非定常三維流場渦結(jié)構(gòu)分析方法研究.pdf

1、流體的渦旋運動是工程和自然界中一種普遍存在的流動現(xiàn)象。當(dāng)前學(xué)界對定常條件下渦的生成機制及其穩(wěn)定性已有一般共識，但對非定常情況下渦運動的機理還在繼續(xù)探索之中。
　　 常規(guī)的流場數(shù)據(jù)分析方法主要是可視化技術(shù)，如流線跡線抽取、等值面抽取、體繪制和紋理映射等。由于非定常三維流場數(shù)據(jù)是高維時序數(shù)據(jù)，這些傳統(tǒng)的可視化方法都會在降維過程中遇到信息遺漏或顯示過度復(fù)雜等問題，因此有必要研究更加智能、更加簡化的分析方法。
　　 本文針對非定

2、常三維流場的渦旋運動，提出一個新的分析框架。該方法分為檢測、度量、跟蹤和挖掘四個步驟。首先利用基于臨界點理論的渦檢測算法檢測流場中渦結(jié)構(gòu)的位置；接著使用渦核匹配的方法對渦的運動進行跟蹤，形成渦狀態(tài)變化圖。進行渦的度量，計算渦的幾何和動力學(xué)特征，對渦狀態(tài)變化圖進行標號，渦的狀態(tài)變化圖中每個節(jié)點代表一個時間步中的一個渦結(jié)構(gòu)，節(jié)點屬性是渦結(jié)構(gòu)的各種度量特征，這樣渦的狀態(tài)變化圖將復(fù)雜的時序三維場數(shù)據(jù)映射為了二維有向無環(huán)圖，可供流體力學(xué)專家進行跟