Программный комплекс трехмерной научной графики

Проведен анализ существующих средств отображения трехмерной графики. Выбраны наиболее приемлемые варианты для представления течения жидкости и газа.
Разработана библиотека построения и вывода на устройства трехмерных моделей. Разработано приложение для построения полей скорости и давления в жидкости и газе. Разработаны цветовые схемы повышающие информативность созданного изображения.

При необходимости, работа может быть оперативно переделана и доработана под нужную область. Имеется 2 варианта работы, на русском и украинском языках. Имеются исходные файлы реализации программы, презентация, отчет по преддипломной практике(за дополнительную плату).
Работа была защищена в 2015 году на оценку "Отлично" в одном из Украинских Вузов.
...

ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ 8
1.1 Представление данных в форме цифровых изображений 8
1.2 Специализированные системы обработки изображений 11
1.2.1 Система ScionImage 11
1.2.2 Система IP Lab 13
1.2.3 Система обработки данных Erdas Imagine 14
1.3 Системы инженерных вычислений 15
1.3.1 Система MatCad 15
1.3.2 Программный комплекс FlowVision 17
1.3.3 Программный комплекс Gas Dynamics Tool (GDT) 19
1.3.4 Представление векторных полей в пакете FLUENT 20
1.4 Системы, ориентированные на визуализацию двумерных данных 21
1.4.1 Использование Surfer 21
1.4.2 Система AM Lab Hesperus 22
2 ОБЗОР МЕТОДОВ И РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ исчислении ГРАФИКИ 25
2.1 Модели описания поверхностей 25
2.1.1 Аналитическая модель 25
2.1.2 Векторная полигональная модель 28
2.2 Реализация алгоритмовтрехмерных преобразований 32
2.2.1 Координатный метод хранения данных 32
2.2.2 Преобразование координат 33
2.2.3 Трехмерное аффинное преобразование 38
2.2.4 Проекции 42
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ библиотеки классов И РАЗРАБОТКА ПРИЛОЖЕНИЯ 46
3.1 Разработка модели «Поля жидкости» 46
3.1.1 Физическая модель 47
3.2.2 Трехмерная модель 49
3.2 Генерация трехмерной модели 50
3.2.1 Точки давления 51
3.2.2 Сетка давления 52
3.2.3 Вектора и их проекции 54
3.2.4 Вспомогательные элементы модели 56
3.3 Отображение модели в окне 59
4 ОХРАНА ТРУДА 61
4.1. Общие требования к компьютерным помещений 61
4.2 Технические и организационные методы повышения уровня безопасности и производительности труда 66
4.3 Обеспечение пожарной безопасности в компьютерных помещениях 72
4.4 Требования к организации рабочих мест пользователей компьютеров 74
5 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗКИ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ 80
5.1 Общая характеристика проекта 80
5.2 Расчет трудоемкости разработки программной продукции 80
5.3 Определение цены программного продукта 87
5.4 Расчет начальных инвестиций 90
5.5 Расчет текущих затрат 92
6 защиты. Мероприятия по повышению устойчивости ОБЪЕКТОВ В УСЛОВИЯХ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ 95
6.1 Защита рабочих и служащих 95
6.2 Повышение устойчивости инженерно-технического комплекса объекта 96
6.3 Защита технологического оборудования 97
6.4 Подготовка объекта к восстановлению нарушенного производства 100
ВЫВОДЫ 104
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК 10

Течение жидкостей и газов играют ключевую роль в рабочем процессе многих современных инженерных устройств. Проектирование этих устройств на необходимые параметры работы невозможно без надежного прогнозирования характеристик этих течений.
Вследствие самой природы этих сред течения жидкостей и газов нередко происходят довольно сложным образом, с образованием нестационарных эффектов, застойных зон и вихревых структур.
Как правило, натурный эксперимент требует значительных материальных и финансовых затрат, а зачастую практически невозможно. Физическое моделирование не всегда позволяет получить достоверную информацию о процессах в достаточном объеме.
Вычислительный (компьютерный) эксперимент на основе математического моделирования позволяет провести исследования быстрее и дешевле.
При сложных т ечениях жидкости исследователь тратит много времени для анализа результатов расчетов. Чтобы сократить это время, необходима разработка средств анализа результатов расчетов. Поэтому используются средства визуализации результатов расчетов.
Интенсивное развитие вычислительной техники и методов математического моделирования сформировали новую научную дисциплину, получила название научная визуализация (scientific visualization).
Научная визуализация переводит результаты научных исследований, выраженные в численной форме, в визуальные образы. Визуальное представление численных данных облегчает работу с информацией и обмен этой информацией. Но главная цель - увидеть то, что раньше нельзя было увидеть.
При моделировании плоских течений, были разработаны наглядные и простые методы визуализации двумерных течений, такие, как изолинии, вектора в точках, треки жидких частиц Основное преимущество этих методов заключается в том, что они дают не только качественную, но и количественную информацию.
Переход к трехмерным расчетов уничтожил эти преимущества двумерных методов визуализации. Чтобы визуализировать сложный течение, необходимо уже не одна плоскость визуализации, причем чем сложнее течение, тем больше должно быть плоскостей. С другой стороны, большое количество плоскостей перекрывающихся только запутывают картину течения.
Трехмерные расчеты вызвали к жизни трехмерные методы визуализации. Среди них наиболее популярны изоповерхности и объемная визуализация для изображения трехмерных распределений скалярных величин.
Однако представление векторных полей в трехмерной области до сих пор представляет сложную проблему.
Существующие пакеты программ совместной трехмерной визуализации скалярных и векторных полей имеют ряд недостатков.
Поэтому желательно дальнейшее совершенствование программного обеспечения для визуализации трехмерных полей течений жидкости и газа.
Данная работа направлена ​​на разработку программного обеспечения для визуального представления результатов многочисленных исследований течения жидкости и газа

e