studier av sammanhängande strukturer i turbulenta gränsskikt är ett aktivt forskningsområde. Drivs av applikationer inklusive minskning av turbulent hudfriktion drag över flygplan, forskare har länge varit intresserade av att utveckla en djupare förståelse av de viktigaste fysiska egenskaper inom turbulenta flöden. En tillämpning av intresse är analysen av flera skalor och vektorfördelningar och hur interaktionen av variabler bidrar till teorier om dra och bildandet av virvelpaket inom ett turbulent gränsskikt. En andra tillämpning innebär att undersöka korrelationen mellan olika lager inom en numerisk simulering av ett turbulent kanalflöde. Analysen av dessa tillämpningar kan underlättas avsevärt genom en bättre förståelse av de komplicerade interaktioner som uppstår mellan de vortices som utgör rörelsen. Viktig forskning som bedrivs inom området beräkningsfysik fokuserar på att modellera 3D magnetohydrodynamiska ljus överljudsstrålar i samband med astrofysiska jetstrålar i galaxkluster. Dessa höghastighetsflygplan sprider avstånd på över 650.000 ljusår från sina källor, transporterar energi och magnetfält till sina omgivande miljöer. Det jetmagnetiska fältet är utvecklat tillsammans med flödet och förväntas återspegla egenskaperna hos det evolverande hastighetsfältet. Av särskilt intresse är i vilken utsträckning de magnetiska och hastighet vektorfälten är rumsligt inriktade och/eller ortogonala mot varandra och samspelet mellan magnetisk fältstyrka och motsvarande hastighetsstrukturer. Vår forskning utforskar strategier för att utveckla effektiva metoder för visuell representation av flera sammankopplade vektor- och skalärfält för att möjliggöra förståelse och analyser av varje fält, både individuellt och i samband med det andra. Gräva kunskapsbasen av tidigare visualisering forskning ger viktiga resultat och insikter för att hjälpa forskningen av våra specifika tillämpningar. Med hjälp av dessa insikter kan vi rekonstruera, manipulera och expandera den befintliga tekniken för att främja den kunskapsupptäcktsprocess som har att göra med specifika uppgifter och förhållanden. Våra nuvarande insatser fokuserar främst på utredning av metoder för att effektivt visualisera flera fält definierade över en 2D-domän; problemet med att effektivt visualisera flera fält definierade över en 3D-domän är ännu mer utmanande, och ett viktigt område för framtida arbete. Sidofältet "Classificating and Combining Visualisering Techniques" presenterar tidigare och relaterade arbeten. Även om det skulle vara möjligt att jämföra orienteringen mellan två vektorfält genom att härleda ett skalarfält baserat på punktprodukten av motsvarande vektorer, är det också viktigt för våra applikationer att förstå den lokala magnituden, riktningen och gradienterna för varje vektorfält oberoende av varandra. Därför överväger vi tekniker för flera representationer av 2D vektorfält. Med tanke på ett prov från var och en av de tre visuellt distinkta metoderna för vektorfältvisualisering-textur, glyf, och linje (diskusserade i sidofältet)-vi utforskar vi det spektrum av effekter som kan uppnås med hjälp av skiktade kombinationer av dessa metoder för att visualisera två gemensamt fördelade vektorfält (se figur 1 på sidan 76). För det texturbaserade provet använder vi integral convolution (LIC) – den mest använda texturbaserade metoden. För det glyfbaserade provet skapar vi en bild genom att upprepade gånger kartlägga en kometliknande glyf längs tjocka, jämnt fördelade strömningar. Detta resulterar i en glyfsekvens som är kontinuerlig i flödesriktningen. Vi skapar det linjebaserade provet med hjälp av källkoden som tillhandahålls av författarna till en lika mellanrymd strömlinjeformad teknik. Ett primärt mål för varje tillämpning är att avbilda de viktigaste fysiska strukturerna i ett vektorfält i samband med de viktigaste fysiska strukturerna i ett annat. Därför är en mycket önskvärd förmåga att enkelt skilja mellan de visuella representationerna av varje fält och att identifiera varje fördelning. Denna process blir mer komplicerad när vi tillämpar samma representationsteknik (till exempel textur, glyf eller linje) på varje fält. Medan vi skulle kunna använda en kompletterande visuell variabel, såsom färg, för att särskilja de två representationer, vi strategier för att effektivt visualisera samlokaliserade 2D vektorfält möjliggör förståelse av viktiga fysiska strukturer i ett vektorfält inom ramen för en relaterad vektor fält. Denna artikel beskriver omfattningen av effekter möjligt genom att kombinera flera befintliga flödesvisualisering tekniker för att analysera flera vektorfält.
I kombination med overlaying metoder, kan de användas för att jämföra små antal flöden och skalar fält REF.
Strategies for the visualization of multiple 2D vector fields
{'venue': 'IEEE Computer Graphics and Applications', 'journal': 'IEEE Computer Graphics and Applications', 'mag_field_of_study': ['Computer Science', 'Medicine']}