基于Clifford傅立葉變換的流場可視化.pdf

1、基于特征的可視化技術(shù)是科學(xué)計(jì)算可視化中一個重要的研究方向，在矢量場可視化方面有著重要應(yīng)用。本文綜述了基于特征的流場可視化技術(shù)，對其在流場可視化中的應(yīng)用作了深入研究和探索。特征可視化克服了傳統(tǒng)可視化方法的弊端，通過發(fā)現(xiàn)和抽取場中有特殊意義的結(jié)構(gòu)或用戶感興趣的區(qū)域，達(dá)到對場中有意義的部分即“特征”進(jìn)行重點(diǎn)可視化的目的。通過這類“有選擇的”可視化，可以濾除無關(guān)數(shù)據(jù)，極大的降低信息處理量，甚至獲得被抽取特征的量化描述。對于那些包含龐大多維數(shù)據(jù)集

2、的可視化對象，特征可視化是一種必然的選擇。 渦流是流場的重要特征之一，本文采用基于模板匹配的方法來識別流場的渦流特征。該方法，是將計(jì)算流體力學(xué)得到的矢量數(shù)據(jù)集與合適的濾波器做卷積，通過求取其最大相似值來提取流場的特征點(diǎn)，這種方法減少了數(shù)學(xué)計(jì)算的過程，并把基于Clifiord代數(shù)的Clifford卷積應(yīng)用到流場的模板匹配中，對噪聲也是敏感的。經(jīng)證實(shí)，該方法能夠準(zhǔn)確地識別、顯示流場的渦旋結(jié)構(gòu)。 卷積和傅立葉變換是圖像處理的基

3、本工具，利用快速傅里葉變換FFT可以從空間域轉(zhuǎn)換到頻域進(jìn)行分析，使快速卷積、特征識別等許多算法易于實(shí)現(xiàn)。結(jié)合Clifford代數(shù)理論，驗(yàn)證了Clifford傅立葉變換的可行性和有效性。Clifford傅立葉變換把Clifford卷積運(yùn)算由空間域轉(zhuǎn)化到頻域運(yùn)算，大大縮短了運(yùn)算時間，提高了運(yùn)算效率。 對于實(shí)際應(yīng)用中大量存在的不規(guī)則數(shù)掘集，嘗試把非均勻傅立葉變換延伸到非均勻Clifford傅立葉變換，窗函數(shù)選擇了平滑窗，運(yùn)用Matla