1、可視化是處理大量數(shù)據(jù)和信息的有效方法，它具有直觀、易于理解和交流的特性，給科學(xué)研究工作與項(xiàng)目決策等都帶來了很大的便利。本文針對(duì)復(fù)雜區(qū)域物理場(chǎng)可視化目前存在的問題，研究了基于自適應(yīng)變層厚笛卡爾切割單元法的復(fù)雜區(qū)域物理場(chǎng)數(shù)值模擬與可視化技術(shù)。提出了一種面向復(fù)雜三維形體的非結(jié)構(gòu)化六面體笛卡爾生成方法，研究了基于非結(jié)構(gòu)化笛卡爾網(wǎng)格的復(fù)雜區(qū)域物理場(chǎng)數(shù)值模擬及可視化方法。開發(fā)了基于自適應(yīng)變層厚笛卡爾切割單元法的可視化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜區(qū)域物理場(chǎng)的可視

2、化。 論文的主要工作包括： 第一章討論了物理場(chǎng)可視化的主要任務(wù)與發(fā)展歷程，總結(jié)了物理場(chǎng)可視化的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了目前在復(fù)雜區(qū)域物理場(chǎng)可視化方面存在的問題，論述了基于自適應(yīng)笛卡爾切割單元法的復(fù)雜區(qū)域物理場(chǎng)可視化研究的意義。最后闡述了本文的研究背景、意義和主要研究?jī)?nèi)容。 第二章分析了STL文件的特點(diǎn)與常見錯(cuò)誤，提出了基于松弛AVL樹的冗余頂點(diǎn)歸并方法，完成了STL文件拓?fù)潢P(guān)系的快速重構(gòu)。采用了環(huán)分裂空洞修補(bǔ)算法等

3、STL文件常見錯(cuò)誤的修復(fù)方法，實(shí)現(xiàn)了基于拓?fù)潢P(guān)系的STL文件錯(cuò)誤修復(fù)。 第三章提出了基于自適應(yīng)變層厚笛卡爾切割單元法（本文中簡(jiǎn)稱為變層厚法）的復(fù)雜區(qū)域非結(jié)構(gòu)化各向異性笛卡爾網(wǎng)格生成方法。研究了自適應(yīng)層厚控制算法及基于輪廓線集拓?fù)潢P(guān)系樹的切割面上實(shí)體區(qū)域判斷，采用基于凸包的背景網(wǎng)格頂點(diǎn)與封閉輪廓線關(guān)系判斷方法改進(jìn)了現(xiàn)有笛卡爾切割單元法。采用了面向不同情況的各向異性加密算法，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)、高效的網(wǎng)格劃分，為復(fù)雜區(qū)域物理場(chǎng)可視化奠定了基

4、礎(chǔ)。 第四章采用了基于各向異性笛卡爾網(wǎng)格的變空間步長(zhǎng)顯式差分格式與隱式差分格式，實(shí)現(xiàn)了基于各向異性非結(jié)構(gòu)化笛卡爾網(wǎng)格的壓鑄件凝固過程三維非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)有限差分計(jì)算。構(gòu)建了區(qū)域大氣環(huán)評(píng)與復(fù)雜河道水環(huán)境評(píng)價(jià)計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)了基于各向異性非結(jié)構(gòu)化笛卡爾網(wǎng)格的區(qū)域環(huán)評(píng)預(yù)測(cè)計(jì)算。 第五章在對(duì)電表機(jī)架壓鑄件的鑄造缺陷進(jìn)行大量統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，提出了新的鑄造缺陷預(yù)測(cè)方法。研究了縮孔縮松及氣孔等孔洞缺陷以及鑄造熱應(yīng)力、熱裂等缺陷發(fā)生的判據(jù)及

5、預(yù)測(cè)方法，并結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜壓鑄件鑄造缺陷預(yù)測(cè)。 第六章針對(duì)可視化顯示中等值線區(qū)域填充問題，提出了一種基于笛卡爾網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的柵格數(shù)據(jù)等值線區(qū)域填充方法。提出了將邊界線封閉等值線（BCL）拓?fù)潢P(guān)系判斷算法與基于Voronoi圖的自然封閉等值線（NCL）拓?fù)潢P(guān)系判斷算法相結(jié)合的方法，對(duì)值線集進(jìn)行拓?fù)潢P(guān)系判斷，并進(jìn)而生成拓?fù)潢P(guān)系線索化二叉樹，實(shí)現(xiàn)了基于矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的等值線快速拓?fù)涮畛?。并采用了顏色漸變的色調(diào)順時(shí)