基于粒子系统的孔隙地下水流场动态可视化研究
发布时间：2020-08-03 14:29
【摘要】：孔隙地下水流场可视化是以孔隙地下水为研究对象,将科学计算可视化技术应用到水文地质领域和地下水流场的可视化表达中,属于矢量场可视化的一种。传统的可视化方法(如点图标法、流线法等)大多是瞬时状态下的静态模拟或者是假动态模拟,不能很好地表达地下水流场的动态性。而粒子系统被认为是迄今以来模拟不规则动态模糊物体最为成功的图形生成算法之一,并得到了广泛的研究和应用。因此本文提出采用粒子系统理论方法,以孔隙地下水为研究对象,研究实现孔隙地下水流场的动态可视化模拟表达。本文主要的研究工作和成果包括如下四个方面:(1)深入分析了本论文涉及的理论知识和关键技术,并查阅了国内外的相关文献资料,详细总结了孔隙地下水流场的基本特征及运动过程机理、粒子系统的基本原理及其应用情况和地下水流场可视化的研究现状及存在的不足等问题。(2)通过分析孔隙地下水形成的机理特征和时空属性变化规律,基于粒子系统的理论方法构建了适用于孔隙地下水流场的粒子系统模型并设计了流体粒子的相关属性,其中包括初始粒子的数量、粒子的生命周期,以及粒子的形状透明度等属性。(3)探讨了孔隙地下水流场的粒子流轨迹计算方法和可视化方法。基于研究区的监测井水位数据,插值得到研究区水位等值线,并计算得出流体粒子的运动速度,从而可以有规律地变化更新粒子的位置、速度和生命周期等属性。在可视化方法研究中,设计了粒子的大小、透明度和颜色等属性,同时采用了VTK的纹理贴图、伪粒子粘度等方法,以增强孔隙地下水流场模拟效果的真实性。(4)基于上述研究成果,以盐城市的第Ⅲ承压含水层孔隙地下水为研究对象,采用面向对象的C++语言和MFC开发类库,以Visual Studio 2010为开发平台,选用VTK作为渲染引擎和可视化工具,开发了孔隙地下水流场可视化系统,实现了基于粒子系统的孔隙地下水流场的动态的可视化表达,验证了粒子系统用于孔隙地下水流场模拟表达的可行性和适用性。
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P641.136
【图文】：
可视化是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在逡逑幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术，它涵盖了计算机图形逡逑学、计算机辅助设计和视觉图像处理等多个领域，并成为研宄数据处理、数据逡逑表示和决策分析等问题的综合技术（程颖，２００５）。地下水流场可视化将可视逡逑化技术应用到地下水领域和流场可视化表达中，与地下水特征描述、地下水模逡逑型及统计评价方法相结合。地下水流场可视化研究涉及了计算机图形学、水文逡逑地质学、数学等多个学科，研究内容包括水文地质模型的构建、地下水数值计逡逑算模拟、流场的可视化绘制和拓扑分析等多个方面，将原来抽象的地下水系统逡逑结构及属性通过可视化的技术表现为直观形象的地下水流场空间信息，大大提逡逑高了水文地质学的研[偹健Ｔ诘叵滤鞒】墒踊校捎诘阃急攴ê土飨叻ㄥ义系氖萦成涔套钗虻ト菀住⒒嬷扑俣冉峡欤⑶夷芄唤虾玫胤从辰沂镜叵洛义纤鞒〉姆植记榭觯哉饬街址椒ǖ挠τ米钗惴骸５巧鲜隽街址椒ㄔ诿桢义鲜龇从车叵滤鞒〉亩苑矫嫘Ч喜睿嗍撬彩弊刺碌木蔡Ｄ饣蛘呤清义霞俣Ｄ猓ㄏ嗔谑笨痰牧娴映晌问剑岩远惫鄣劐义厦枋隽鞒√卣骱投粜浴ｅ义
本文编号：2779760
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P641.136
【图文】：
可视化是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在逡逑幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术，它涵盖了计算机图形逡逑学、计算机辅助设计和视觉图像处理等多个领域，并成为研宄数据处理、数据逡逑表示和决策分析等问题的综合技术（程颖，２００５）。地下水流场可视化将可视逡逑化技术应用到地下水领域和流场可视化表达中，与地下水特征描述、地下水模逡逑型及统计评价方法相结合。地下水流场可视化研究涉及了计算机图形学、水文逡逑地质学、数学等多个学科，研究内容包括水文地质模型的构建、地下水数值计逡逑算模拟、流场的可视化绘制和拓扑分析等多个方面，将原来抽象的地下水系统逡逑结构及属性通过可视化的技术表现为直观形象的地下水流场空间信息，大大提逡逑高了水文地质学的研[偹健Ｔ诘叵滤鞒】墒踊校捎诘阃急攴ê土飨叻ㄥ义系氖萦成涔套钗虻ト菀住⒒嬷扑俣冉峡欤⑶夷芄唤虾玫胤从辰沂镜叵洛义纤鞒〉姆植记榭觯哉饬街址椒ǖ挠τ米钗惴骸５巧鲜隽街址椒ㄔ诿桢义鲜龇从车叵滤鞒〉亩苑矫嫘Ч喜睿嗍撬彩弊刺碌木蔡Ｄ饣蛘呤清义霞俣Ｄ猓ㄏ嗔谑笨痰牧娴映晌问剑岩远惫鄣劐义厦枋隽鞒√卣骱投粜浴ｅ义
本文编号：2779760
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