三维场景中截面流场绘制技术研究

回顾以往三维流场显示中的平面式截面流场绘制方法,分析其表现方式的不足,提出置于三维场景中的截面流场显示方式。通过对水平及垂直截面的生成算法和截面流场投影算法的研究,找出适应于复杂边界和地形条件下的高效截面生成算法;基于WPF三维图形平台,以灵活的示踪粒子布设方式,采用C#编程语言编制软件予以实现;将标量场数据作为截面显示材质,实现了截面附加标量场;截面流场模拟可以动态跟踪水位变化,在场景中同时对多个水平或垂直截面流场进行模拟,丰富了对流场三维特性的表现。     

流场实景可视化在水运工程中的应用研究

在水运工程水动力数值模拟可视化中融入地理实景,能丰富视景信息,达到直观显示的目的。文章以Google地球软件(Google earth)作为虚拟场景的图形平台,对二维水动力数值计算流场进行动画仿真,实现了对数模计算成果的实景可视化。为实现实景可视化,首先要获取Google地球软件的视图窗口句柄,用Windows API通过自编程序对Google地球软件进行控制,然后在特定视角下既有的地理要素中融入实测地形图,依顺序在虚拟场景中分层绘制并显示逐时刻流场矢量图,从而实现流场动画。采用对局部屏幕图像截取方法获得不同时刻流场图像,将不同时刻的图像文件作为关键帧压缩编码生成动态影像文件。以实际人工岛建设工程项目为例,展示了实景动画可视化显示效果。     

基于World Wind平台的海洋流场三维可视化研究

针对如何在庞大但杂乱无章的海洋流场数据中获取有用信息,提出了建立三维动态可视化的World Wind平台。以Codar地波雷达采集到的三维空间数据为基础,对其进行了预处理,包括格式变换、提取有效数据经纬度和速度矢量信息(X、Y、U、V)和求取数据的最大范围,将处理后的每一时刻数据依据点图标映射法进行颜色映射,依照颜色映射结果,将处理后的每一时刻数据利用Direct3D技术绘制成流场箭头显示的形式,并在此基础上剪辑成视频,实现在World Wind平台上三维动态可视化的显示海洋流场信息。结果表明,该方法可直观展示流场信息的动态变化效果,并能为挖掘隐含信息提供方法。     

基于CAD二次开发的流场可视化研究

水动力流场计算是水利工程及航道整治工程研究中涉及的重要内容。为实现流场可视化自主研发和便于编辑,提出一种基于CAD二次开发的流场生成及可视化方法。采用Fortran和C#的混合编程技术,基于动态链接库,通过C#与Fortran参数的传递,对AutoCAD进行二次开发。该方法可以在AutoCAD平台上快速绘制流场矢量图和流场云图,也可用不同颜色表示数值的大小,从而实现流场的可视化编辑。以三峡库区长寿河段为例,对该方法进行演示和应用,结果表明其具有较好的可视化效果和实用价值。     

三维流场立体仿真软件研发

根据三维立体成像原理,利用计算机三维显示技术,以软件产品(TK-Animator)形式实现了对三维流场、波浪场的立体式仿真模拟,软件同时能实现对温度、盐度等三维标量场的仿真模拟。它运用微软最先进的WPF(Windows Presentation Foundation)技术建立三维场景,采用高效三维质点追踪算法、多线程编程技术,使得三维仿真模拟能够在普通计算机上完成。立体仿真模拟技术的采用,使三维场景包括流场中的示踪粒子可以有景深、分层次地展示出来。软件生成的三维立体片源可用于任何立体播放设备。     

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。     

基于Vtrtools的气象雷达可视化仿真示教系统研究

针对某型气象雷达在日常训练中存在成本高、难度大、装备易损坏的问题,提出运用虚拟现实等技术开发一套可视化仿真示教系统.根据训练需求,构架了系统结构和确定了开发方法.利用CAXA和Virtools软件开发了三维教学训练仿真资源.采用Flash软件开发二维教学资源,以VC++平台集成资源,形成一套可视化仿真系统.     

反辐射导弹辐射式仿真试验可视化技术研究

反辐射导弹辐射式仿真试验可视化系统结合了实时仿真技术和视景仿真技术,以VC＋＋6．0为开发平台,利用OpenGL和MFC进行开发。建立了反辐射导弹的三维模型和飞行场景,基于试验数据实时驱动方式,以三维动画的形式直观地展现了ARM的攻击过程,并实现了飞行姿态的多视角可视化。通过仿真试验过程实时可视化的实现,能够根据情况及时对试验方案进行修正和调整,提高了试验的时效性,并且为试验结果评估提供了一种新的手段。     

基于FLUENT的过滤器滤网流场模拟计算

采用CFD软件建立滤网四层烧结金属丝网的三维实体及其流场模型,依据不同的滤网过滤流速,进行模拟计算,并将滤网的模拟值与试验值进行对比,获得其拟合计算方程,并通过滤网内部流场特性的分析,研究结果表明:仿真模拟结果值与试验值相差不大,证实滤网仿真方法的可靠性,并为滤网的性能分析、预测和设计提供一定的参考。     

基于STK的雷达探测目标跟踪可视化方法

为了逼真地表达电子战中雷达对飞行目标跟踪扫描的对抗态势,以系统仿真软件STK为平台,研究了三维模型建模方法及平台支持的模型辅助特性,通过实例对目标跟踪相关的辅助特性进行具体分析。构建了电子战典型的目标跟踪场景,展示了雷达对空中飞行目标进行跟踪的可视化效果,为基于其它可视化平台的模型精细控制技术研究奠定了基础。