基于流线相似性的流场并行可视化方法研究的任务书.docx

基于流线相似性的流场并行可视化方法研究的任务书
任务书
题目：基于流线相似性的流场并行可视化方法研究
一、研究背景和意义
流场可视化是理解流体运动和研究流体动力学问题的重要手段。由于计算机科学的迅速发展，大型流场模拟数据的获取和处理能力得到了很大的提高。因此，如何快速准确地可视化大型流场已成为流体动力学领域研究的重要问题之一。其中，并行计算技术是提高流场可视化效率和互动性的关键技术。
随着可视化技术的发展和深入研究，流线相似性已被广泛应用于流体可视化的各个方面。流线相似性通过对比流场中不同流线之间的相似度，可以高效地描述流场中的各个特征。因此，基于流线相似性的流场可视化方法已成为当前流体动力学领域研究的热点之一。
本课题旨在研究基于流线相似性的流场并行可视化方法，探讨并行计算技术在流场可视化中的应用。该研究对于提高流场可视化效率和精度，促进流体动力学领域的发展具有重要的意义。
二、研究内容和方法
1.研究基于流线相似性的流场可视化算法。通过对流场中不同流线的相似性进行比较，提取出流场中的关键信息，如涡旋、分离、逆向流等。探讨不同的流线相似性算法的优缺点及其适用范围。
2.建立流场并行可视化模型。以流线相似性为特征，设计流场并行可视化的数据结构和算法，并实现流场并行可视化模型。探讨不同的并行计算技术在流场可视化中的应用，如CUDA、OpenMP等。
3.实现流场并行可视化系统。基于上述研究成果，实现流场并行可视化系统，并进行性能测试和分析。通过实验结果比较和分析，评估流场并行可视化方法的可行性和优劣。
4.应用案例研究。选取不同的流场模拟数据，在研究成果的基础上进行进一步的可视化分析和应用。探讨流场可视化在工程领域的应用价值，如风力发电机、飞机空气动力学等。
研究方法主要采用实验、计算和分析结合的方式。对于算法设计和模型构建，采用数值计算和分析的方法；对于可视化技术和并行计算技术的应用，采用实验的方式进行测试和分析，比较不同方法的优劣，并评估其性能和精度；对于应用案例研究，采用实际案例分析的方式进行探讨。
三、研究计划与进度安排
研究时间：2021年9月至2022年6月
任务安排：
|任务|工作内容|时间|
|----|-------|----|
|第一阶段|文献综述|2021年9月-10月|
||基于流线相似性的流场可视化算法研究|2021年11月-2022年2月|
|第二阶段|流场并行可视化模型建立|2022年3月-2022年4月|
||流场并行可视化系统实现|2022年5月-2022年6月|
|第三阶段|应用案例研究|2022年7月|
四、预期成果与效益
1.提出一种基于流线相似性的流场并行可视化方法，能够高效地提取流场中的关键信息，为工程领域提供流场可视化方案。
2.建立流场并行可视化模型，提高流场可视化的效率和互动性，促进流体动力学领域的发展。
3.实现流场并行可视化系统，并进行性能测试和分析，对流场并行可视化技术作出评估和分析，为流体动力学领域和工程领域提供技术支持。
4.应用案例研究，探讨流场可视化在工程领域的应用价值，为工程领域提供实际参考案例。
本课题的研究成果对于流体动力学领域的研究和应用具有重要的意义。同时，也为提高工程领域的效率和精度提供了新的技术支持，具有广泛的应用前景。