本文關(guān)鍵詞：流線聚類分析及其可視化方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文針對(duì)流場(chǎng)可視化中的流線提出了一個(gè)運(yùn)用聚類方法分析及其可視化的方法,這個(gè)方法包括流場(chǎng)的聚類分析、自適應(yīng)聚類個(gè)數(shù)、流線的簡化特征表達(dá)和流線光照效果顯示四部分內(nèi)容。針對(duì)種子點(diǎn)布局帶來的流線顯示混亂和遮擋等諸多問題本文提出采用聚類方法來對(duì)流線數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析,將具有同一幾何特征的流線集分為一類,分別運(yùn)用了K-means、層次聚類、譜聚類三種聚類方式對(duì)雜亂流線有效地分類,為流線的進(jìn)一步可視化提供了有利的參考。聚類分析是一種事先不知道數(shù)據(jù)的具體特征及其個(gè)數(shù)的分析方式,因此無法對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行優(yōu)劣的衡量。在Jacobi迭代的基礎(chǔ)上,本文將最優(yōu)聚類的計(jì)算過程轉(zhuǎn)變?yōu)榫仃嚨膶?duì)角化過程,并在矩陣的變換過程中設(shè)定了相應(yīng)的代價(jià)系數(shù)來衡量計(jì)算代價(jià),其中最小代價(jià)下的矩陣運(yùn)算結(jié)果可以作為所求的最優(yōu)聚類結(jié)果。對(duì)于聚類后的可視化,本文提出兩種不同的流線簡化顯示模式包括中心線表示和流線簇Bundle顯示,在保留流場(chǎng)主要特征的同時(shí)有效地減少流場(chǎng)中流線個(gè)數(shù)。最后運(yùn)用OpenGL線紋理為流線提供了光照渲染效果。本文將整個(gè)方法以插件形式在Paraview開源軟件中實(shí)現(xiàn),達(dá)到了用戶交互下的聚類分析與可視化結(jié)合,取得了不錯(cuò)的分析效果。
【關(guān)鍵詞】：流場(chǎng)可視化 聚類分析 自適應(yīng)聚類 線光照
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 第1章 緒論10-13
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 研究內(nèi)容和創(chuàng)新11-12
• 1.3 文章結(jié)構(gòu)12
• 1.4 資金資助12-13
• 第2章 研究綜述13-25
• 2.1 流場(chǎng)可視化與流線13-14
• 2.2 聚類分析方法14-20
• 2.2.1 K-means聚類16-17
• 2.2.2 層次聚類17-19
• 2.2.3 譜聚類19-20
• 2.3 常用流線相似性度量方法20-22
• 2.3.1 范數(shù)和歐氏距離20-21
• 2.3.2 向量空間余弦相似度21-22
• 2.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)22-24
• 2.4.1 Rayleigh-Benard數(shù)據(jù)22
• 2.4.2 圓臺(tái)繞流數(shù)據(jù)22-23
• 2.4.3 Vitiated Coflow Burner數(shù)據(jù)23-24
• 2.4.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)詳細(xì)說明24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 流線的聚類分析25-47
• 3.1 流線的相似矩陣計(jì)算25-29
• 3.1.1 常見流線距離計(jì)算方法25-27
• 3.1.2 流線的預(yù)處理27-28
• 3.1.3 相似矩陣28-29
• 3.2 K-means聚類29-32
• 3.2.1 簡介29
• 3.2.2 流場(chǎng)聚類的具體實(shí)現(xiàn)29-32
• 3.3 層次聚類32-38
• 3.3.1 簡介32
• 3.3.2 流場(chǎng)聚類的改進(jìn)32-33
• 3.3.3 層次聚類結(jié)果的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33-38
• 3.4 譜聚類38-40
• 3.4.1 流場(chǎng)聚類的實(shí)現(xiàn)38-40
• 3.5 自適應(yīng)譜聚類40-45
• 3.5.1 本文方法41-42
• 3.5.2 Jacobi迭代42-43
• 3.5.3 自適應(yīng)譜聚類算法43
• 3.5.4 算法結(jié)果及討論43-45
• 3.6 聚類方法的性能分析45
• 3.7 本章小結(jié)45-47
• 第4章 流線的可視化方法47-59
• 4.1 聚類和幾何特征47
• 4.2 中心線顯示47-50
• 4.3 Bundle顯示50-53
• 4.4 曲線的光照顯示53-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第5章 流線聚類工具開發(fā)和應(yīng)用實(shí)例59-66
• 5.1 Paraview的插件開發(fā)59-62
• 5.1.1 Paraview簡介59-60
• 5.1.2 Paraview的插件擴(kuò)展60-62
• 5.2 流線聚類分析插件開發(fā)62-64
• 5.3 應(yīng)用實(shí)例64-66
• 第6章 總結(jié)與展望66-67
• 6.1 本文工作總結(jié)66
• 6.2 未來研究展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 致謝72

【相似文獻(xiàn)】

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