基于原位可视化的大规模流场实时并行可视化研究

Hydrodynamic numerical simulation is an important scientific method to study the flow of water,it also has important reference value in actual flood control decision-making.With the continuous improvement of the accuracy of numerical simulation technology, a large amount of scientific calculation data has been generated,scientific visualization is a key method for analyzing numerical simulations,due to I/O and storage limitations,the traditional visualization model can not meet the visualization needs of large-scale numerical simulation data analysis.This study is based on the parallelization of numerical models，visual calculations and renderings are performed on the calculated data in-situ to overcome I/O and storage capacity limitations and to achieve real-time data visualization.The main research contents include in-situ data organization and compression algorithms for flow field data, extraction and tracking of in-situ feature data, and visual rendering and presentation.Taking the mathematical model of the 2D sediment transport in the lower Yellow River as a case, the authors tested and evaluated the in-situ parallel visualization system's drawing speed and visualization effects.The results of this study have important practical value for the visualization of large-scale flow fields for real-time parallel visualization.

水动力学数值模拟计算是研究水流运动的重要科学方法，在实际的防洪调度决策中有重要的参考价值。随着数值模拟技术的精度不断提高，产生了大量的科学计算数据，科学可视化是分析数值模拟计算的关键方法，由于I/O和存储的限制，传统的可视化模式无法满足大规模数值模拟数据的可视化需求分析。本研究拟在数值模型并行化基础上，对计算数据在原位进行可视化计算和绘制，克服I/O和存储容量限制，实现实时数据可视化。主要研究内容包括流场数据的原位数据组织与压缩算法、原位特征数据提取与跟踪及可视化绘制与呈现，以黄河下游二维水沙输移数学模型为案例，对原位并行可视化系统的绘制速度、可视化效果等方面开展测试和评价。本研究成果对大规模流场的可视化发展为实时并行可视化具有重要的实践价值。

水动力学数值模拟计算是研究水流运动的重要科学方法，在实际的防洪调度决策中有重要的参考价值。随着数值模拟技术的精度不断提高，产生了大量的科学计算数据，科学可视化是分析数值模拟计算的关键方法，由于I/O和存储的限制，传统的可视化模式无法满足大规模数值模拟数据的可视化需求分析。本研究在数值模型并行化基础上，对计算数据在原位进行可视化计算和绘制，实现实时数据可视化。主要研究内容包括流场数据的原位数据组织与压缩算法、原位特征数据提取与跟踪及可视化绘制与呈现.以黄河下游小浪底至孙口河段为研究区域，建立了该区域二维水沙并行计算模型，计算了9000m3/s条件下的洪水淹没范围、水深、流速等信息。以WebGIS框架建立了洪水风险数据的原位可视化基础框架，实现了洪水水深、流速等信息数据的可视化，实现了流场动态可视化，并应用于黄河下游洪水调度决策分析。