三维可视化建模的研究现状

可视化作为一种信息的表达手段,由于其直观、形象,应用越来越广泛,地质信息的三维可视化可以用来描述复杂的地质构造情况,它不仅可以描述和表达已知地质现象及其特征,还可用于提取有意义的地学信息,从而实现对某种地学机理的深入认识。发现常规方法所不能揭示的地质规律和特征。本文介绍了可视化技术及其在地质领域的的应用研究现状、可视化模型和分析系统在国外、国内的研究现状并对典型的可视化模型和分析系统的功能、商业化程度等进行了说明和介绍。     

三维水动力数值模拟系统的开发

利用面向对象的程序设计方法、数据库存储以及新一代的图形平台(WPF),以多种三维计算模型为基础,集成前处理、后处理子系统,开发实现了三维水动力数值模拟系统(Hydro Info)。该系统具有基础资料输入快速、建模过程自动化程度高、计算方法高效高精度、流场数据表现丰富以及辅助工具简单实用等特点。而且搭建了快速的三维图形系统,实现了欧拉以及拉格朗日两种方式呈现三维流场。在计算过程中能够分析实时计算结果,避免无效计算,提高了工作效率。以长江斗湖堤河段为例,对建模、计算及数据后处理各模块进行验证。     

天津港大沽口港区三维潮流数值模拟

建立三维潮流数学模型,采用潮位以及分层流速流向实测资料对模型进行验证,对天津港大沽口港区东、北防波堤延伸方案的潮流分布进行模拟研究。结果表明,港区附近表层与0.6h水深处流速大小较为接近,底层流速明显较小,各层的流向较为一致;港区现状口门布置条件下,口门附近流速和横流相对较大;口门东、北防波堤延伸工程实施后,口门航道附近水流流态明显改善,横流流速也进一步减小;从水流条件考虑,该延伸方案是合适的。     

海上搜救仿真动态可视化平台的开发与研究

文章通过潮流数值预报模式、风作用下的潮流预报模式、溢油预报模式和模拟表层水质点运动轨迹模式，基于VC平台，采用以Fortran混合编程以及MapInfo和MapX控件技术实验，建立了一套具有海上搜救辅助系统功能的可视化平台。该集成系统建立了友善的人机界面和灵活简便的操作接口以及鲜明逼真的画面，研究成果成功应用于渤海湾表层水质点运动轨迹的模拟和马尔他藉“塔斯曼海”号油轮溢油事故模拟，效果良好。     

长江航道三维可视化数据处理方法研究

阐述长江航道三维可视化系统的多源海量数据的获取及处理方法,研究航道地形数据的特点及其处理流程,基于三维可视化系统采用对比分析的方法突出了各相关数据的处理效果。     

船体肋骨三维外形检测及可视化系统研究

随着科学技术的进步,制造过程的数字化和信息化在各行各业逐渐推广开来。造船业作为国家重器的一个重要组成部分,也在推行船体设计、加工、制造的数字化和信息化。对广泛应用于工业领域的特种型材,尤其是船体肋骨所用T型钢、球扁钢的成形过程进行了简要介绍,并设计实现船体肋骨成形后外形的自动检测装置,实现检测过程的自动化、记录的数字化及检测结果的三维可视化。为船体肋骨加工过程数字化和信息化打下良好的基础。     

港口物流系统仿真建模及三维可视化研究

对基于虚拟环境的集装箱码头三维仿真建模及软件开发进行了研究。针对港口物流系统离散性、随机性的特点以及系统仿真模型场景复杂的问题，分析了系统几何建模、运动学建模的方法，以及系统仿真模型参数的处理及实时交互控制的实现手段。在虚拟现实支撑软件基础上二次开发的系统实现了参数化的集装箱码头三维动态仿真和人机交互控制的仿真过程。     

河口海区开挖航道后三维潮流盐度泥沙数值模拟

利用坐标变换法建立了三维潮流盐度泥沙数值模拟 ,解决了复杂边界的处理问题 ,并应用于伶仃洋航道的整治研究中 ,取得了满意的结果。航道中的含沙量、盐度分布与现场实测很吻合 ,模拟计算得出的航道一期工程开挖后的淤积量与现场实测结果十分接近。     

温州港深水航道三维潮流数值模拟

根据实测资料对温州港大小门岛港区深水航道海区的三维潮流特征进行了分析.针对工程海区岸线不规则、地形复杂、岛屿众多、存在动边界等特点,使用垂向σ坐标变换技术,建立了基于不规则三角形网格的三维潮流数学模型,提出了三角形网格三维潮流数学模型处理动边界的方法.使用现场资料对模型进行了验证,潮位、不同水层的流速和流向均与实测资料吻合良好.在模型验证的基础上,对温州港深水航道工程实施后的三维流场进行了模拟,对表、中、底层流速流向的变化进行了分析,时航道表层最大横流进行了计算.建立的三维模型非常适合于复杂河口海岸地区的三维潮流场模拟.     

三维航道GIS中大型场景的动态组织与可视化技术研究

三维可视化技术以其直观、逼真、实时、动态等特征,目前己成为港口、海岸、航道、运河等相关领域进行科学研究、工程设计、管理与决策的重要手段。文中在对基于该技术实现的天津港三维港区与航道信息管理系统进行简单介绍的基础上,重点研究了基于空间网格索引技术、Delaunay三角网技术与LOD技术的港口地面景观与地形模型的动态组织与管理,以及基于多线程技术和OpenGL的显示列表技术的子场景块与专题信息的实时读取与渲染,并对动态海洋、全景天空、水下地形仿真与漫游、交互操作与信息查询等作了深入探讨。实践表明,文中所开发的三维可视化系统中大数据量、复杂的场景对绘制的速度影响并不大,场景逼真度高,能进行实时操作与漫游,可以满足航道与港口三维可视化、空间分析与管理的需要。     

3D可视化海港航道辅助设计系统设计与实现

为提高海港航道规划设计效率,基于图形交互语言实现海港航道3D可视化辅助设计系统。应用数据库、三维建模技术,实现了航道尺度计算、三维航道建模与实时修改、疏浚量及疏浚投资估算、方案优选等功能,实践证明该系统具有良好的交互性和智能性,可为航道规划设计提供有效的辅助决策。     

对长江潮区界与潮流界的研究

长江感潮河段长达上千公里,半日潮波自河口溯江而上可直抵安徽安庆以上。在这一河段内,以潮区界划分有潮与无潮区,以潮流界划分水流特性转变区,因此,它们位于何处,对于该地区的经济开发、农业规划、生态环境、航行交通、航道工程、港口建设、航行安全与科学发展等关系密切,意义重大。根据实地调查及其收集的大量资料,经数值模拟与调和分析,皆与实测资料验证,取得重要成果:长江潮区界位于安庆与南京之间,潮流界位于镇江与江心沙之间。但是,这一新概念与传统概念迥然不同,即一般认为,长江潮区界位于安徽铜陵与芜湖之间,而潮流界位于江阴以下。     

东营港区航道工程潮流物理模型试验研究

横流是东营港区港口航道建设中面临的关键技术问题之一。针对东营港区进出港航道工程不同防波挡沙堤布置下航道水流条件,采用潮流物理模型试验进行分析研究。结果表明:南、北防波堤形成后,口门航道处流速较大,从改善通航条件的角度出发,修建防波挡沙堤是必要的;防波挡沙潜堤保持相同的坡度,堤头分别修建至-12 m和-14 m时,口门航道水流流速逐步减小,口门横流也随之减小;随着防波挡沙堤堤顶高程增大,堤头挑流流速会有一定程度的增加;潜堤堤头建至-14 m等深线处、堤顶高程在-8 m左右是适宜的。     

海龙湾二维潮流场数值模拟

建立了平面二维潮流场模型,采用MADI有限差分方法进行离散求解,利用动边界处理边滩以及心滩随水位升降产生的边界变动问题,对工程海域的潮流场进行数值模拟,并采用两套网格计算方案、使用加密网格,深入进行潮流场的研究分析。验证结果表明,计算的潮位和潮流过程与实测过程吻合较好,为海龙湾工程开发利用提供了科学依据。     

潮流泥沙数学模型在码头平面布置和码头等级确定中的应用

为保证国家宝贵的岸线资源能得以充分利用,确定合理的码头平面布置方案和码头等级是码头工程设计的重点。采用平面二维潮流泥沙数学模型对拟建码头的不同前沿线位置和码头等级进行多方案计算,模拟得出各方案实施后的流速流向、疏浚区域冲淤变化情况,以及码头水域和航道的泥沙回淤量,通过计算分析并结合经济效益、港口发展、周边影响等因素提出推荐方案。     

瓯江口航道二期治理潜堤工程三维潮流数值模拟

基于MIKE3技术平台,建立了瓯江口工程海域三维潮流数学模型.模型水平采用无结构的三角形网格系统,垂向采用(σ)坐标,较好地拟合了工程海域复杂的岛屿岸线和地形特征.采用现场实测水文资料,对瓯江口航道二期治理潜堤工程实施后的三维流场进行了模拟,并分析了工程实施后的影响.工程实施后,瓯江北口航道、沙头水道、小门水道、大门岛...     

漂浮式潮流电站系泊系统疲劳性能预报(英文)

As a kind of clean and renewable energy,tidal current energy is becoming increasingly popular all over the world with the shortage of energy and environmental problems becoming more and more severe.A floating tidal current power station is a typical type of tidal current power transformers which can sustain the loads of wind,waves,and current,and even the extreme situation of a typhoon.Therefore,the mooring system must be reliable enough to keep the station operating normally and to survive in extreme situations.The power station examined in this paper was installed at a depth of 40 m.A 44 mm-diameter R4-RQ4 chain was chosen,with a 2 147 kN minimum break strength and 50 kN pretension.Common studless link chain was used in this paper.Based on the Miner fatigue cumulative damage rule,S-N curves of chains,and MOSES software,a highly reliable mooring system was designed and analyzed.The calculation results show that the mooring system designed is reliable throughout a 10-year period.It can completely meet the design requirements of American Petroleum institution(API).Therefore,the presented research is significant for advancing the design of this kind of power station.     

湛江东海岛近岸潮流场数值模拟

将Smagorinsky亚网格模型引入ADCIRC潮流模型求解涡粘性系数,使模型在模拟近岸潮流方面更加合理。为进一步揭示中海油气开发利用公司广东沥青项目码头工程海域的潮流变化,利用改进的ADCIRC模型对湛江东海岛海域潮流场进行了合理地模拟和分析。结果表明该工程港池和进港支航道的开挖对湛江主航道影响很小。工程建设只改变了工程区海域的局部流态,并且新开挖航道的水动力条件有助于船舶顺流进港。     

台山核电厂重要厂用水系统纳潮取水口潮流及泥沙研究

文章研究了台山核电厂重要厂用水系统纳潮取水工程。根据实测资料分析了自然条件和岸滩演变。分别建立了工程海区二维波浪、潮流、泥沙数学模型,并根据实测资料对夏季和冬季全潮水文进行了验证。在经验证的数学模型基础上,研究了重要厂用水系统纳潮取水工程实施后的潮流变化及泥沙回淤情况。结果表明,重要厂用水系统纳潮取水工程实施后,流场变化仅局限于安全取水工程附近小范围海域,进水前池附近水域泥沙年冲淤和骤淤都不大。因此,从潮流、泥沙角度考虑,重要厂用水系统纳潮取水工程是可行的。