基于等值面体的三维涡旋数量与形状特征研究

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作者 陈槐 张磊 +1 位作者 王乃茹 朱立俊 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期70-78,共9页

涡旋是湍流的基本结构,被誉为流体运动的肌腱,涡旋研究对自然探索和工程应用有重要的意义.基于直接数值模拟的槽道湍流数据与旋转强度涡旋识别方法,以涡旋三维结构等值面体(以三角网格为单位)为研究对象,通过设置三角形切面,利用两三角... 涡旋是湍流的基本结构,被誉为流体运动的肌腱,涡旋研究对自然探索和工程应用有重要的意义.基于直接数值模拟的槽道湍流数据与旋转强度涡旋识别方法,以涡旋三维结构等值面体(以三角网格为单位)为研究对象,通过设置三角形切面,利用两三角形相交快速检测算法提取涡旋多边形,研究不同等值面体阈值及壁面距离条件下,涡旋数量与形状特征(圆度、半径、凸状及纵横比因子)的变化规律.以对数区内涡旋为例:随着阈值的增加,涡旋密度呈对数律快速递减,圆度和半径因子概率密度函数(PDF)变高耸,圆度均值快速递增后保持不变而半径均值不断递减,纵横比因子PDF未显著改变且均值基本不变,凸状因子PDF向脉冲函数靠近,说明阈值增大导致涡旋逐渐变少、变圆、变小并更饱满.在同一阈值下,随着壁面距离的增加,涡旋密度在外区(除靠近水面区域外)也呈对数律递减,圆度、纵横比及凸状因子先快速增加随后不变或缓慢增长,半径因子快速递减后保持不变,说明涡旋在远离壁面的过程中在不断破灭但形态却较为稳定. 展开更多

关键词 等值面体 涡旋 数量 形状因子 阈值 壁面距离

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基于细化等值面拓扑的病灶切片三维重建方法

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作者 谈玲 梁颖 +2 位作者 马雯杰 夏景明 朱吉宁 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期49-59,共11页

脑组织病灶切片的三维重构对于了解神经胶质神经瘤状态具有重要意义,可用于鉴别诊断、手术模拟等。移动立方体(MC)算法是经典的多边形曲面重建算法,具有简单易实现的优点,但其存在低效且梯级现象明显的情况。针对该问题,本研究提出一种... 脑组织病灶切片的三维重构对于了解神经胶质神经瘤状态具有重要意义,可用于鉴别诊断、手术模拟等。移动立方体(MC)算法是经典的多边形曲面重建算法,具有简单易实现的优点,但其存在低效且梯级现象明显的情况。针对该问题,本研究提出一种细化等值面拓扑的病灶切片空间堆叠重建方法(SSR-RI),旨在实现拓扑构形与运行效率的优化。SSR-RI通过构建空间坐标系对磁共振图像(MRI)切片邻近图进行处理,为了改善双线性插值法中图像分量易受损的问题,提出一种自适应空间插值法,根据灰度值变化自适应选择插值点,对周围进行扩充。在结合等法线顶点的基础上,设计了一种细化等值面提取方式的堆叠重建方法,以提高堆叠速度,并减少梯级问题。为了进一步优化SSR-RI的三维重建效果,提出一种改进的局部反射光照法(PR)以绘制三维病变,利用镜面颜色反射(SCR)与镜面指数(SE)对重建体进行渲染优化。使用公开脑肿瘤分割数据集BraTS的618例病例开展三维重建实验,以验证所提出方法性能。实验结果显示,所提算法的重建时间只需2.124 s,F-score值达到0.845,SSIM值达到0.81,相较于MC算法减少了38%的重建时间,F-score值和SSIM值分别提高了30.89%和38.4%。重构体序列间结构紧密,视觉效果更富立体感和纹理感,有效地提高了三维重建的绘制效率。 展开更多

关键词 脑肿瘤图像 三维重建 自适应空间插值 细化等值面 局部反射光照

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基于等值面(Level Set)函数方法的复杂装药燃面算法研究 被引量：6

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作者 秦飞 何国强 +1 位作者 刘佩进 李江 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期456-460,共5页

通过使用等值面(LevelSet)函数界面追踪方法,将固体火箭发动机燃面看作不同物质界面,建立了新的燃面算法,通过追踪固体装药燃烧界面计算出燃面变化规律。采用高精度Weighted-ENO和TVDRunge-Kutta进行数值求解,该方法可以计算复杂几何构... 通过使用等值面(LevelSet)函数界面追踪方法,将固体火箭发动机燃面看作不同物质界面,建立了新的燃面算法,通过追踪固体装药燃烧界面计算出燃面变化规律。采用高精度Weighted-ENO和TVDRunge-Kutta进行数值求解,该方法可以计算复杂几何构形的发动机装药、含缺陷装药和变燃速装药的构型变化和燃烧面积,具有良好的通用性和准确性。新的燃面算法具有了界面追踪的能力,为固体火箭发动机内弹道计算以及装药燃烧与发动机内流场数值模拟耦合计算提供了良好的接口条件。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 装药燃面计算 等值面函数方法

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基于MC重建算法等值面的优化 被引量：3

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作者 江东 冯成德 +1 位作者 林大全 鲍华 《中国测试技术》 CAS 2006年第1期80-82,共3页

利用二维切片数据重建三维结构,在医学领域有着重要作用。为了提高医学三维图像的重建速度和效果,在对用于构造等值面的MC(Marching Cubes)算法进行分析的基础上,提出了两种方法来提高重建速度和可视化效果。用两相邻样本点的中点代替... 利用二维切片数据重建三维结构,在医学领域有着重要作用。为了提高医学三维图像的重建速度和效果,在对用于构造等值面的MC(Marching Cubes)算法进行分析的基础上,提出了两种方法来提高重建速度和可视化效果。用两相邻样本点的中点代替多边形顶点的位置,并对等值面法向矢量场进行平滑,从而达到加快三维重建速度以及得到更好的平滑效果的目的。 展开更多

关键词 MC算法 等值面 重建 医学图象 优化

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降雨量等值面生成方法的研究 被引量：3

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作者 陈洁 任斌 吴可 《电子设计工程》 2015年第16期102-104,共3页

在对降雨量等值面生成方法研究的基础上,对比了径向基函数法、反距离权重法和克里金法等常用的空间数据内插方法。根据降雨量监测站的观测数据,比较3种方法的降雨量等值面图和均方根值,克里金插值法方法得出的均方根值最小,插值效果较... 在对降雨量等值面生成方法研究的基础上,对比了径向基函数法、反距离权重法和克里金法等常用的空间数据内插方法。根据降雨量监测站的观测数据,比较3种方法的降雨量等值面图和均方根值,克里金插值法方法得出的均方根值最小,插值效果较好。利用普通克里金插值法得出的等值面图不仅考虑了数据的空间相关性,而且生成的曲面较为真实,能较好的反映降雨趋势。 展开更多

关键词 等值面 插值 均方根 降雨趋势

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基于ArcGIS的降雨量等值面生成系统研究 被引量：2

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作者 任斌 吴可 陈洁 《信息技术》 2013年第9期125-127,共3页

降雨具有很强的区域性和空间性,降雨量数据会随着时间不断变化,常规软件无法对空间中所有的点进行分析。使用GIS(地理信息系统)对降雨量进行空间插值分析,系统所生成的降雨量等值面图能真实的反映出降雨量趋势,可作为获取降雨量特征的... 降雨具有很强的区域性和空间性,降雨量数据会随着时间不断变化,常规软件无法对空间中所有的点进行分析。使用GIS(地理信息系统)对降雨量进行空间插值分析,系统所生成的降雨量等值面图能真实的反映出降雨量趋势,可作为获取降雨量特征的主要方法。基于ArcGIS的降雨量等值面生成系统,与传统的依靠经验模型的雨量分析系统相比更加快速、高效,可替代传统的经验模型雨量分析系统,为山洪预警提供科学依据。 展开更多

关键词 降雨量 趋势分析 等值面

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等值面的拟合初探 被引量：1

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作者 林鹏 卓家寿 吴立峰 《西北建筑工程学院学报（自然科学版）》 1998年第2期75-80,共6页

根据二维等值线的算法和作图原理提出了三维等值面的概念；导出了根据已知结构离散点分析值的结果，计算等值面型值点（等值点）的计算公式及其算法，并介绍了如何用贝塞尔曲面片来拟合等值面图的方法．

关键词 拟合 等值面 贝塞尔曲面 型值点 网格

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有限元模型中等值面的快速体绘制算法

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作者 胡于进 吴俊 《计算力学学报》 CAS CSCD 2000年第3期320-325,共6页

本文提出了一种基于光线投射技术显示有限元模型中的等值面的体绘制新算法 ,通过预处理中生成的特殊结构 ,可在等值面生成时快速排除模型中不包含等值面的单元。在应用体绘制时采用了图象平面分割技术及光线路径的特殊颜色合成方法 ,加... 本文提出了一种基于光线投射技术显示有限元模型中的等值面的体绘制新算法 ,通过预处理中生成的特殊结构 ,可在等值面生成时快速排除模型中不包含等值面的单元。在应用体绘制时采用了图象平面分割技术及光线路径的特殊颜色合成方法 ,加速了有限元模型中的等值面的绘制。 展开更多

关键词 等值面 体会制技术 有限元模型 图象处理 算法

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三维数据场等值面构造算法及其应用

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作者 郝永平 王威信 +1 位作者 魏永合 于洋 《沈阳工业学院学报》 CAS 1997年第4期1-5,共5页

在研究传统的ＭａｒｃｈｉｎｇＣｕｂｅｓ算法的基础上，提出了跟踪体元相关点构造等值面的新算法．该算法能够简捷地确定等值面和体元的相交情况，减少了传统算法中存在的面模糊问题．实现了三维数据场任意截面剖切的功能，任意平面和... 在研究传统的ＭａｒｃｈｉｎｇＣｕｂｅｓ算法的基础上，提出了跟踪体元相关点构造等值面的新算法．该算法能够简捷地确定等值面和体元的相交情况，减少了传统算法中存在的面模糊问题．实现了三维数据场任意截面剖切的功能，任意平面和等值面相截，得到了该截面上的等值线信息．在等值线的构造中，采用了离散点二分排序的新方法． 展开更多

关键词 等值面 搜索树 数据场 计算机图形学

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一类等值面边值问题的渐近性态

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作者 王远弟 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第7期97-99,共3页

就电阻率测井中遇到的等值面边值问题解的渐近行为进行讨论，得出极限状态下解的收敛情况及收敛速度．

关键词 边值问题 等值面 石油勘测 电阻率测井

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等值面技术在缸内流动三维数值模拟后处理中的应用研究

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作者 刘国庆 陈国华 +1 位作者 罗马吉 陈小东 《柴油机设计与制造》 2003年第2期23-26,共4页

详细介绍了经典的等值面生成技术Maxching Cube,并将其直接应用于非规则数据场可视化。采用OpenGL和VC++6.0予以实现。运用它,成功地对内燃机缸内流动三维数值模拟进行了后处理。

关键词 等值面 内燃机 后处理 MarchingCube算法 三维数值模拟 缸内流动

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基于八叉树的简化构型三角片等值面削减算法 被引量：2

12

作者 徐雷 王华锋 +2 位作者 潘海侠 林广艳 陈栎曦 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期851-861,共11页

采用简化构型的SMC算法相比标准MC算法能够有效减少构成等值面的三角片的数量,但因为其仅是在体元内部的简化,所以不能较好地利用数据集表面局部形态特征。针对这一问题进一步提出OSMC算法。其根据简化构型的特点,首先采用八叉树结构组... 采用简化构型的SMC算法相比标准MC算法能够有效减少构成等值面的三角片的数量,但因为其仅是在体元内部的简化,所以不能较好地利用数据集表面局部形态特征。针对这一问题进一步提出OSMC算法。其根据简化构型的特点,首先采用八叉树结构组织体元,然后采用自底向上的合并策略合并节点,最后实现局部区域三角片合并。实验证明:OSMC算法能够实现比SMC算法更多的三角片削减,尤其对于具有较多平坦区域的数据集效果显著,其对公开数据集数据的平均削减率为55.1%,而SMC算法为29.7%,在面对高分辨率的地质数据时其最高削减率达到了80%,平均也超过了50%,同时OSMC算法能够更好地适应数据集分辨率的增长。 展开更多

关键词 等值面 MC算法 SMC算法 八叉树 超体元

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等值线等值面生成算法在矿山储量计算剖面图中的应用 被引量：1

13

作者 鞠霞 徐兵 田宜平 《有色金属（矿山部分）》 2007年第4期19-21,共3页

在利用克里格方法对紫金矿山进行储量分析的过程中,储量计算剖面图是重要的图件之一。因此,基于该图的等值线、等值面生成算法的研究就显得尤为重要。本文中的算法在Visual C++6.0开发环境下,结合中国地质大学资源信息系统研究所开发的G... 在利用克里格方法对紫金矿山进行储量分析的过程中,储量计算剖面图是重要的图件之一。因此,基于该图的等值线、等值面生成算法的研究就显得尤为重要。本文中的算法在Visual C++6.0开发环境下,结合中国地质大学资源信息系统研究所开发的GeoView平台中的二维矢量图件编绘子系统,实现了对任意勘探线剖面上的空间离散样品数据进行等值线追踪及等值面生成的功能,为紫金矿山储量分析和计算提供了重要的依据。 展开更多

关键词 储量计算 剖面图 GeoView 等值线 等值面

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基于等值面的分子溶剂可及表面快速生成算法

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作者 龚家瑜 高大启 李洪林 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期610-616,共7页

分子表面的描述在蛋白-蛋白、蛋白-配体相互作用分析中起着关键的作用。为此,本研究设计了基于等值面原理的分子溶剂可及表面生成程序并进行了性能测试。该程序采用一维递归快速高斯滤波计算方法,在三维离散空间中快速构造等值面,利用... 分子表面的描述在蛋白-蛋白、蛋白-配体相互作用分析中起着关键的作用。为此,本研究设计了基于等值面原理的分子溶剂可及表面生成程序并进行了性能测试。该程序采用一维递归快速高斯滤波计算方法,在三维离散空间中快速构造等值面,利用等值面提取技术(Marching Cubes)获取以三角面片表示的分子溶剂可及表面,并使用中心差分法计算三角面片的法向量,从而获得更好的显示效果。实际测试结果表明,该算法计算速度较快,准确性良好,可为基于结构的靶标识别方法提供有效药物靶标的分子表面表征。目前该程序已经被整合入国产大型药物设计图形软件包D^3 Pharma中。 展开更多

关键词 分子溶剂可及表面 等值面 高斯滤波 移动立方体

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基于三维网格单元的等值面梯度抽取法

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作者 刘鹤丹 王成恩 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1373-1376,共4页

针对三维网格等值面抽取中存在的二义性问题,提出三维网格单元等值面梯度抽取法.本算法利用梯度在三维网格单元外表面计算等值点,勾勒等值面轮廓,而后以添加网格内等值点方式明确等值面在网格内部凹凸方向,提出映射后Delaunay三角面片... 针对三维网格等值面抽取中存在的二义性问题,提出三维网格单元等值面梯度抽取法.本算法利用梯度在三维网格单元外表面计算等值点,勾勒等值面轮廓,而后以添加网格内等值点方式明确等值面在网格内部凹凸方向,提出映射后Delaunay三角面片提取法,在二维空间完成等值面抽取.为减少计算及绘制所需存储空间,采用调整步长及合并阈值的方法控制输出三角面片数量.实验结果证明,该算法可一次性抽取等值面准确轮廓,克服了Marching Cubes算法的二义性,生成面片可真实描述三维网格内部等值面走势,通过调整参数保证了等值面精度,降低了存储代价. 展开更多

关键词 可视化 三维网格 等值面抽取 梯度 拓扑二义性 精度

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结合等值面绘制与体绘制的电磁环境可视化方法 被引量：3

16

作者 吴玲达 郝利云 +2 位作者 冯晓萌 杨超 于荣欢 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期887-893,共7页

为提高现有的电磁环境三维可视化效果,提出一种将等值面绘制融合到光线投射体绘制中的网格投影算法。将等值面网格化,利用空间网格表现等值面并融合进体绘制生成的电磁环境图像中。将平面均匀网格平行投影到电磁环境体数据中具有同一数... 为提高现有的电磁环境三维可视化效果,提出一种将等值面绘制融合到光线投射体绘制中的网格投影算法。将等值面网格化,利用空间网格表现等值面并融合进体绘制生成的电磁环境图像中。将平面均匀网格平行投影到电磁环境体数据中具有同一数据值的数据采样点上,由此生成网格化的等值面。投影到体数据中的网格沿投射光线的反方向确定其对应于光线投射生成图像上的像素点,并将网格颜色值融合到此像素点中,实现融合绘制电磁环境。在统一计算设备架构(CUDA)下并行实现本文算法后,不仅电磁环境的绘制效果比融合前有提升,而且更新绘制速度能够达到实时,支持用户实时交互控制。 展开更多

关键词 体可视化 光线投射 等值面绘制 网格投影 电磁环境

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有限元后处理中的一种快速多等值面面绘制算法

17

作者 孙黎明 李世其 《武汉纺织工学院学报》 1999年第1期69-73,共5页

本文提出了一种将复杂单元剖分成四面体的快速准则，从而设计出一种用于有限元后处理的多等值面面绘制的快速算法。

关键词 数据场 等值面 机械设计 有限元后处理

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含薄层区域上的一类等值面边值问题解的极限性态

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作者 肖美萍 陈凌蕙 邹维林 《南昌航空大学学报（自然科学版）》 CAS 2021年第1期22-27,共6页

研究了来源于石油开发中电阻率测井中的一类含薄层区域上的非线性退化椭圆型等值面边界值问题,在自由项与零阶项的系数均为L1可积的条件下,证明了问题有界弱解的存在性与唯一性。同时假定方程的系数满足一定收敛条件时,当薄层区域收敛... 研究了来源于石油开发中电阻率测井中的一类含薄层区域上的非线性退化椭圆型等值面边界值问题,在自由项与零阶项的系数均为L1可积的条件下,证明了问题有界弱解的存在性与唯一性。同时假定方程的系数满足一定收敛条件时,当薄层区域收敛于一曲面时,得到了问题解的极限性态。其结果表明,在实际计算中可以将原问题近似为一个没有薄层区域的交界面问题来处理。 展开更多

关键词 退化椭圆方程 等值面边值问题 解的极限性态

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带电导体静电场等值面边值问题的边界积分方程

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作者 肖志锋 《西安航空技术高等专科学校学报》 2002年第3期63-64,共2页

利用强极值原理将带电导体静电场内、外等值面边值问题化为几个常规的椭圆型Dirichlet边值问题 ,并建立它们相应的第一类Fredholm边界积分方程 。

关键词 带电导体 静电场 等值面边值问题 边界积分方程

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用多等值面快速显示算法绘制由基于形状的插值方法生成的三维…

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作者 宛铭 杨睿刚 《电子与自动化仪表信息》 1997年第2期37-45,共9页

关键词 插值操作 多等值面显示 三维数据场 计算

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