,同时也提高了算法的效率,本文将算法应用于实际的海洋数据集,验证了算法的有效性。为了体现封闭流线和分割线的快速检出在海洋流场源、汇特征检测中能够更全面地展现流场信息,本文将基于Conley指标理论的Morse分解检测封闭流线的新方法应用于对海洋流场特征源、汇的检测及可视化中,通过对封闭流线和分割线的提取衡量源、汇的海洋流体范围,进一步突出了对海洋流场重要特征源、汇的检测成果,并结合颜色映射用流线绘制方法实现对海洋流场的可视化,清晰地表达出源、汇流体的区域范围,丰富了可视化信息,使得到的图像更加形象直观,从而更易于用户加强对流场信息的把握。

关键词：特征可视化封闭流线源汇向量场分解

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