潮流三維動態(tài)可視化模擬系統(tǒng)研究

楊 凱，沈小明，楊東遠(yuǎn)，牛桂芝

（交通部天津水運工程科學(xué)研究所，天津 300456）

目前，國內(nèi)海岸河口數(shù)學(xué)模型研究理論和方法已經(jīng)非常成熟，如交通運輸部天津水運工程科學(xué)研究院在海岸河口數(shù)學(xué)模型研究領(lǐng)域起步較早，先后完成多項大型河口、海岸工程二維潮流數(shù)學(xué)模擬。其經(jīng)過多年研究開發(fā)的TK-2D海岸河口多功能數(shù)學(xué)模型軟件包，解決了海岸河口科學(xué)研究中涉及“五場”的很多實際工程問題，得到廣泛的工程應(yīng)用［1］。

在數(shù)學(xué)模型的可視化研究方面，20世紀(jì)90年代已有學(xué)者在DOS平臺下利用FORTRAN語言實現(xiàn)了二維流場的動態(tài)實時模擬［2］。近年來又有學(xué)者利用GDI+實現(xiàn)了在WINDOWS平臺上運行的二維動態(tài)流場實時模擬［3］。盡管在海岸河口潮流數(shù)學(xué)模型的三維表現(xiàn)方面已經(jīng)有一些研究成果，如長江口三維數(shù)值模擬可視化系統(tǒng)［4］，但三維可視化效果并不好，無法滿足工程應(yīng)用。目前國內(nèi)用GIS地形建模與數(shù)值模擬關(guān)鍵算法相結(jié)合，能夠真正實現(xiàn)潮流動態(tài)模擬與三維地形場景無縫融合的三維可視化系統(tǒng)還不多見。

而河口與海岸環(huán)境中的流動具有明顯的空間三維特性，隨著計算機軟硬件的更新?lián)Q代、空間數(shù)據(jù)庫和圖形圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展，用GIS技術(shù)、三維虛擬仿真技術(shù)和潮流數(shù)值模擬關(guān)鍵算法來構(gòu)建動態(tài)可視化演示，成為海岸河口數(shù)學(xué)模型研究的發(fā)展方向之一。

1 系統(tǒng)概述

本文研究的潮流三維動態(tài)可視化模擬系統(tǒng)定位為海岸河口數(shù)學(xué)模型計算結(jié)果……