基于数值流形的非连续工程计算和可视化理论及方法研究

本项目结合计算机图形学、图像处理、计算几何、数值分析等学科，研究基于数值流形的非连续工程计算方法及可视化方法，主要内容包括：针对前处理步骤中三维空间不连续块体生成的问题，提出基于几何拓扑的三维块体切割算法；分析三维非连续分析的数据和计算特点，提出基于图形硬件通用计算框架的数值流形加速算法；建立适合于三维不连续分析的空间几何数据结构及其基于XML的标准数据交换和存储格式；提出关键块体理论的三维可视化方法以及三维数值流形算法的并行动态可视化方法；基于上述算法，设计和实现一个接口一致、可维护性和可扩展性较好的工程计算库，在此基础上设计和实现一个以非连续分析算法为基础的CAE软件原型以及一个嵌入式化的块体稳定性分析软件原型。研究成果可直接应用于土木工程、地质勘探、机械制造等领域的数值分析与计算。

本项目结合计算机图形学、图像处理、计算几何、数值分析等学科，研究基于数值流形的非连续工程计算相关理论、算法、可视化方法及其软件支撑平台关键技术，主要包括：针对岩石工程领域中分布式异构系统、多样数据格式难以有效参与交换与共享问题，构建适用于岩体工程非连续分析的数据交换与共享框架及标准格式；针对前处理步骤中三维空间不连续块体生成的问题，研究基于几何拓扑的三维块体切割算法；分析三维非连续分析的数据和计算特点，设计和实现基于图形硬件通用计算框架的数值流形加速算法；研究和实现关键块体理论的三维可视化方法以及复杂临空面条件下关键块体的识别与建模方法；研究非连续分析算法在流固耦合等其他计算领域的应用；面向岩体工程非连续分析计算，设计和实现接口一致、可维护性和可扩展性较好的工程算法库；在算法研究基础上设计和实现以非连续分析算法为基础的工程计算软件原型以及嵌入式化的块体稳定性分析软件原型。研究成果可应用于土木工程、地质勘探、机械制造等领域的数值分析与计算。