一、无网格方法数值结果的可视化方法与实现（论文文献综述）
邓拓[1]（2021）在《三维隐式增强对流域物质点法研究及其边坡工程应用》文中指出边坡失稳破坏问题是岩土工程领域研究的热点与难点,数值模拟因为其经济性和灵活性等特点成为研究边坡失稳破坏问题的主要手段之一。增强对流域物质点法通过在物质分界面处设置增强角点,提高了物质点法非连续变形问题的仿真精度。本文对增强对流域物质点法理论进行了发展与完善,自主设计并开发了三维隐式增强对流域物质点法程序,使用自编程序模拟研究了渣土堆排场的滑坡变形破坏过程。主要研究成果如下:（1）基于二维增强对流域物质点法理论,利用等参元和高斯积分法推导了三维增强对流域物质点法形函数及其导数的可编程表达式。鉴于隐式时间积分算法在拟静力学问题研究中的优势,建立了三维增强对流域物质点法隐式计算框架,详细阐明了整体刚度矩阵的组装方案,给出了隐式计算流程。（2）基于面向对象的C++语言,设计了三维隐式增强对流域物质点法的程序框架,自主开发了质点类、网格类、初始化类、材料属性类、映射函数类、核心计算类和输出类源程序,实现了对隐式增强对流域物质点法数据及相关操作的封装。（3）通过典型算例验证了隐式增强对流域物质点法程序的准确性;与有限元法和标准物质点法对比分析,发现隐式增强对流域物质点法能在很大程度上提高计算步长,并且隐式增强对流域物质点法程序在弹性小变形算例中计算效率低于商业有限元软件,在大变形问题中计算效率和精度均高于商业有限元软件。（4）使用隐式增强对流域物质点法程序分析了北京市某钢材加工厂旁渣土堆排场边坡的变形破坏过程与影响范围,结果表明:隐式增强对流域物质点法程序可以分析边坡的失稳破坏过程,能够让人们更为直观、深入、系统地描述边坡的破坏机制以及评估破坏带来的风险。
刘聪[2]（2021）在《隧道充填结构渗流-侵蚀-应力耦合失稳突水的DEM-SPH模拟分析方法》文中研究说明随着国家基础设施建设的蓬勃发展和“一带一路”宏伟战略实施,交通路网以及水电项目向遍布崇山峻岭的西部地区纵深拓展,我国已成为世界上隧道建设规模与难度最大的国家。隧道修建规模和难度不断增大,数量不断增多,修建过程中突水灾害频发,已经成为制约隧道与地下工程安全建设的世界级难题。根据渗流通道与隔水阻泥结构的不同,可以将隧道突水灾害划分为两大类型:裂隙岩体渐进破坏诱发突水和充填结构渗透失稳诱发突水。其中充填结构失稳突水是指隧道施工中遭遇到宽大裂隙、断层破碎带、岩溶管道等充填结构,内部介质在施工扰动和地下水渗流作用下失稳涌入隧道而诱发突水灾害,该类突水更易形成瞬间喷薄式高压大体量突水灾害,灾变演化机理犹为复杂。本文以隧道充填结构渗流-侵蚀-应力耦合失稳突水模拟分析方法为研究主题,深入研究了地下水渗流和水力侵蚀作用下充填介质体强度弱化进而诱发突水灾变演化机理,提出 了基于 DEM-SPH（Discrete Element Method-Smoothed Particle Hydrodynamics）的两相介质流-固耦合模拟分析方法,取得了一系列具有理论意义和应用价值的研究成果,并依托永莲隧道断层突水突泥、尚家湾隧道岩溶管道突涌水以及引松供水工程TBM隧洞突涌水等典型案例开展了三维隧道充填结构突水突泥灾害演化数值模拟,取得了良好的效果。主要研究成果如下:（1）基于隧道充填结构骨架颗粒-侵蚀细颗粒-地下水三相物质组成假定,推导了考虑水压力作用的多孔介质骨架弹塑性变形控制方程,引入可以同时考虑法向力（压）和剪切力作用的Hyperbolic屈服破坏模型,建立了充填结构骨架介质屈服破坏准则。基于细观尺度颗粒受力平衡分析,推导了细颗粒侵蚀发生的临界水力条件,引入了细颗粒侵蚀速率控制方程和水力侵蚀弱化因子的概念,推导了细颗粒侵蚀作用下骨架孔隙率和渗透率演化控制方程,建立了可以定量表征粘聚力和抗拉强度与细颗粒侵蚀之间弱化关系的充填介质水力侵蚀弱化本构模型。同时引入了可以描述从侵蚀初期至失稳破坏全过程的双曲型流体粘度演化本构模型,建立了泥水混合流体非线性动力学控制方程。最后,从地下水渗流、细颗粒侵蚀、骨架颗粒应力变形的三场耦合角度出发,阐明了“充填体孔隙率增大、介质粘结强度弱化、混合流体粘度变大”的充填结构失稳“三变”演化过程,系统地揭示了充填结构渗流-侵蚀-应力耦合失稳诱发突水突泥灾变演化机理。（2）基于颗粒离散元基本原理,引入了超二次曲线型颗粒形状表征方法及其配套接触检测算法,实现了岩土类材料真实颗粒形状的准确模拟。在第二章充填结构渗流-侵蚀-应力耦合失稳“三变”演化机理的基础上,开发了离散元颗粒粘结水力侵蚀软化本构模型,并通过自主编程,将其嵌入现有离散元模拟方法中,建立了基于DEM的岩土体侵蚀软化模拟分析方法。通过开展了岩土材料三轴压缩、直接剪切等数值试验,研究分析了不同水力侵蚀作用下材料宏观强度的影响规律。（3）根据泥水混合物非牛顿流动特性,引入了双曲线型非线性流体粘度流变模型,定量地描述了混合流体动力粘度随细颗粒侵蚀率之间的变化关系。通过自主编程将该混合流体变粘度流变本构模型嵌入现有的SPH计算程序中,开展了经典的二维方腔剪切流、流体溃坝过程模拟以及流体溃决对刚性圆柱体的冲击过程数值试验,验证了现有程序的有效性,实现了混合流体变粘度流动演化过程模拟分析,为隧道突水过程中地下水真实流态演化的提供了模拟方法。（4）针对充填结构中岩土介质和地下水两相物质组成特点,建立了分别由DEM方法模拟岩土固体介质力学变形和破坏过程、由SPH方法模拟多孔介质中地下水流态演化过程的两相介质耦合模型,同时引入适用于大尺度粒子类流-固耦合问题高效模拟的双向耦合不求解策略,形成了基于DEM-SPH方法的两相介质流-固耦合模拟分析方法。针对复杂工程模型流-固耦合模拟,提出了复杂数值模型构建方法、基于Linux集群的混合并行加速算法和三维可视化处理技术,开展了隧道充填结构失稳诱发突水涌泥过程数值模拟,研究了不同充填固体分数、颗粒尺寸、流体粒子间距以及耦合网格尺寸等条件下泥水混合物流动速度、堆积演化状态。（5）依托江西吉莲高速永莲隧道富水断层破碎带突水突泥灾害、湖北保宜高速尚家湾隧道充填岩溶管道突涌水灾害和吉林引松供水工程3#TBM隧洞突涌水灾害等典型充填结构突水突泥灾害案例,采用本文提出的基于DEM-SPH的充填结构两相介质耦合模拟分析方法,开展三维充填结构失稳诱发突水灾变演化过程数值模拟。深入分析了突水（突泥）灾害发生过程中固体和流体介质的演化状态以及它们流动速度变化规律,监测并记录了关键监测断面处固体和流体突水涌泥流量（质量）的变化。最后,针对TBM隧洞掘进突水涌泥案例,分析了 TBM掘进机刀盘所承受的突水涌泥冲击力变化和刀盘扭矩变化,以数值模拟成功地诠释了现场施工中由于突水涌泥灾害发生造成TBM掘进机刀盘卡顿、无法正常工作的现象。
曹伟,任梦柯,刘春太,阮诗伦,申长雨[3]（2020）在《注塑成型模拟理论与数值算法发展综述》文中进行了进一步梳理注塑成型数值模拟近20年取得了长足的发展,应用日益广泛,也面临模拟结果不准确、新方法与商业软件集成困难、微观机理考虑不足等问题与挑战.本文系统回顾注塑成型理论模型的发展历程和各阶段主要成果,简要介绍多尺度模拟方法,分析材料本构模型的特点及适用范围,阐明结晶对状态方程、本构模型的影响,评价求解注塑成型问题的数值方法的特点,指出黏性、黏弹性方法的差异,分析流动前沿追踪方法的优点与缺点,介绍一些特殊物理现象如喷泉流效应的模拟方法,以及充填流动的无网格法.基于现有理论、算法的分析与评价,结合塑料加工行业的实际需求,指出了注塑成型模拟的发展趋势和亟需解决的问题.
彭棋[4]（2020）在《滑坡演进过程三维动态可视化关键技术》文中研究指明滑坡灾害因其预测困难、破坏性大、作用时间短等特点,往往给灾区人民的生命与财产安全带来极大的威胁与损害。利用灾区多源、多时相遥感数据构建灾区三维地理场景,对滑坡灾害的演进过程进行三维动态可视化模拟,有助于还原灾害发生过程、获取灾情信息、分析破坏程度,并为进一步的灾情应急处理、灾后救援与重建工作提供科学依据。针对现有滑坡灾害演进过程三维动态可视化方法存在的滑坡过程模拟结果真实感不足、可视化渲染效率低下等问题,本文通过探索顾及物理特性的时序性滑坡体暂态三维模型计算和研究高效的模型调度与场景渲染技术,设计研发了一种注重滑坡灾害演进过程真实感与高效性表达的三维动态可视化原型系统。本文的研究内容和成果主要包括以下四个方面:1.分析网格法和无网格法在滑坡运动的数值计算中存在的缺陷与不足,结合滑坡运动过程流体化理论体系,提出以质点网格法作为滑坡运动过程的数值计算技术方法,并基于Marching Cubes算法对数值计算结果进行三角网模型构建实现顾及物理特性的滑坡运动时空过程模拟;2.通过多源、多时相遥感数据提取滑坡灾害基本的地理特征信息,包括发生滑动的地质体范围与滑坡发生后地质体的覆盖范围等,并提出一种基于这些遥感数据和滑坡灾害特征信息的初始化滑坡体三维模型与滑坡道三维模型的构建技术;3.提出基于地形数据和影像数据的灾区虚拟三维地理场景构建技术,设计实现时序高动态滑坡体三维模型的高效调度技术,实现高真实感、高效率的滑坡灾害演进过程三维动态可视化表达;4.研发时序性滑坡体暂态三维模型计算和滑坡过程三维动态可视化原型系统软件,并选择2017年6月24日发生在四川省茂县新磨村境内的特大山体滑坡进行案例试验分析。实验表明,本文所设计研发的滑坡灾害演进过程三维动态可视化系统可以很好地实现滑坡过程的动态展示,较现有的方法与系统具备滑坡过程表达更具真实感、模型调度与场景渲染更具高效性等特点。
薛莉莉[5]（2019）在《层次高维数据的可视化方法及系统研发》文中研究指明随着21世纪进入大数据信息化时代,数据爆炸是当前信息科学领域面临的重大挑战。大数据时代,所需处理的数据复杂性越来越高,层次高维数据是现代生产生活中随处可见的混合特征数据集,而信息可视化是帮助可视挖掘的有效方法。目前,大部分的可视化方法只适用于具有单个数据特征的数据,针对层次高维这类同时具备多种数据特性的数据的可视化研究却很少。如何可视化层次高维数据并从中快速准确地挖掘出有用信息,为决策者提供辅助决策,是一项值得研究的课题。本文的主要工作和成果如下:1.针对层次高维数据可视化,首先,提出了一种基于圆形嵌套图和平行坐标的VPM（Venn Parallel Coordinates Mixing）混合可视化布局方法,采用基于D3布局算法的圆形嵌套图表示层次结构,依据平行坐标的思想,划分叶子节点的圆周为不同的属性轴。通过数据预处理、布局设计、属性映射、属性点连接及缩放、高亮等用户交互来实现层次结构中高维属性的可视化。然后,依据教师业绩的可视分析任务,建立教师评价模型,相应设计词云视图、排序视图、业绩构成比例视图、时序视图、聚类视图等可视化组件对数据进行多角度的可视分析与展示。最后,通过实验验证,让用户从交互式探索中分析教师发展模式。2.为了解决二维可视化容易溢出屏幕的问题,提出了一种基于树形结构和自适应层次的三维可视化布局,结合LOD技术和人物漫游、相机跟随等交互方式,建立模型与数据的对应,采用天然的树形结构表示层次信息,通过三维可视交互呈现高维属性信息。首先,在Maya中进行树叶和枝干的建模,在Unity3D进行三维场景搭建,并采用LOD技术从不同视点位置对场景进行不同层次模型的绘制,以加快场景绘制速度,提高可视化效率。在不同的LOD层次,通过标签的交互形式显示教师业绩数据中的高维属性信息,且支持用户以三维漫游的形式从不同角度观察数据,使用改进后的K-means聚类算法进行学院分类。最后,通过已有数据集对学院之后一年的业绩进行了预测,并与实际数据进行对比,证明预测的准确率。3.设计实现了一个基于B/S模式的二维可视分析系统和一个三维可视化场景。二维可视化系统前端页面展示上述的各个可视化组件,以用于用户与系统的交互。三维系统以Unity3D为开发平台,并使用LOD算法加快场景实时生成。本文提出了两种展示层次高维数据的可视化布局方式,二维可视化布局解决了之前属性维度不能超过四维的问题。三维可视布局相比二维,能够可视化的数据量更大,且支持用户感知漫游。本文采用教师业绩数据进行实验展示,能帮助系统用户——院校管理者对教师进行更好的管理及业绩考核。
郭健[6]（2019）在《基于全球再分析海流产品可视化技术研究》文中研究表明随着海洋科学研究和地球科学研究的发展,每天都会产生大量的科学数据,对这些数据进行可视化研究对于海洋开发、渔业捕捞、海洋航运、海洋国防具有重大意义。本文基于“全球高分辨率海洋再分析产品应用示范”课题中的海流数据可视化目的进行展开,对于流线可视化中尽量多地表现流线特征和流线结果清晰两个对立的优点进行研究,最后提出一种基于度量标准的流线可视化方法。首先,介绍了本课题研究海流可视化的目的与意义,对于国内外的矢量场可视化和海流可视化研究现状进行了分析与总结,并结合全球再分析海流数据具有数据量大的特点,提出设计再分析海流可视化系统。其次,对于基于点图标的矢量可视化、基于几何的矢量可视化、基于纹理的矢量可视化和基于特征的矢量可视化的优缺点与应用领域进行分析,选定基于点图标、基于几何、基于纹理三种方式作为本文主要研究方向。然后,重点阐述了基于纹理的矢量场可视化和基于流线的矢量场可视化两种算法,并在基于流线的矢量场的流线生成与流线绘制步骤中间,考虑到太多相似流线聚集在一起,造成流线冗余的情况,并且也没有突出流线的关键特征,提出了描述流线之间相似性的度量标准,度量标准受到了两条流线之间的欧式距离的主要影响,并且两条流线之间的形状和方向对其影响也很大,并提出公式进行系统阐述。在传统算法的基础上,以控制变量法为主要实验方法,验证基于度量标准的流线绘制方法的可适用性。经过实验发现,在传统的流线绘制算法中加入基于度量标准的流线绘制算法,可以去除多余重复的流线,保留含有大量特征的流线,可以根据海流的特征自适应地绘制出流线,然后用实验验证了基于度量标准的流线绘制算法中参数对于绘制效果的影响,并得出一组最好的参数,应用于最终的再分析海流可视化系统之中。最后,实现了再分析海流可视化系统,在系统之中,不仅将基于度量标准的可视化算法集成进系统之中,同时,实现了点图标可视化和基于纹理的可视化,从而更好的显示海流数据。
周浩[7]（2018）在《基于气象数据的三维场建模与可视化研究》文中认为云的可视化效果作为三维场景中重要的组成部分,一直以来都是模拟仿真领域研究的热门内容。云的外形特征,分布情况和变化状态可以有效地反映出一些大气特征,也可以分析出预测未来天气状况。通过研究国内外学者的相关云建模和可视化方法,发现现存的算法方法中主要存在以下几个问题:模型结构单一,仅达到一般的可视化效果;根据物理过程引入复杂的物理模型,无视计算效率的问题;无法实现用户交互问题;云的动态变化不贴合真实的物理过程。本文针对以上几个问题,引入了光滑粒子流体动力学（Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH）方法对云进行建模,从卫星云图中裁选出云层轮廓并进行三维拓展,最后通过计算机可视化技术对云粒子进行渲染,实现逼真有效地动态三维效果。近几年来,对气象数据的可视化仍有着很多效率、准确性和直观性等问题。针对这种现象,本文通过VTK图形库,利用体绘制技术,对空间场数据进行处理,形成三维空间网格,通过标量值与颜色值、透明度之间的动态映射,实现了气象标量数据的三维动态可视化效果。同时,针对传统MC算法存在的插值方法不适用于气象数据,连接方式二义性的问题,提出了改进办法,完善了 MC算法在气象可视化领域的不足。由于风场是十分明显的基于气象数据的矢量场,本文提出了用粒子轨迹追踪算法来模拟风场,通过VTK图形库来进行GPU加速,在保障效率的同时,利用一些可视化技术,优化风场粒子流的展示方式,最大程度的逼近真实风场的效果,更加利于分析出各种风场特征。实验结果表明,该方法可直观的分析出涡旋、季风等风向,以及垂直和水平方向上风场的流动趋势。
牛新宇[8]（2018）在《松花江干流流凌演进全视景仿真模拟方法研究》文中认为松花江流域是历年流凌灾害较为严重地区,加强流凌水域安全保障和有效降低、规避流凌带来的危害具有重要意义。本文以黑龙江省水利科技项目“松花江干流治理工程流凌演进机理及堤防防护技术研究”为依托,面向松花江干流流凌演进三维可视化仿真模拟问题,基于GIS系统与GE软件,研究数字地形模型快速构建方法,针对研究区域地物场景无法与MIKE21软件数值计算结果融合、直观性弱等不足,开展基于流凌演进数值模拟结果的GIS三维可视化二次开发技术研究,建立松花江干流流凌演进三维可视化仿真模拟方法。具体研究内容如下:（1）分析国内外三维可视化技术、流凌演进数值模拟、系统仿真研究现状,针对数字地形构建过程中,工作量繁重、数据处理量大等问题,建立基于GIS和Google Earth数据的数字地形快速构建方法。（2）考虑三维模型精度、效率与堤防工程建筑物特点,提出堤防三维模型构建方法,解决堤防建筑物在数字地形系统中导入及融合问题。基于CityEngine软件和GIS二维矢量数据结构特点,提出三维场景及可视化过程中的三维模型导入、遥感影像贴合、场景渲染方法,建立三维全视景仿真集成方法。（3）基于数字地形处理方法的研究成果,在MIKE21软件中建立几何模型、划分网格、确定边界条件,开展流凌演进数值模拟分析方法研究,确定流凌运动水面线、轨迹、速度、水位等要素。提取流凌演进过程三维可视化仿真模拟所需数据,建立多系统下异坐标系下的流凌演进三维全视景场景与数值模拟结果可视化数据耦合方法。（4）结合可视化仿真系统基本理论,开展流凌演进仿真模拟系统框架和功能设计、空间数据库与属性数据库构建研究。基于GIS、3ds Max和CityEngine建立流凌演进三维可视化场景,利用Visual Studio开发平台,解决系统开发过程中三维场景可视化、流凌演进三维动态仿真模拟等相关问题,实现流凌演进运动轨迹、沉积密度、水位的可视化动态模拟,完成松花江干流流凌演进仿真模拟系统开发。
王超[9]（2018）在《基于代理模型的高效气动优化与高维多目标问题研究》文中研究指明在现代飞行器设计中,结合CFD（Computational Fluid Dynamics）技术与数值优化理论的气动外形优化设计方法已经成为提升飞行器气动性能非常重要的手段。基于代理模型的优化方法由于具备高效全局优化以及处理多目标问题的能力,在气动外形优化设计领域占有举足轻重的地位。随着设计师对卓越气动性能的不断追求,气动优化设计问题的复杂性日益凸显,基于代理模型的气动优化方法面临着新的问题和挑战。从设计空间层面来看,设计对象需要充足的变形范围（尺度）以满足全局优化和创新设计的要求,同时需要足够的设计变量数目（维度）以实现对复杂外形的精确控制。设计空间尺度和维度的增加会导致设计空间急剧膨胀,从而给代理模型气动优化的效率和能力带来严峻的考验。从目标空间层面来看,设计对象需要更多的优化目标以应对飞行器愈加苛刻的性能指标。目标空间维度的增加会导致多目标优化算法的性能急剧下降以及Pareto最优解集可视化的难度增大。围绕上述问题,本文对基于代理模型的高效气动优化与高维多目标问题开展了研究,首先研究了基于代理模型气动优化的基本方法和关键技术,然后对代理模型气动优化方法所面临的设计空间尺度、维度以及目标空间维度等关键问题进行了深入研究,并提出了相应的解决方法和设计思路,拓展了代理模型气动优化方法的工程应用价值。本文的主要研究内容如下:1.构建了具备飞行器复杂外形单目标/多目标优化能力的代理模型气动优化设计平台。对基于代理模型气动优化设计方法中的基本要素开展了研究,包括外形参数化、网格变形、气动特性计算、单目标/多目标优化算法、代理模型以及代理模型加点优化方法等,并重点对其中的关键技术进行了分析和改进。针对翼型参数化问题,研究了基函数线性叠加类翼型参数化方法,通过对UIUC翼型库中1300个标准翼型的拟合,发现POD正交基向量法和CST方法可以更好地描述具有翼型几何特征的设计空间。针对三维外形参数化问题,构建了基于多块控制框的FFD（Free-form Deformation）方法,具备了飞行器复杂构型自由变形的能力。针对网格自动变形问题,开发了耦合四元数的IDW（Inverse Distance Weighted）动网格方法。通过IDW-TFI分层混合变形,稀疏边界网格以及MPI并行计算等加速变形策略,实现了大规模多块结构网格的高效高鲁棒自动变形。深入研究了Kriging模型的构造原理及其加点准则,从最大似然估计、贝叶斯推理以及最小方差无偏估计等三种不同角度出发构建了统一形式的Kriging模型,然后分析了模型超参数、原始问题复杂程度和样本疏密程度对Kriging模型精度影响的规律,进而指出基于代理模型气动优化设计的主要矛盾是全局优化对高维、大尺度设计空间的需求与样本的稀疏性之间的矛盾。针对EI加点准则收敛缓慢的问题,提出了混合EI准则和MP准则的加点方法,在EI准则的框架内提高了收敛速度。2.针对代理模型气动优化方法在大尺度设计空间难以兼顾高效性和全局性的问题,提出了自适应设计空间扩展的气动优化设计方法。研究了设计空间尺度对代理模型气动优化结果的影响,揭示了传统代理模型气动优化方法难以兼顾高效性和全局性的问题,进而提出了自适应设计空间扩展的优化设计方法。该方法在动态的设计空间中进行优化搜索,通过自适应地扩展设计空间边界,实现了大尺度设计空间中样本的高效配置。通过NACA0012翼型和RAE2822翼型单目标以及多目标气动优化算例证实,自适应设计空间扩展的方法相对于传统固定设计空间的方法可以大幅提高气动优化设计的效率。3.针对代理模型气动优化方法在高维设计空间面临的“维度灾难”问题,提出了有效设计空间缩减的气动优化设计方法。研究了设计空间维度对代理模型气动优化结果的影响,揭示了代理模型气动优化方法面临的“维度灾难”问题,进而提出了有效设计空间缩减的优化设计方法。该方法采用有效样本提取有效设计空间,利用K-L变换重构有效设计空间,通过在优化过程中逐步缩减有效设计空间缓解了代理模型气动优化方法的“维度灾难”困境。通过48维设计变量的NACA0012翼型优化算例和99维设计变量的CRM（Common Research Model）全机复杂构型优化算例证实,有效设计空间缩减的方法可以明显提升高维设计空间中代理模型气动优化设计的能力。4.针对高维多目标气动优化设计问题,提出了面向工程设计的高维多目标粒子群（MaOPSO）算法,并发展了基于SOM的高维Pareto前缘可视化方法。MaOPSO算法融合了目标降维、分组和分解的思想,利用目标相关性分析和试验设计方法将高维多目标优化问题转换为一系列双目标子优化问题,在保证一定多样性的前提下,大幅提高了非支配解集的收敛性。通过3-10个目标的DTLZ-2函数测试证实,MaOPSO算法的综合性能优于MOPSO、MOEA/D以及NSGA-III等算法。基于SOM的高维Pareto前缘可视化方法通过自适应聚类将高维目标向量映射到二维平面,为设计者的分析和决策提供了全局视角。利用MaOPSO算法和SOM可视化方法对SC1095旋翼翼型以及NACA64A204战斗机翼型进行了高维多目标气动优化设计,设计了满足工程复杂设计要求的先进旋翼翼型和先进战斗机翼型,并对战斗机翼型的设计结果进行了风洞试验验证。
关岩鹏[10]（2017）在《颗粒材料宏细观接触的量化表征方法及在离散元中的应用》文中提出颗粒材料是人类在生产生活中较为常见的一类物质。它独特的宏观力学特性与其内部的细观结构有很大的关系。本文应用图论理论,分析了细观接触与宏观接触的拓扑关系,并提出了颗粒材料的宏细观接触的量化表征方法,并给出了宏观接触面上的接触力的分布方程。本文进一步针对胶结型颗粒材料（如岩石材料）,提出了宏细观裂纹表征与可视化方法及细观破坏发展为宏观破坏的判定标准。最后,针对黏性颗粒堆积形成的边坡,提出了一种由细观层面出发的判定边坡稳定性的计算方法。论文的主要内容和创新点包括:本文从颗粒材料的细观尺度出发,指出了孔隙、细观接触、宏观接触明确的物理意义。应用图论理论,本文分析了颗粒材料的宏观接触面中细观接触的分布规律,并揭示了细观接触与宏观接触的拓扑与几何关系。二维宏观接触为满足带边界一维流形约束条件的细观接触集合。三维宏观接触为满足带边界二维流形约束条件的细观接触集合。提出了二维颗粒材料的宏细观接触的表征方法。本表征方法具有明确的物理基础和数学上的可量化性。通过图论理论,将一对对偶几何系统（孔隙胞元系统和颗粒胞元系统）从颗粒体系中抽象出来。利用颗粒胞元系统的边和路径实现了二维颗粒材料宏细观接触的数学表征。讨论了三维颗粒材料的颗粒、孔隙、接触的拓扑关系,并提出了三维颗粒材料的宏细观接触的表征方法。颗粒胞元系统中的圈和和满足带边界二维流形条件的圈的集合实现了三维颗粒材料宏细观接触的数学表征。对于胶结型颗粒材料（如岩石材料）,结合“在颗粒材料的细观接触集合中,总存在一个与任意裂纹集合有一一对应关系的子集”这一规律,提出了宏细观裂纹的量化表征方法,并实现了宏细观裂纹的可视化。根据宏观裂纹内部细观裂纹的拓扑分布规律,提出了胶结型颗粒材料由细观破坏发展为宏观破坏的判定标准。应用图论理论,推导了任意颗粒材料的宏观接触面上的接触力的分布方程,并利用离散元法构建的一个典型边坡内部的土条接触面对分布方程的有效性进行了验证。结合黏性土的损伤软化在细观上主要表现在颗粒接触处的粘结断裂这一特点,从细观角度出发,推导了黏性颗粒堆积的边坡稳定性计算方程,计算结果表现出了良好的准确性。
二、无网格方法数值结果的可视化方法与实现（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、无网格方法数值结果的可视化方法与实现（论文提纲范文）
（1）三维隐式增强对流域物质点法研究及其边坡工程应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 物质点法的研究现状 |
| 1.2.1 物质点法理论进展 |
| 1.2.2 物质点法应用领域 |
| 1.2.3 研究工作创新性分析 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 物质点法理论基础 |
| 2.1 物质点法控制方程及其弱形式 |
| 2.1.1 物质点法控制方程 |
| 2.1.2 物质点法动量守恒方程弱形式 |
| 2.2 物质点法空间离散 |
| 2.3 物质点法形函数 |
| 2.4 物质点法求解方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 三维增强对流域物质点法形函数推导及隐式求解方案建立 |
| 3.1 三维增强对流域物质点法形函数及其导数的推导 |
| 3.2 三维增强对流域物质点法隐式求解方案的建立 |
| 3.2.1 隐式增强对流域物质点法动量守恒方程的离散形式 |
| 3.2.2 隐式增强对流域物质点法整体刚度矩阵的组装方案 |
| 3.3 隐式增强对流域物质点法计算流程 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 隐式增强对流域物质点法计算程序设计与实现 |
| 4.1 隐式增强对流域物质点法程序设计 |
| 4.1.1 数据的储存与读取 |
| 4.1.2 模型的建立与离散 |
| 4.1.3 整体刚度矩阵的形成 |
| 4.1.4 边界条件的施加 |
| 4.1.5 矩阵的求解 |
| 4.1.6 数据输出 |
| 4.1.7 可视化 |
| 4.2 隐式增强对流域物质点法程序实现 |
| 4.2.1 程序中类的开发框架 |
| 4.2.2 程序功能块与代码类的组织关系 |
| 4.2.3 材料本构模型及其程序实现 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 隐式增强对流域物质点法程序验证与工程应用 |
| 5.1 隐式增强对流域物质点法程序验证 |
| 5.1.1 三维弹性自重柱问题 |
| 5.1.2 均质土坡破坏离心试验模拟 |
| 5.1.3 均质边坡问题数值模拟对比 |
| 5.2 北京某钢材加工厂渣土堆边坡稳定性分析 |
| 5.2.1 工程概况 |
| 5.2.2 模型建立及参数选取 |
| 5.2.3 边坡变形过程分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（2）隧道充填结构渗流-侵蚀-应力耦合失稳突水的DEM-SPH模拟分析方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 选题依据与目的 |
| 1.1.3 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 充填结构失稳诱发突水灾变演化机理 |
| 1.2.2 离散元模拟方法及粘结强度模型 |
| 1.2.3 非线性流体动力学无网格法数值模拟 |
| 1.2.4 隧道充填结构突水流-固耦合模拟方面 |
| 1.2.5 研究现状存在问题与发展趋势 |
| 1.3 主要研究内容与创新点 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 充填结构渗流-侵蚀-应力耦合失稳诱发突水机理 |
| 2.1 基本假定 |
| 2.2 多孔介质骨架弹塑性变形控制方程 |
| 2.2.1 考虑水压力作用的弹性体平衡方程 |
| 2.2.2 弹塑性本构模型及屈服准则 |
| 2.3 细颗粒水力侵蚀软化本构模型 |
| 2.3.1 侵蚀发生的临界水力条件 |
| 2.3.2 骨架孔隙率和渗透率演化方程 |
| 2.3.3 骨架介质强度弱化规律 |
| 2.4 混合流体非线性渗流控制方程 |
| 2.4.1 连续性方程 |
| 2.4.2 动量守恒方程 |
| 2.4.3 双曲线型流变本构 |
| 2.5 渗流-侵蚀-应力耦合失稳突水灾变机制 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于DEM的水力侵蚀软化模型及模拟分析方法 |
| 3.1 非球形颗粒离散元模拟方法 |
| 3.1.1 基本方程 |
| 3.1.2 超二次曲线颗粒模型 |
| 3.1.3 接触检测算法 |
| 3.1.4 砂石堆积算例验证 |
| 3.2 水力侵蚀软化本构模型及算法实现 |
| 3.2.1 颗粒粘结模型 |
| 3.2.2 水力侵蚀软化模型 |
| 3.2.3 模型求解与计算流程 |
| 3.2.4 模型测试与分析 |
| 3.3 细颗粒含量对材料宏观强度的影响 |
| 3.3.1 岩石力学基本数值试验 |
| 3.3.2 单轴抗压和抗拉强度影响分析 |
| 3.3.3 抗剪强度指标影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于SPH的混合流体非线性渗流模拟分析方法 |
| 4.1 SPH方法的计算原理及优势 |
| 4.1.1 积分插值近似方法 |
| 4.1.2 控制方程及SPH离散形式 |
| 4.1.3 边界处理方法 |
| 4.1.4 时步确定与积分求解 |
| 4.1.5 SPH方法的优势 |
| 4.2 混合流体非线性流变模型与求解 |
| 4.2.1 混合流体的流变模型 |
| 4.2.2 SPH运动方程与离散求解 |
| 4.3 典型算例验证及参数敏感性分析 |
| 4.3.1 二维静水箱测试 |
| 4.3.2 溃坝模拟与试验结果对比 |
| 4.3.3 粒子间距对溃坝模拟结果影响分析 |
| 4.3.4 流体粘度对刚体冲击力影响分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于DEM-SPH的两相介质流-固耦合模拟分析方法 |
| 5.1 基于DEM-SPH的流-固耦合计算模型 |
| 5.1.1 岩土体-地下水两相介质模型 |
| 5.1.2 流-固耦合求解算法 |
| 5.1.3 流-固耦合作用力 |
| 5.1.4 固体孔隙率计算 |
| 5.1.5 双向耦合计算流程 |
| 5.2 程序模块化设计及前-后处理方法 |
| 5.2.1 程序计算框架与模块 |
| 5.2.2 复杂地质体三维数值模型构建方法 |
| 5.2.3 基于Linux集群的混合并行加速算法 |
| 5.2.4 数值结果三维可视化后处理方法 |
| 5.3 充填结构体突水涌泥数值模拟 |
| 5.3.1 概化数值模型与计算参数 |
| 5.3.2 固体充填分数影响分析 |
| 5.3.3 充填颗粒尺寸影响分析 |
| 5.3.4 耦合网格尺寸影响分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 充填结构失稳诱发突水灾变演化过程数值模拟 |
| 6.1 尚家湾隧道充填岩溶管道突水模拟 |
| 6.1.1 现场突水情况 |
| 6.1.2 工程地质分析 |
| 6.1.3 模型建立与参数选取 |
| 6.1.4 模拟结果分析 |
| 6.2 永莲隧道富水断层突水突泥模拟 |
| 6.2.1 现场突水情况 |
| 6.2.2 工程地质分析 |
| 6.2.3 模型建立与参数选取 |
| 6.2.4 模拟结果分析 |
| 6.3 吉林引松TBM隧洞突水过程模拟 |
| 6.3.1 现场突水情况 |
| 6.3.2 模型建立与参数选取 |
| 6.3.3 模拟结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 博士期间发表的论文 |
| 博士期间申请的发明专利/软件着作权 |
| 博士期间获得的奖励 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）注塑成型模拟理论与数值算法发展综述（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 注塑成型理论模型 |
| 2.1 流动理论模型 |
| 2.1.1 平面展平法 |
| 2.1.2 中面流动方法 |
| (1)Hele-Shaw假设及流动控制方程 |
| (2)双面流理论 |
| 2.1.3 三维流动理论 |
| 2.2 纤维取向 |
| 2.3 收缩与翘曲变形 |
| 2.3.1 复合材料的有效刚度张量 |
| 2.3.2 复合材料的有效热膨胀系数 |
| 2.3.3 热弹性和黏弹性模型 |
| 2.4 塑件-模具一体化分析 |
| 2.5 多尺度模拟方法 |
| 2.5.1 微介观分子模拟方法 |
| 2.5.2 不同尺度的耦合方法 |
| 3 聚合物材料特征 |
| 3.1 本构方程 |
| 3.1.1 黏性本构模型 |
| 3.1.2 黏弹性本构模型 |
| 3.1.3 纤维复合材料本构模型 |
| 3.2 状态方程(p-v-T关系) |
| 3.3 结晶动力学 |
| 3.3.1 结晶度模型 |
| 3.3.2 晶体生长模型 |
| 3.3.3 晶核密度模型 |
| 3.3.4 结晶对流变性能的影响 |
| 3.3.5 结晶对p-v-T的影响 |
| 3.3.6 结晶对热传导的影响 |
| 4 数值计算方法 |
| 4.1 中面流动分析有限元方法 |
| 4.2 三维流动有限元方法 |
| 4.3 黏弹性流动模拟方法 |
| 4.4 流动前沿追踪方法 |
| (1)中面控制体积方法 |
| (2)VOF(volume of fluid)方法 |
| (3)水平集方法 |
| 4.5 喷泉流现象模拟 |
| 4.6 冷却分析的边界元方法 |
| 4.6.1 边界元方法基本解 |
| 4.6.2 中面冷却问题边界元方法 |
| 4.6.3 边界元离散方法及求解 |
| 4.7 收缩与翘曲变形模拟 |
| 4.8 充填流动的无网格法 |
| 5 结论与展望 |
| (1)黏弹性理论与算法 |
| (2)成型、成性一体化分析 |
| (3)基于大数据的智能计算 |
| (4)无网格与多尺度模拟 |
（4）滑坡演进过程三维动态可视化关键技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与组织结构 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 论文组织结构 |
| 第2章 顾及物理特性的滑坡运动时空过程模拟 |
| 2.1 高速远程滑坡运动流体化理论 |
| 2.2 滑坡运动时空过程数值计算方法 |
| 2.2.1 质点网格法概述 |
| 2.2.2 基于质点网格法的Navier-Stokes方程解算 |
| 2.2.3 基于质点网格法的滑坡运动时空过程模拟 |
| 2.3 滑坡运动数值计算结果三维建模方法 |
| 2.3.1 三维模型数据结构 |
| 2.3.2 滑坡运动计算结果三维模型构建 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 滑坡运动模拟的边界约束与建模 |
| 3.1 特征信息需求与数据来源分析 |
| 3.1.1 特征信息需求分析 |
| 3.1.2 数据来源分析 |
| 3.2 特征信息提取与处理 |
| 3.2.1 预处理与特征信息提取 |
| 3.2.2 滑坡体和滑坡道三维建模方法 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 滑坡灾害演进过程三维动态可视化 |
| 4.1 滑坡演进过程三维动态可视化体系结构 |
| 4.2 滑坡灾害演进过程三维可视化方法 |
| 4.2.1 灾区虚拟三维地理场景构建 |
| 4.2.2 时序性滑坡体三维模型动态叠加 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 原型系统与案例试验 |
| 5.1 原型系统设计与研发 |
| 5.1.1 时序性滑坡体暂态三维模型计算工具 |
| 5.1.2 滑坡动态过程三维可视化工具 |
| 5.2 案例选择与试验分析 |
| 5.2.1 滑坡案例选取与介绍 |
| 5.2.2 滑坡灾害特征信息提取 |
| 5.2.3 时序性滑坡体三维模型计算与动态可视化 |
| 5.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 论文总结 |
| 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（5）层次高维数据的可视化方法及系统研发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 信息可视化概述 |
| 1.2.2 层次高维数据可视化研究现状 |
| 1.2.3 三维可视化研究现状 |
| 1.2.4 教师业绩数据可视化现状 |
| 1.3 本文研究目标与研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 论文框架 |
| 第2章 层次高维数据可视分析相关技术 |
| 2.1 层次数据可视化技术 |
| 2.1.1 空间填充法 |
| 2.1.2 节点-链接法 |
| 2.2 高维数据可视化技术 |
| 2.2.1 空间映射法 |
| 2.2.2 图标法 |
| 2.2.3 基于像素的方法 |
| 2.3 交互技术 |
| 2.4 常用的聚类算法研究 |
| 2.4.1 基于密度的聚类算法 |
| 2.4.2 划分聚类算法 |
| 2.4.3 层次聚类算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 层次高维数据的二维可视分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 分析任务 |
| 3.3 数据预处理及评价模型建立 |
| 3.3.1 数据清洗 |
| 3.3.2 数据预处理 |
| 3.3.3 数据整合 |
| 3.3.4 评价模型建立 |
| 3.4 基于平行坐标和圆形嵌套图的二维可视布局 |
| 3.4.1 布局设计 |
| 3.4.2 属性映射 |
| 3.4.3 布局交互 |
| 3.5 聚类算法优化 |
| 3.6 时序分析视图及业绩比例构成图 |
| 3.7 词云视图 |
| 3.8 排序视图 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 层次高维数据的三维可视分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于树形结构和自适应层次的三维可视布局 |
| 4.2.1 布局设计 |
| 4.2.2 Unity3D场景设计 |
| 4.2.3 建模及模型介绍 |
| 4.3 LOD技术 |
| 4.4 场景交互 |
| 4.4.1 角色动作功能实现 |
| 4.4.2 漫游视角功能实现 |
| 4.4.3 高维信息展示的交互实现 |
| 4.5 类型分类及业绩预测 |
| 4.5.1 类型分类 |
| 4.5.2 业绩预测 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 系统实现与分析 |
| 5.1 系统平台实现技术 |
| 5.1.1 二维系统平台实现技术 |
| 5.1.2 三维系统平台实现技术 |
| 5.2 系统效果展示与分析 |
| 5.2.1 二维系统效果展示与分析 |
| 5.2.2 三维系统效果展示与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 3 参与的科研项目及获奖情况 |
| 学位论文数据集 |
| 附件 |
（6）基于全球再分析海流产品可视化技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景、目的和意义 |
| 1.2 当前国内外研究现状 |
| 1.2.1 矢量场可视化研究现状 |
| 1.2.2 海流可视化研究现状 |
| 1.3 论文的主要工作及内容编排 |
| 第2章 海流可视化方法研究 |
| 2.1 海流可视化流程与方法 |
| 2.1.1 数据预处理 |
| 2.1.2 映射 |
| 2.1.3 绘制 |
| 2.2 点图标可视化方法 |
| 2.3 基于几何的可视化方法 |
| 2.3.1 基于曲线的可视化 |
| 2.3.2 基于曲面的可视化 |
| 2.4 基于纹理的可视化方法 |
| 2.5 基于特征的可视化方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于纹理和基于流线的海流可视化方法 |
| 3.1 基于纹理的海流可视化方法 |
| 3.1.1 生成噪声数据 |
| 3.1.2 生成流线 |
| 3.1.3 核卷积 |
| 3.1.4 图像输出 |
| 3.2 基于流线的海流可视化方法 |
| 3.2.1 积分算法 |
| 3.2.2 流线方程 |
| 3.3 流线绘制 |
| 3.3.1 流线绘制算法 |
| 3.3.2 流线方程的完善 |
| 3.3.3 种子点生成 |
| 3.3.4 流线终止的条件 |
| 3.3.5 临界点理论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于度量标准的海流几何可视化方法 |
| 4.1 度量标准 |
| 4.1.1 定义 |
| 4.1.2 影响因素 |
| 4.2 改进的流线绘制算法 |
| 4.2.1 算法实现 |
| 4.2.2 参数解释 |
| 4.3 实验数据准备及环境搭建 |
| 4.4 实验结果分析 |
| 4.4.1 与Python绘制效果对比 |
| 4.4.2 形状系数 |
| 4.4.3 分离距离 |
| 4.4.4 窗口宽度 |
| 4.4.5 最小流线长度 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 全球再分析海流可视化系统实现 |
| 5.1 软件概述 |
| 5.2 需求分析 |
| 5.2.1 系统分析概述 |
| 5.2.2 系统功能性需求 |
| 5.3 总体设计 |
| 5.3.1 系统架构 |
| 5.3.2 系统功能模块 |
| 5.3.3 软件操作流程 |
| 5.4 可视化效果展示 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）基于气象数据的三维场建模与可视化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究综述 |
| 1.2.1 三维云的建模与可视化 |
| 1.2.2 基于空间标量场的可视化 |
| 1.2.3 风场可视化 |
| 1.3 本文的主要内容与技术路线 |
| 1.3.1 本文的主要研究内容 |
| 1.3.2 本文的技术路线 |
| 1.4 本文的组织结构 |
| 第二章 相关技术介绍 |
| 2.0 云的形成 |
| 2.1 OpenGL技术 |
| 2.2 光滑粒子流体动力学算法 |
| 2.3 MFC框架与STL标准库 |
| 2.4 VTK技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于SPH方法的云三维建模与可视化 |
| 3.1 云的物理模型建立 |
| 3.1.1 云的物理过程 |
| 3.1.2 平滑粒子流体动力学 |
| 3.1.3 微观粒子的产生与初始化 |
| 3.1.4 光滑粒子属性的更新 |
| 3.2 云初始轮廓模拟 |
| 3.3 光照模型的优化和渲染加速 |
| 3.4 实验结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 空间标量场的三维建模与可视化 |
| 4.1 实验数据及数据的预处理 |
| 4.1.1 本文数据介绍 |
| 4.1.2 坐标转换 |
| 4.2 基于多层次体绘制技术的气象数据动态显示 |
| 4.2.1 体绘制技术 |
| 4.2.2 空间立方体多层次颜色动态映射 |
| 4.3 Marching Cubes算法概述 |
| 4.4 基于改进MC算法的气象要素等值面绘制 |
| 4.4.1 优化插值方法 |
| 4.4.2 用渐近线法判别和消除二义性 |
| 4.4.3 实验结果对比与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 空间矢量场的三维建模与可视化—以风场为例 |
| 5.1 风场可视化映射算法概述 |
| 5.1.1 点符号法 |
| 5.1.2 纹理法 |
| 5.1.3 切片法 |
| 5.1.4 曲线段拟合法 |
| 5.1.5 粒子系统法 |
| 5.2 基于粒子流轨迹追踪算法的三维风场动态模拟 |
| 5.2.1 粒子流轨迹追踪 |
| 5.2.2 实验结果 |
| 5.2.3 性能效率分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 第七章 致谢 |
| 作者简介 |
（8）松花江干流流凌演进全视景仿真模拟方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 三维可视化技术研究现状 |
| 1.2.2 流凌演进数值模拟技术研究现状 |
| 1.2.3 系统仿真技术研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第2章 数字地形系统构建方法研究 |
| 2.1 基于GIS的数字地形建模方法研究 |
| 2.1.1 数字高程模型(DEM)基本理论 |
| 2.1.2 基于不规则三角形的建模原理 |
| 2.1.3 数字地形屏幕数字化构建方法 |
| 2.1.4 数字高程模型(DEM)优化方法 |
| 2.2 数字地形数据源快速获取方法研究 |
| 2.2.1 基于GE的岸上数字地形数据获取方法 |
| 2.2.2 基于纸质河床地形图的河道数字地形数据获取方法 |
| 2.2.3 卫星影像图获取及处理方法 |
| 2.3 数字地形系统快速构建方法研究 |
| 2.4 松花江干流流凌演进区段三维数字地形系统构建 |
| 2.4.1 松花江干流数字地形系统数据源获取 |
| 2.4.2 松花江干流数字地形构建 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 三维全视景仿真集成构建方法研究 |
| 3.1 建模平台选取 |
| 3.2 堤防工程三维模型构建方法研究 |
| 3.2.1 堤防工程三维模型建模 |
| 3.2.2 堤防工程模型优化 |
| 3.3 研究区段三维全视景集成构建方法研究 |
| 3.3.1 数字地形与堤防工程模型集成方法 |
| 3.3.2 研究区段三维场景优化方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于MIKE21的流凌演进数值模拟研究 |
| 4.1 建模方法和边界处理 |
| 4.1.1 模型建立 |
| 4.1.2 网格划分 |
| 4.1.3 边界条件确定 |
| 4.2 数值模拟结果处理与分析 |
| 4.2.1 粒子运动轨迹提取 |
| 4.2.2 粒子轨迹对比分析 |
| 4.3 面向可视化的数据处理 |
| 4.3.1 多系统下异坐标系下的数据耦合 |
| 4.3.2 三维可视化展示 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于数值模拟结果的流凌演进可视化方法研究 |
| 5.1 可视化仿真系统基本理论 |
| 5.1.1 组件式GIS理论 |
| 5.1.2 基于GIS的流凌演进三维动态仿真方法 |
| 5.2 流凌演进仿真模拟系统设计 |
| 5.2.1 研发目标 |
| 5.2.2 功能要求 |
| 5.2.3 框架设计 |
| 5.2.4 功能设计 |
| 5.3 空间数据库与属性数据库的构建研究 |
| 5.3.1 空间数据库与属性数据库构建 |
| 5.3.2 属性数据库设置 |
| 5.3.3 数据库相互调用机制 |
| 5.4 松花江干流流凌演进仿真模拟系统功能实现 |
| 5.4.1 场景漫游与可视化 |
| 5.4.2 流凌运动轨迹可视化模拟 |
| 5.4.3 流凌演进沉积密度模拟 |
| 5.4.4 流凌演进水位模拟 |
| 5.4.5 流凌演进数据信息管理 |
| 5.4.6 系统特点 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）基于代理模型的高效气动优化与高维多目标问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.2 基于代理模型气动优化设计的关键技术 |
| 1.2.1 外形参数化方法 |
| 1.2.2 网格变形技术 |
| 1.2.3 代理模型方法 |
| 1.2.4 数值优化方法 |
| 1.2.5 基于代理模型的加点优化方法 |
| 1.3 基于代理模型气动优化设计方法面临的问题与挑战 |
| 1.3.1 设计空间的尺度问题 |
| 1.3.2 设计空间的维度问题 |
| 1.3.3 目标空间的维度问题 |
| 1.4 论文的主要工作 |
| 第二章 外形参数化方法与网格变形技术 |
| 2.1 外形参数化方法 |
| 2.1.1 基函数线性叠加类翼型参数化方法 |
| 2.1.2 基于多块控制框的FFD参数化方法 |
| 2.2 网格变形技术 |
| 2.2.1 耦合四元数的IDW动网格方法 |
| 2.2.2 适用于多块结构网格的加速变形策略 |
| 2.2.3 三维复杂构型网格变形算例 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 基于代理模型的气动优化设计方法 |
| 3.1 气动特性数值计算方法 |
| 3.1.1 控制方程 |
| 3.1.2 湍流模型 |
| 3.1.3 离散求解 |
| 3.1.4 数值验证 |
| 3.2 优化搜索算法 |
| 3.2.1 单目标粒子群算法 |
| 3.2.2 多目标粒子群算法 |
| 3.3 代理模型方法 |
| 3.3.1 试验设计方法 |
| 3.3.2 Kriging代理模型 |
| 3.3.3 Kriging模型精度的影响因素研究 |
| 3.3.4 基于HDMR的代理模型构建方法 |
| 3.4 基于代理模型的加点优化方法 |
| 3.4.1 MP加点准则 |
| 3.4.2 EI加点准则 |
| 3.4.3 混合加点方法 |
| 3.4.4 约束处理方法 |
| 3.4.5 多目标加点方法 |
| 3.5 基于代理模型的气动优化设计算例 |
| 3.5.1 NACA0012 翼型单目标优化 |
| 3.5.2 RAE2822 翼型单目标优化 |
| 3.5.3 RAE2822 翼型多目标优化 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 自适应设计空间扩展的气动优化设计方法 |
| 4.1 传统代理模型气动优化设计方法的局限性 |
| 4.2 扩展设计空间 |
| 4.3 自适应设计空间扩展的气动优化设计方法 |
| 4.4 自适应设计空间气动优化设计算例 |
| 4.4.1 NACA0012 翼型自适应设计空间优化 |
| 4.4.2 RAE2822 翼型自适应设计空间多目标优化 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 有效设计空间缩减的气动优化设计方法 |
| 5.1 高维设计空间代理模型优化的问题 |
| 5.1.1 设计空间维度对代理模型气动优化的影响 |
| 5.1.2 高维设计空间问题的解决方法 |
| 5.2 有效设计空间的提取和重构 |
| 5.2.1 K-L变换 |
| 5.2.2 有效设计空间的提取 |
| 5.2.3 有效设计空间的重构 |
| 5.3 有效设计空间缩减的气动优化设计方法 |
| 5.3.1 函数优化测试 |
| 5.3.2 翼型优化测试 |
| 5.4 考虑配平的机翼-机身-平尾构型气动优化设计 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 高维多目标气动优化设计与可视化方法 |
| 6.1 高维多目标优化问题 |
| 6.1.1 求解高维多目标优化问题的困难 |
| 6.1.2 高维多目标优化问题的处理方法 |
| 6.2 面向工程设计的高维多目标粒子群算法 |
| 6.2.1 MaOPSO的关键技术 |
| 6.2.2 MaOPSO算法流程 |
| 6.2.3 MaOPSO性能测试 |
| 6.3 基于SOM的高维Pareto前缘可视化方法 |
| 6.3.1 SOM网络基本原理 |
| 6.3.2 基于SOM的高维Pareto前缘可视化 |
| 6.4 高维多目标气动优化设计算例 |
| 6.4.1 旋翼翼型气动优化设计 |
| 6.4.2 战斗机翼型气动优化设计 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文研究工作总结 |
| 7.2 论文的创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表论文和参加科研情况 |
（10）颗粒材料宏细观接触的量化表征方法及在离散元中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 颗粒材料的细观结构 |
| 1.2.2 颗粒材料的宏细观关系的理论推导 |
| 1.2.3 颗粒材料的宏细观关系的数值模拟 |
| 1.2.4 离散元计算中的的宏细观裂纹可视化方法 |
| 1.3 目前研究主要存在问题 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 二维颗粒材料宏细观接触的量化表征方法 |
| 2.1 颗粒细观接触的表征方法 |
| 2.1.1 颗粒材料内部的接触面 |
| 2.1.2 颗粒材料接触的定义 |
| 2.1.3 孔隙的表征方法 |
| 2.1.4 接触的形成机制 |
| 2.1.5 颗粒细观接触的表征方法 |
| 2.2 颗粒材料中的对偶几何系统 |
| 2.2.1 颗粒材料的对偶几何系统 |
| 2.2.2 颗粒,接触和孔隙的拓扑关系 |
| 2.3 颗粒宏观接触的表征方法 |
| 2.3.2 宏观接触的定义 |
| 2.3.3 宏观接触的表征 |
| 2.4 标准剖分法构造的几何系统 |
| 2.4.1 三角剖分法 |
| 2.4.2 沃罗诺伊剖分与自由基剖分 |
| 2.5 凹型颗粒、可破碎颗粒的表征 |
| 2.5.1 凹型颗粒的表征 |
| 2.5.2 可破碎颗粒的表征 |
| 2.6 预设接触面情况下的表征方法 |
| 2.7 表征方法的可量化性、简便性 |
| 2.8 表征方法的适用性 |
| 2.9 邻接矩阵与权值矩阵 |
| 2.10 本章小结 |
| 第3章 三维球形颗粒材料宏细观接触的量化表征方法 |
| 3.1 颗粒细观接触的表征方法 |
| 3.1.1 颗粒细观接触的定义 |
| 3.1.2 孔隙胞元几何系统 |
| 3.1.3 颗粒胞元几何系统 |
| 3.1.4 颗粒,接触和孔隙的拓扑关系 |
| 3.1.5 四面体剖分和自由基剖分构造的几何系统 |
| 3.1.6 细观接触的表征方法 |
| 3.2 宏观接触的表征方法 |
| 3.2.1 宏观接触的定义 |
| 3.2.2 宏观接触的表征 |
| 3.3 预设接触面情况下的表征方法 |
| 3.4 二维表征方法与三维表征方法的异同 |
| 3.5 可量化性、简便性 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 颗粒材料宏细观接触表征方法的应用 |
| 4.1 二维宏细观裂纹的可视化方法 |
| 4.1.1 基于接触表征方法的宏细观裂纹可视化 |
| 4.1.2 基于接触表征方法裂纹可视化的优势 |
| 4.2 二维整体破坏路径的判定方法 |
| 4.3 二维宏观接触力的求解 |
| 4.4 三维宏细观裂纹的可视化 |
| 4.5 三维破坏路径的判定 |
| 4.6 三维宏观接触力的求解 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 基于颗粒接触表征方法的黏性土坡稳定性分析 |
| 5.1 本章引言 |
| 5.2 滑动面上的宏观接触力 |
| 5.2.1 计算方法 |
| 5.2.2 算例 |
| 5.2.3 滑动面的接触力 |
| 5.2.4 滑体总重与滑动力矩 |
| 5.2.5 土条重量 |
| 5.2.6 切向力和法向力 |
| 5.2.7 条间力 |
| 5.3 黏性土坡安全系数的计算方法 |
| 5.3.1 稳定性计算方法 |
| 5.3.2 边的权值计算方法 |
| 5.3.3 冲击荷载的计算方法 |
| 5.4 计算结果 |
| 5.4.1 折减细观强度参数的破坏模式 |
| 5.4.2 安全系数 |
| 5.4.3 考虑剪胀软化的计算结果 |
| 5.5 与其他的安全系数分析方法对比 |
| 5.5.1 连续介质的强度折减法 |
| 5.5.2 离散元计算中的强度折减法 |
| 5.5.3 离散元计算中的重力增加法 |
| 5.5.4 圆弧滑动法 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
四、无网格方法数值结果的可视化方法与实现（论文参考文献）
- [1]三维隐式增强对流域物质点法研究及其边坡工程应用[D]. 邓拓. 北方工业大学, 2021(01)
- [2]隧道充填结构渗流-侵蚀-应力耦合失稳突水的DEM-SPH模拟分析方法[D]. 刘聪. 山东大学, 2021(11)
- [3]注塑成型模拟理论与数值算法发展综述[J]. 曹伟,任梦柯,刘春太,阮诗伦,申长雨. 中国科学:技术科学, 2020(06)
- [4]滑坡演进过程三维动态可视化关键技术[D]. 彭棋. 西南交通大学, 2020(07)
- [5]层次高维数据的可视化方法及系统研发[D]. 薛莉莉. 浙江工业大学, 2019(02)
- [6]基于全球再分析海流产品可视化技术研究[D]. 郭健. 哈尔滨工程大学, 2019(08)
- [7]基于气象数据的三维场建模与可视化研究[D]. 周浩. 南京信息工程大学, 2018(01)
- [8]松花江干流流凌演进全视景仿真模拟方法研究[D]. 牛新宇. 哈尔滨工程大学, 2018(12)
- [9]基于代理模型的高效气动优化与高维多目标问题研究[D]. 王超. 西北工业大学, 2018(02)
- [10]颗粒材料宏细观接触的量化表征方法及在离散元中的应用[D]. 关岩鹏. 清华大学, 2017(02)