前言：想要寫(xiě)出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇流體力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域范文，相信會(huì)為您的寫(xiě)作帶來(lái)幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫(xiě)作思路和靈感。

流體力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域范文第1篇

關(guān)鍵詞:多媒體教學(xué);工程流體力學(xué);教學(xué)效果

中圖分類(lèi)號(hào):G642.0　文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A　文章編號(hào):1673-291X(2010)03-0247-01

一、前言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,多媒體教學(xué)已被高等院校廣泛采用,并深受廣大師生的歡迎。因此,利用多媒體教學(xué)手段開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)資源,構(gòu)建新的教學(xué)模式,達(dá)到最佳教學(xué)效果,成為國(guó)內(nèi)外提高教學(xué)質(zhì)量、改革教學(xué)方式的重要手段。

本文通過(guò)工程流體力學(xué)教學(xué)實(shí)踐,探討多媒體教學(xué)在授課過(guò)程中產(chǎn)生的效果。提出了在工程流體力學(xué)教學(xué)活動(dòng)中將多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合,活躍課堂氣氛,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。達(dá)到優(yōu)化教學(xué)效果的目標(biāo)。

二、傳統(tǒng)教學(xué)模式的利與弊

傳統(tǒng)教學(xué)模式歷史悠久,教育理論成熟,已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。在傳統(tǒng)教學(xué)中,通過(guò)教師的形象、生動(dòng)的講述,學(xué)生易于接受,師生之間可以面對(duì)面地探討疑難問(wèn)題。對(duì)于工程流體力學(xué)而言,教學(xué)內(nèi)容不可避免地會(huì)涉及到數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo),傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)方式即可以留給學(xué)生更多的思考時(shí)間,同時(shí)又可以加深學(xué)生對(duì)公式推導(dǎo)過(guò)程的理解,加強(qiáng)記憶。然而傳統(tǒng)式教學(xué)主要依靠粉筆與黑板的教學(xué)條件,是以教師為主體的教學(xué)模式,從而大大降低了教學(xué)效率,也扼殺了學(xué)生個(gè)性的發(fā)揮和創(chuàng)意的產(chǎn)生。

三、多媒體教學(xué)的特點(diǎn)

多媒體教學(xué)以其鮮明的教學(xué)特點(diǎn),豐富的教學(xué)內(nèi)容,形象生動(dòng)的教學(xué)情景,在教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用:

第一,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,有利于提高課堂效率。興趣是學(xué)生獲取知識(shí)、拓寬視野、豐富心理活動(dòng)最主要的推動(dòng)力。多媒體技術(shù)綜合應(yīng)用文字、圖片、動(dòng)畫(huà)和視頻等資料來(lái)進(jìn)行教學(xué)活動(dòng),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從根本上改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式的單調(diào)性。而且多媒體教學(xué)可以充分發(fā)揮學(xué)生聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)等器官對(duì)信息的接收,對(duì)學(xué)生的眼、耳等器官進(jìn)行多重刺激,從而活躍學(xué)生的思維,增強(qiáng)學(xué)生記憶力,提高課堂效率。第二,直觀、易懂,有利于提高教學(xué)質(zhì)量。流體力學(xué)是從力學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā),主要研究流體所遵循的宏觀運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及流體和周?chē)矬w之間的相互作用規(guī)律的科學(xué),在日常生活和各種工程實(shí)際中具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,是動(dòng)力工程和流體機(jī)械專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。與固體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相比,流體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在諸如激波、接觸面間斷、兩相流體之間相互摻混等復(fù)雜現(xiàn)象。多媒體教學(xué)手段能夠通過(guò)圖片、動(dòng)畫(huà)和視頻資料等直觀、清晰地觀看復(fù)雜的流動(dòng)現(xiàn)象,使學(xué)生較容易地掌握相關(guān)內(nèi)容,提高教學(xué)質(zhì)量。第三,增加教學(xué)容量,節(jié)約空間和時(shí)間。工程流體力學(xué)研究?jī)?nèi)容較多,涉及范圍較廣,在有限的課時(shí)內(nèi)傳授給學(xué)生的信息量較大。傳統(tǒng)教學(xué)中知識(shí)的傳播主要靠教師的口授與黑板板書(shū),在一定程度上限制了課堂信息的含量,多媒體教學(xué)充分地利用了電腦能夠存貯大量信息的優(yōu)勢(shì),授課的信息量明顯增多,教學(xué)內(nèi)容更加豐富,使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)接收更多的知識(shí),開(kāi)闊了學(xué)生視野,增加課堂知識(shí)的容量,提高了教學(xué)的效率。

四、多媒體教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合

多媒體教學(xué)的發(fā)展并不意味著摒棄一切傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段,而是將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合,揚(yáng)長(zhǎng)避短,發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),更好地服務(wù)于教學(xué)工作。

工程流體力學(xué)教學(xué)內(nèi)容主要包括兩大部分,理論教學(xué)和流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

工程流體力學(xué)理論教學(xué)部分包含大量流體力學(xué)的基本概念、基本方程和一些復(fù)雜的流動(dòng)現(xiàn)象。例如在教學(xué)過(guò)程中,流體靜力學(xué)基本方程的推導(dǎo)過(guò)程依然使用傳統(tǒng)教學(xué)中的板書(shū),這樣既可以留給學(xué)生足夠的思考時(shí)間,又可以加深學(xué)生對(duì)公式推導(dǎo)過(guò)程的理解,加強(qiáng)學(xué)生的記憶能力。而對(duì)于某些基本概念和特定的流動(dòng)現(xiàn)象,可以通過(guò)多媒體教學(xué)手段,加深學(xué)生對(duì)基本概念和流動(dòng)現(xiàn)象的理解。

流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是流體力學(xué)教學(xué)中的重要組成部分之一,貫穿于課程始終?，F(xiàn)行流體力學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)方法單一,同時(shí),還受實(shí)驗(yàn)老師較少、實(shí)驗(yàn)課時(shí)有限以及設(shè)備等多種因素的影響,學(xué)生選擇的范圍極小,在很大程度上制約了學(xué)生思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,不能很好地達(dá)到流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。然而引入多媒體教學(xué)手段以后,學(xué)生可以靈活地改變實(shí)驗(yàn)條件,演示各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn):

流體力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域范文第2篇

關(guān)鍵字：有限元法 基本原理結(jié)構(gòu)分析 解題步驟

中圖分類(lèi)號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1有限元法簡(jiǎn)述

有限元法是結(jié)構(gòu)分析的一種數(shù)值計(jì)算方法 ,是矩陣方法在結(jié)構(gòu)力學(xué)和彈性力學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用和發(fā)展。有限元法借助于矩陣等數(shù)學(xué)工具 ,盡管計(jì)算工作量很大 ,但是整個(gè)的分析是一致的 ,有很強(qiáng)的規(guī)律性 ,因此特別適合于編制計(jì)算機(jī)程序來(lái)處理 。目前，有限元法在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱力學(xué)、流體力學(xué)和電磁學(xué)等許多領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用。

2有限元法的基本原理

有限元法通常分為線性有限元法和非線性有限元法。線性有限元法是一種利用位能變分和分割近似原理求解線性彈性力學(xué)問(wèn)題的數(shù)學(xué)方法。它首先把連續(xù)彈性體分割為在節(jié)點(diǎn)上相連的單元組合體，然后以節(jié)點(diǎn)位移為基本未知量，分別在各單元內(nèi)選取位移函數(shù)，并按線性彈性力學(xué)的幾何方程、本構(gòu)方程和虛功方程或位能變分方程，建立并求解關(guān)于位移的線性代數(shù)方程組，把無(wú)限個(gè)自由度的問(wèn)題化為有限個(gè)自由度的問(wèn)題。

有限元處理問(wèn)題的基本思路是將連續(xù)的求解區(qū)域離散為一組有限個(gè)、且按一定的方式相互連接在一起的單元的組合體。由于單元能按不同的聯(lián)結(jié)方式進(jìn)行組合，且單元本身又可以有不同的形狀，故可以模型化幾何形狀復(fù)雜的求解域。利用在每一單元內(nèi)假設(shè)的單元函數(shù)來(lái)分片的表示全求解域上待求的未知場(chǎng)函數(shù)。單元內(nèi)的近似函數(shù)通常由未知場(chǎng)函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)在單元的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)值和其插值函數(shù)來(lái)表達(dá)。從而使一個(gè)連續(xù)的無(wú)限自由度問(wèn)題變成離散的有限自由度問(wèn)題。故一經(jīng)求解出這些未知量就可以通過(guò)插值函數(shù)計(jì)算出各個(gè)單元內(nèi)場(chǎng)函數(shù)的近似值，從而得到整個(gè)求解遇上的近似解。因此，有限元法實(shí)質(zhì)上是一種力學(xué)模型上進(jìn)行近似的數(shù)值計(jì)算方法。

3有限元法的解題步驟

任何一種方法或思路在處理具體問(wèn)題時(shí)總有它處理問(wèn)題的先后順序。同理，有限元在處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)也有其一定的順序，步驟如下：

3.1 結(jié)構(gòu)離散化

應(yīng)用有限元法分析工程問(wèn)題的第一步,是將結(jié)構(gòu)進(jìn)行離散化。其過(guò)程就是將待分析的結(jié)構(gòu)用一些假想的線或面進(jìn)行切割,使其成為具有選定切割形狀的有限個(gè)單元體。使整個(gè)結(jié)構(gòu)離散為由各種單元體組成的計(jì)算模型,這些單元體被認(rèn)為僅僅在單元的一些指定點(diǎn)處相互連接,這些指定的點(diǎn)稱(chēng)為單元的節(jié)點(diǎn),這個(gè)過(guò)程就是單元?jiǎng)澐?。離散后單元與單元之間通過(guò)單元的節(jié)點(diǎn)相互連接起來(lái)。單元體的設(shè)置、性質(zhì)、數(shù)目應(yīng)根據(jù)實(shí)際物體的性質(zhì)、所描述的變形形態(tài)的要求和計(jì)算結(jié)果的精度來(lái)確定,單元?jiǎng)澐衷郊?xì)則描述變形情況越精確,越接近實(shí)際的結(jié)構(gòu)變形,但計(jì)算量越大。有限元中分析的結(jié)構(gòu)已不是原有的結(jié)構(gòu),而是由眾多單元以一定的方式連接起來(lái)的離散物體。用有限元分析計(jì)算結(jié)果只是近似值,如果劃分單元非常多且又合理,則所獲得結(jié)果就會(huì)與實(shí)際情況相符合。

3.2 單元特性分析

(1)選擇位移模式結(jié)構(gòu)離散化后,接下來(lái)的工作就是對(duì)結(jié)構(gòu)離散化所得的任一典型單元的特性進(jìn)行分析。在有限單元法中,選擇節(jié)點(diǎn)位移作為基本未知量時(shí)稱(chēng)為位移法;選擇節(jié)點(diǎn)力作為基本未知量時(shí)稱(chēng)為力法;選擇一部分節(jié)點(diǎn)力和一部分節(jié)點(diǎn)位移作為基本未知量時(shí)稱(chēng)為混合法。位移法易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算自動(dòng)化,所以,在有限單元法中,位移法應(yīng)用最為廣泛。當(dāng)采用位移法時(shí),首先必須對(duì)單元中任意一點(diǎn)的位移分布做出假設(shè),即在單元內(nèi)用只具有有限自由度的簡(jiǎn)單位移代替真實(shí)位移。對(duì)位移元來(lái)說(shuō),就是將單元中任意一點(diǎn)的位移近似地表示成該單元節(jié)點(diǎn)位移的函數(shù)。位移函數(shù)的假設(shè)合理與否,將直接影響到有限元分析的計(jì)算精度、效率和可靠性。目前比較常用的方法是以多項(xiàng)式作為位移模式,這主要是因?yàn)槎囗?xiàng)式的微積分運(yùn)算比較簡(jiǎn)單,而且從泰列級(jí)數(shù)展開(kāi)的意義來(lái)說(shuō),任何光滑函數(shù)都可以用無(wú)限項(xiàng)的泰列級(jí)數(shù)多項(xiàng)式來(lái)展開(kāi)。

(2)分析單元的力學(xué)性質(zhì)根據(jù)單元的材料性質(zhì)、形狀、尺寸、節(jié)點(diǎn)數(shù)目、位置及其含義等,找出單元節(jié)點(diǎn)力和節(jié)點(diǎn)位移的關(guān)系式,這是單元分析的關(guān)鍵一步。此時(shí)需要應(yīng)用彈性力學(xué)中的幾何方程和物理方程來(lái)建立力和位移的方程式,從而導(dǎo)出剛度矩陣,這是有限元法的基本步驟之一。

(3)計(jì)算等效節(jié)點(diǎn)力物體離散化后,假定力是通過(guò)節(jié)點(diǎn)從一個(gè)單元傳送到另一個(gè)單元。但是,對(duì)于實(shí)際的連續(xù)體,力是從單元的公共邊傳遞到另一個(gè)單元中去的。因而,這種作用在單元邊界上的表面力、體積力和集中力都需要等效地移到節(jié)點(diǎn)上去,也就是用等效的節(jié)點(diǎn)力來(lái)代替所有作用在單元上的力。

3.3單元組集

有了單元特性分析的結(jié)果,像結(jié)構(gòu)力學(xué)中解超靜定的位移法一樣,對(duì)各單元僅在節(jié)點(diǎn)相互連接的單元集合體用虛位移原理或最小勢(shì)能原理進(jìn)行推導(dǎo),利用結(jié)構(gòu)力的平衡條件和邊界條件把各個(gè)單元按原來(lái)的結(jié)構(gòu)重新連接起來(lái),形成整體的有限元方程。

3.4求未知節(jié)點(diǎn)的位移

在有限元的發(fā)展過(guò)程中,人們通過(guò)研究,建立了許多不同的存儲(chǔ)方式和計(jì)算方法,目的是節(jié)省計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)空間和提高計(jì)算效率,根據(jù)方程組的具體特點(diǎn)選擇合適的計(jì)算方法,即可求出全部未知的節(jié)點(diǎn)位移。

4有限元法的優(yōu)點(diǎn)

(1)有限元法具有極大的通用性和靈活性。它不僅能成功地處理如應(yīng)力分析中的非均質(zhì)材料、各向異性材料、非線性應(yīng)力―應(yīng)變關(guān)系及復(fù)雜邊界條件等難題,而且隨著其理論基礎(chǔ)和方法的逐步改進(jìn)和完善,還成功地用來(lái)求解熱傳導(dǎo)、流體力學(xué)以及電磁場(chǎng)領(lǐng)域的許多問(wèn)題,現(xiàn)在它幾乎適用于求解所有的連續(xù)介質(zhì)及場(chǎng)問(wèn)題。

(2)對(duì)同一類(lèi)問(wèn)題的有限元法,可以編制出通用的程序,應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。

(3)只要適當(dāng)加密單元的網(wǎng)格,就可以達(dá)到工程要求的精度。

(4)有限元法采用矩陣形式的表達(dá),便于編程序,可以充分利用高速電子計(jì)算機(jī)所提供的方便。

5 有限元法的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前的商用有限元程序不僅分析功能幾乎覆蓋了所有的工程領(lǐng)域,其程序使用也非常方便。當(dāng)前,在我國(guó)工程界比較流行、被廣泛使用的大型有限元分析軟件主要有:MSC /Nastran、Ansys、Abaqus、Marc、Adina和Algor等。隨著電子計(jì)算機(jī)速度、容量的提高,商品化有限元程序越來(lái)越廣泛地被人們所接受,人們不必再在編寫(xiě)程序上花費(fèi)大量的精力。目前的商品化有限元程序一般分為3個(gè)部分,即前處理部分、處理部分和后處理部分。它們通過(guò)互交式計(jì)算機(jī)圖形集中到CAD /CAM系統(tǒng)。

(1)有限元前處理部分,在前處理部分,都設(shè)有與CAD /CAM程序包(如Auto CAD, Pro /ENGINEER等)的接口,可以直接讀取這些程序產(chǎn)生的幾何模型,并允許用戶快速生成所希望的單元網(wǎng)格模型,自動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)格劃分,自動(dòng)輸入結(jié)點(diǎn)信息和單元信息,并核實(shí)用戶所確定的網(wǎng)格,如圖1所示。

(2)有限元處理部分在有限元處理部分,目前的商品化有限元程序一般具有靜力分析、動(dòng)力分析、線性分析、非線性分析、塑性分析以及對(duì)斷裂力學(xué)、熱應(yīng)力與蠕變、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、振動(dòng)、疲勞、熱傳導(dǎo)、流體力學(xué)、電磁場(chǎng)等的分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)等功能。

(3)有限元后處理部分在后處理部分,為了提高用戶解釋有限元分析結(jié)果的能力,出現(xiàn)了很多用圖形提取和繪出結(jié)果的方法,并可以通過(guò)色彩來(lái)增強(qiáng)顯示效果,使用戶能夠清楚地看到各層應(yīng)力、溫度變化等的分布。

6有限元法的發(fā)展趨勢(shì)

有限元法經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,已經(jīng)趨于成熟,但在鞏固有限元法的物理、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)方面,擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域以及求解諸如非線性、不同物理作用相互耦合,多體結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析以及由材料微觀結(jié)構(gòu)計(jì)算其力學(xué)性能等復(fù)雜問(wèn)題方面,有限元法將會(huì)不斷發(fā)展并取得成功。

有限元法未來(lái)的發(fā)展主要在于工程領(lǐng)域中的應(yīng)用和提高,并完善有限元法的基本技巧。隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在工程中日益廣泛的應(yīng)用,有限元程序包已成為CAD常用計(jì)算方法中不可缺少的內(nèi)容之一,并與優(yōu)化設(shè)計(jì)集成系統(tǒng),通過(guò)計(jì)算機(jī)建立計(jì)算模型,對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行有限元分析,根據(jù)有限元分析的結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn),再進(jìn)行有限元分析,如此反復(fù)進(jìn)行,直至結(jié)構(gòu)達(dá)到最優(yōu)化為止。有限元法與傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法相比,具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性,必然會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。

7結(jié)束語(yǔ)

結(jié)構(gòu)分析的有限元法作為一種成熟的結(jié)構(gòu)分析方法,已廣泛應(yīng)用于土木建筑結(jié)構(gòu)工程的各類(lèi)問(wèn)題中。工程師不僅需要懂得工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)、有限元分析知識(shí),還需要懂得計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)知識(shí),才能主動(dòng)應(yīng)用現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)方法來(lái)解決工程中遇到的各種力學(xué)問(wèn)題。

[1]凌復(fù)華,殷學(xué)綱.常微分方程數(shù)值解法及其在力學(xué)中的應(yīng)用[M].重慶:重慶大學(xué)出版社, 1996:75- 78.

[2]崔俊芝,梁俊.現(xiàn)代有限元軟件方法[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社, 1995:35- 41.

流體力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域范文第3篇

關(guān)鍵詞：圖形實(shí)時(shí)繪制 自然景物仿真

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)(ComputerGraphics，簡(jiǎn)稱(chēng)CG)是一種使用數(shù)學(xué)算法將二維或三維圖形轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)顯示器的柵格形式的科學(xué)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容就是研究如何在計(jì)算機(jī)中表示圖形、以及利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形的計(jì)算、處理和顯示的相關(guān)原理與算法。圖形通常由點(diǎn)、線、面、體等幾何元素和灰度、色彩、線型、線寬等非幾何屬性組成。從處理技術(shù)上來(lái)看，圖形主要分為兩類(lèi)，一類(lèi)是基于線條信息表示的，如工程圖、等高線地圖、曲面的線框圖等，另一類(lèi)是明暗圖，也就是通常所說(shuō)的真實(shí)感圖形。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)已成為計(jì)算機(jī)科學(xué)中最為活躍的分支之一，并得到廣泛的應(yīng)用。本文將介紹計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究?jī)?nèi)容、發(fā)展歷史，應(yīng)用和圖形學(xué)前沿的方向。

1 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史

1950年，第一臺(tái)圖形顯示器作為美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)旋風(fēng)號(hào)—(Whirlwind)計(jì)算機(jī)的附件誕生了。該顯示器用一個(gè)類(lèi)似示波的陰極射線管(CRT)來(lái)顯示一些簡(jiǎn)單的圖形。在整個(gè)50年代，只有子管計(jì)算機(jī)，用機(jī)器語(yǔ)言編程，主要應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算，為這些計(jì)算機(jī)置的圖形設(shè)備僅具有輸出功能。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)處于準(zhǔn)備和醞釀時(shí)期并稱(chēng)之為：“被動(dòng)式”圖形學(xué)。1963年，伊凡•蘇澤蘭在麻省理工學(xué)院發(fā)表了名為《畫(huà)板》的博士論文，它標(biāo)志著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的正式誕生。此前的計(jì)算機(jī)主要是符號(hào)處理系統(tǒng)，自從有了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，計(jì)算機(jī)可以部分地表現(xiàn)人的右腦功能了，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的建立意義重大。

2 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用

2.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造

CAN/CAN是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在工業(yè)界最廣泛，最活躍的應(yīng)用領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)被用來(lái)進(jìn)行土建工程，機(jī)械結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，包括設(shè)計(jì)飛機(jī)、汽車(chē)、船舶的外形和發(fā)電廠、化工廠等的布局以及電子線路、電子器件等。有時(shí)，著眼于產(chǎn)生工程和產(chǎn)品相應(yīng)結(jié)構(gòu)的精確圖形，然而更常用的是對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，產(chǎn)品和工程的相關(guān)圖形進(jìn)行人—機(jī)交互設(shè)計(jì)和修改，經(jīng)過(guò)反復(fù)的選代設(shè)計(jì)，便可利用結(jié)果數(shù)據(jù)輸出零件表、材料單、加工流程和工藝卡，或者數(shù)據(jù)加工代碼的指令。在電子工業(yè)中，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用到集成電路、印刷電路板，電子線路和網(wǎng)絡(luò)分析等方面的優(yōu)勢(shì)十分明顯。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行異地異構(gòu)系統(tǒng)的協(xié)同設(shè)計(jì)，已成為CAD領(lǐng)域最熱門(mén)的課題之一?，F(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)已不再是一個(gè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)孤立的技術(shù)問(wèn)題，而是綜合了產(chǎn)品各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域，相關(guān)過(guò)程，相關(guān)技術(shù)資源和相關(guān)組織形式的系統(tǒng)化工程。

CAD領(lǐng)域另一個(gè)非常重要的研究領(lǐng)域是基于工程圖紙的三維形體重建。三維形體重建是從二維信息中提取三維信息，通過(guò)對(duì)這些信息進(jìn)行分類(lèi)，綜合等一系列處理，在三維空間中重新構(gòu)造出二維信息所對(duì)應(yīng)的三維形體，恢復(fù)形體的點(diǎn)、線、面及其拓?fù)潢P(guān)素，從而實(shí)現(xiàn)形體的重建。

2.2科學(xué)計(jì)算可視化

目前科學(xué)計(jì)算可視化廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)，流體力學(xué)，有限元分析，氣象分析當(dāng)中。尤其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，可視化有著廣闊的發(fā)展前途。依靠精密機(jī)械做腦部手術(shù)是目前醫(yī)學(xué)上很熱門(mén)的課題，而這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)則是可視化。當(dāng)我們做腦部手術(shù)時(shí)，可視化技術(shù)技術(shù)將醫(yī)用CT掃描的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成圖象，使得醫(yī)生能夠看到并準(zhǔn)確的判別病人的體內(nèi)患處，然后通過(guò)碰撞檢測(cè)一類(lèi)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手術(shù)效果的反饋，幫助醫(yī)生成功完成手術(shù)。我們利用了可視化技術(shù)。天氣氣象站將大量數(shù)據(jù)，通過(guò)可視化技術(shù)轉(zhuǎn)化成形象逼真的圖形后，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析就可以清晰的預(yù)見(jiàn)幾天后的天氣情況。

2.3圖形實(shí)時(shí)繪制與自然景物仿真

重現(xiàn)真實(shí)世界的場(chǎng)景叫做真實(shí)感繪制。真實(shí)感繪制主要是模擬真實(shí)物體的物理屬性，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是物體的形狀，光學(xué)性質(zhì)，表面的紋理和粗糙程度，以及物體間的相對(duì)位置，遮擋關(guān)系等等。在自然景物仿真這項(xiàng)技術(shù)中我們需要過(guò)行消除隱藏線及面、明暗效應(yīng)、顏色模型、紋理、光線跟蹤，輻射度等工作。這其中光照和表面屬性是最難摸擬的。而且還必須處理物體表面的明暗效應(yīng)，以便用不同的色彩灰度來(lái)增加圖形的真實(shí)感。自然景物仿真在幾何圖形、廣告影視、指揮控制，科學(xué)計(jì)算等方面應(yīng)用范圍很廣。除了建造計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)的逼真物理模型外，真實(shí)感繪制還有一個(gè)研究重點(diǎn)是研究加速算法，力求能在最短的時(shí)間內(nèi)繪制出最真實(shí)的場(chǎng)景。

2.4計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)

隨著計(jì)算機(jī)圖形和計(jì)算機(jī)硬件的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)應(yīng)運(yùn)而生。事實(shí)上動(dòng)畫(huà)也只是生成一幅幅靜態(tài)的圖象，但是每一幅都是對(duì)前一幅小部分修改，如何修改便是計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)的研究?jī)?nèi)容，這樣，當(dāng)這些連續(xù)播放時(shí)，整個(gè)場(chǎng)景就動(dòng)起來(lái)。

早期的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)靈感來(lái)源于傳統(tǒng)的卡通片，在生成幾幅被稱(chēng)作“關(guān)健幀”，連續(xù)播放時(shí)2個(gè)關(guān)健幀就被有機(jī)的結(jié)合起來(lái)了。計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)內(nèi)容豐富多彩，生成動(dòng)畫(huà)的方法也多種多樣，比如基于特征的圖象變形，二維形狀混合，軸變形方法，三維自由形體變形等。近年來(lái)人們普遍將注意力轉(zhuǎn)向基于物理模型的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)生成方法。這是一種嶄新的方法，該方法大量運(yùn)用彈性力學(xué)和流體力學(xué)的方程進(jìn)行計(jì)算，力求使動(dòng)畫(huà)過(guò)程體現(xiàn)出最適合真實(shí)世界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。然而要真正到達(dá)真實(shí)運(yùn)動(dòng)是很難的，比如人的行走或跑步，要實(shí)現(xiàn)很自然的人走路的畫(huà)面，計(jì)算機(jī)方程非常復(fù)雜和計(jì)算量極大，基于物理模型的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)還有許多內(nèi)容需要進(jìn)一步研究。

2.5計(jì)算機(jī)藝術(shù)

用計(jì)算機(jī)從事藝術(shù)創(chuàng)作，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)除了廣泛用于藝術(shù)品的制造，如各種圖案、花紋及傳統(tǒng)的油畫(huà)、中國(guó)國(guó)畫(huà)等。還成功的用來(lái)制造廣告、動(dòng)畫(huà)片甚至電影，其中有的影片還獲得了奧斯卡獎(jiǎng)。這是電影界最高的殊榮。目前國(guó)內(nèi)外不少人士正在研制人體模擬系統(tǒng)，這使得在不久的將來(lái)把歷史上早已去世的著名影視明星重新搬上新的影視片成為可能。這是一個(gè)傳統(tǒng)的藝術(shù)家無(wú)法實(shí)現(xiàn)也不可想象的。

流體力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域范文第4篇

2相關(guān)研究分析

2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)

2.1.1研究技術(shù)的發(fā)展國(guó)外學(xué)者從1960年代開(kāi)始研究街谷空氣流場(chǎng)及其污染狀況，主要使用實(shí)地測(cè)試法、物理模擬法和數(shù)值模擬法。實(shí)地測(cè)試法始于1970年代，Kennedy的實(shí)測(cè)結(jié)果表明:街谷內(nèi)部污染物濃度隨街道高寬比(H/W)的增加而提高，在固定H/W下，污染物濃度在垂直方向上呈指數(shù)下降。DePaul的實(shí)測(cè)表明:影響街谷污染物擴(kuò)散最重要的因素是街谷幾何結(jié)構(gòu)及街道兩側(cè)建筑物屋頂風(fēng)速［6］。物理模擬法始于1980年代，DabberdtWF等通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)污染物分布取決于街谷的對(duì)稱(chēng)性和H/W［7－8］。數(shù)值模擬法始于1990年代，Hitoshill用有限差分法，Lee等用逐步超松弛迭代法模擬不同街谷結(jié)構(gòu)下的污染物分布，結(jié)果表明:污染物濃度在地面達(dá)到最高值，背風(fēng)側(cè)高于迎風(fēng)側(cè)［9－11］。此后，基于計(jì)算流體力學(xué)(CFD)的數(shù)值模擬方法逐漸成為街谷污染物擴(kuò)散研究的主要方法。相關(guān)研究中，實(shí)地測(cè)試法和風(fēng)洞試驗(yàn)的應(yīng)用相對(duì)較少。但實(shí)地測(cè)試和風(fēng)洞試驗(yàn)的數(shù)據(jù)更為真實(shí)可靠，并能為數(shù)值模擬提供重要的校核。

2.1.2研究?jī)?nèi)容的擴(kuò)展一方面，數(shù)值模擬法廣泛應(yīng)用于街谷污染物擴(kuò)散研究，BerndLM等(2008)采用標(biāo)準(zhǔn)k－ε模型和RNGk－ε模型對(duì)街谷內(nèi)的污染物濃度進(jìn)行了模擬［12，13］。另一方面，開(kāi)始研究影響街谷污染物擴(kuò)散的其他因素，例如:街道空間布局、屋頂風(fēng)、熱、植被和化學(xué)反應(yīng)等［14－19］。但根據(jù)文獻(xiàn)，研究大多是對(duì)抽象的二維街谷斷面和單車(chē)道以及單因子的街谷內(nèi)建筑物附近污染物濃度的分析，對(duì)街谷污染的三維模擬和整體污染程度的研究較少，未涉及街谷兩側(cè)行人與建筑的污染物暴露濃度特征和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的內(nèi)容。

2.1.3小結(jié)技術(shù)方法方面:對(duì)街谷空氣污染物擴(kuò)散機(jī)制的研究需要實(shí)地測(cè)試法、物理模擬法和數(shù)值模擬法的有機(jī)結(jié)合，實(shí)地測(cè)試法、物理模擬法對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果的科學(xué)性具有重要的驗(yàn)證作用。研究?jī)?nèi)容方面:除街谷形態(tài)之外，影響污染物擴(kuò)散及分布的因素還包括街道植被、交通性態(tài)等多種因素。研究應(yīng)用方面:對(duì)街道峽谷兩側(cè)行人和建筑的污染物暴露特征與影響評(píng)價(jià)的研究較少，缺少實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)的研究，沒(méi)有為城市規(guī)劃提供降低市民污染物暴露水平的技術(shù)工具。

2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析

2.2.1研究技術(shù)與特點(diǎn)我國(guó)此項(xiàng)研究始于1990年代，主要采用實(shí)地測(cè)試法和物理模擬法［20－21］。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，目前研究主要集中在數(shù)值模擬和模型優(yōu)化方面。數(shù)值模擬方面:朱國(guó)成(2010)、何澤能(2008)等在數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，對(duì)街谷形態(tài)與流場(chǎng)分布、污染物擴(kuò)散的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行了研究［22－25］。模型優(yōu)化方面，黃遠(yuǎn)東等(2008)利用CFD軟件，用7種模型對(duì)污染物擴(kuò)散進(jìn)行了模擬，與風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比顯示:標(biāo)準(zhǔn)k－ε模型的模擬效果最好，RNGk－ε模型、realizablek－ε模型、RSM模型的效果次之，標(biāo)準(zhǔn)k－ω模型、SSTk－ω模型、Spalart-Allmaras模型的效果較差［26］。該研究成果為街谷污染數(shù)值模擬的模型選擇提供了重要的參考和指導(dǎo)。

2.2.2研究成果與應(yīng)用機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染已成為我國(guó)城市環(huán)境研究的熱點(diǎn)［27－29］。程云章(2009)的研究對(duì)環(huán)境容量和交通容量雙約束條件下交通流量分配方案的制定提供了大氣質(zhì)量評(píng)價(jià)信息，指出“目前的數(shù)值模擬多側(cè)重探究街谷結(jié)構(gòu)對(duì)污染物擴(kuò)散的影響，對(duì)污染物排放源強(qiáng)則采取某一定值的簡(jiǎn)單處理”這一關(guān)鍵問(wèn)題［30］。徐偉嘉等(2010)研究了街谷內(nèi)不同車(chē)道污染物擴(kuò)散的特征，并提出降低行人交通源暴露水平的途徑。謝海英、陳康民(2006)研究了街谷污染對(duì)臨街建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量的影響［31－32］。此類(lèi)研究實(shí)現(xiàn)了由街谷污染機(jī)制向污染受體保護(hù)研究的跨越，為本領(lǐng)域的研究提供了重要的發(fā)展導(dǎo)向作用。在城市規(guī)劃與建筑學(xué)的學(xué)科領(lǐng)域，劉加平等拓展建筑物理的研究范疇，較早開(kāi)展了城市街谷的相關(guān)研究。王翠萍等(2003)［33］的研究顯示:車(chē)流量是行道樹(shù)樹(shù)冠的凈化功能和對(duì)污染物擴(kuò)散的阻礙作用所占權(quán)重的主要影響因素，街道綠化應(yīng)根據(jù)車(chē)流量的大小采取不同綠化方案。趙敬源、劉加平(2007、2009)［34－35］的研究給出了最佳高寬比的推薦范圍，為優(yōu)化建筑及城市綠化設(shè)計(jì)和改善城市戶外環(huán)境提供了理論基礎(chǔ)。邱巧玲、王凌(2007)［36］研究了街谷形態(tài)、街谷外部環(huán)境與街谷內(nèi)污染濃度變化的關(guān)系，提出了合理的街道幾何結(jié)構(gòu)和理想狀態(tài)下的城市街道布置模式。王紀(jì)武、王煒(2010)對(duì)街谷流場(chǎng)進(jìn)行了三維模擬，提出了促進(jìn)街谷污染物擴(kuò)散、稀釋的規(guī)劃設(shè)計(jì)策略［37］。但相關(guān)研究在規(guī)劃和建筑類(lèi)期刊中僅發(fā)表了6篇論文［33－38］。城市規(guī)劃與建筑學(xué)等應(yīng)用類(lèi)學(xué)科對(duì)街谷污染物擴(kuò)散及對(duì)策的研究薄弱，制約了研究成果在城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用。

2.2.3小結(jié)技術(shù)方法方面:數(shù)值模擬的研究成果提供了科學(xué)的計(jì)算模型，但實(shí)地測(cè)試法、物理模擬法的應(yīng)用較少。研究?jī)?nèi)容方面:除街谷形態(tài)之外，道路斷面、交通性態(tài)、街道綠化、下墊面材料、臨街建筑內(nèi)部空氣質(zhì)量等的研究逐步完善了街谷污染物擴(kuò)散機(jī)制及其影響的研究?jī)?nèi)容。研究應(yīng)用方面:應(yīng)用領(lǐng)域的研究很少，多學(xué)科協(xié)作機(jī)制的欠缺使研究成果與實(shí)際應(yīng)用之間的聯(lián)系薄弱。

流體力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域范文第5篇

關(guān)鍵詞：數(shù)字圖像 處理技術(shù) 特點(diǎn) 應(yīng)用分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TM206 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）12-0231-02

圖像處理技術(shù)基本可以分成兩大類(lèi)：模擬圖像處理（AnalogImage Processing）和數(shù)字圖像處理（DigitalImage Processing）。數(shù)字圖像處理是指將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理的過(guò)程。其優(yōu)點(diǎn)是處理精度高，處理內(nèi)容豐富，可進(jìn)行復(fù)雜的非線性處理，有靈活的變通能力，一般來(lái)說(shuō)只要改變軟件就可以改變處理內(nèi)容。困難主要在處理速度上，特別是進(jìn)行復(fù)雜的處理。數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展涉及信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)以及生物學(xué)等學(xué)科，因此數(shù)理及相關(guān)的邊緣學(xué)科對(duì)圖像處理科學(xué)的發(fā)展有越來(lái)越大的影響。近年來(lái)，數(shù)字圖像處理技術(shù)日趨成熟，它廣泛應(yīng)用于空間探測(cè)、遙感、生物醫(yī)學(xué)、人工智能以及工業(yè)檢測(cè)等許多領(lǐng)域，并促使這些學(xué)科產(chǎn)生了新的發(fā)展。

1 數(shù)字圖像的主要特點(diǎn)

1.1 圖像質(zhì)量穩(wěn)定

傳統(tǒng)的模擬圖像因分辨率的不同會(huì)造成圖像質(zhì)量的變化，在存儲(chǔ)和復(fù)制等操作過(guò)程中，有可能會(huì)因影響圖像本身的一些操作造成圖像質(zhì)量降低，因此圖像質(zhì)量穩(wěn)定性能差；而如果圖像經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確的數(shù)字化之后，就可以在進(jìn)行任何與圖像相關(guān)的操作，都不會(huì)改變圖像質(zhì)量，提高了圖像質(zhì)量的穩(wěn)定程度。

1.2 圖像分辨率高

當(dāng)前針對(duì)模擬圖像的數(shù)字化轉(zhuǎn)換技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，針對(duì)模擬圖像高精度數(shù)字化的設(shè)備也在市場(chǎng)上逐漸推廣使用，通過(guò)該設(shè)備能夠?qū)⑷魏我环M圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)組，最先進(jìn)的掃描儀已經(jīng)可以將單個(gè)像素的灰度區(qū)分為16個(gè)區(qū)間甚至更精細(xì)，因此目前數(shù)字化的精度已經(jīng)能夠滿足商業(yè)需求和各領(lǐng)域的應(yīng)用需求。影響數(shù)字圖像精度的主要是單個(gè)像素的位數(shù)，位數(shù)越多，也就意味著單個(gè)像素的細(xì)分程度越高，相對(duì)應(yīng)的計(jì)算數(shù)組也就越多，而對(duì)計(jì)算機(jī)而言，數(shù)組的多少并不影響其數(shù)字化計(jì)算程序的運(yùn)行步驟，因此從理論上講，數(shù)字圖像的精度是可以無(wú)限提高的，且對(duì)設(shè)備的要求并不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)的提高，這從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度奠定了高精度數(shù)字圖像的推廣價(jià)值。而傳統(tǒng)的模擬圖像質(zhì)量提高方法主要是通過(guò)復(fù)雜的精度等級(jí)提高來(lái)實(shí)現(xiàn)，所要更改的是數(shù)量級(jí)的變化，因此對(duì)設(shè)備的要求也會(huì)出現(xiàn)大幅的提高，難以在實(shí)際應(yīng)用中獲得認(rèn)可。

1.3 應(yīng)用范圍廣

這里所指的應(yīng)用范圍不是針對(duì)數(shù)字圖像處理設(shè)備而言，單純的指可數(shù)字化的模擬圖像范圍，從可見(jiàn)光的各類(lèi)圖像到不可見(jiàn)的長(zhǎng)、短波圖像，都可以是數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用對(duì)象，如X射線、超聲波信號(hào)圖像以及遠(yuǎn)紅外射線圖像等都可以進(jìn)行數(shù)字化；從數(shù)字化圖像的顯示規(guī)模來(lái)看，由于其精度可以無(wú)限提升，因此其反映的圖像可以是視野極其廣闊的太空?qǐng)D片、航空?qǐng)D片以及大面積的圖像壓縮，也可以是顯微鏡下的高精度圖像擴(kuò)放，從光學(xué)顯微鏡到電鏡下的圖像。綜上可以看出，數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用對(duì)象非常廣泛，通過(guò)將模擬圖像的信息（即灰度信息）進(jìn)行分級(jí)后數(shù)字編碼，然后將數(shù)字編碼進(jìn)行精準(zhǔn)排列和色彩校準(zhǔn)，就可以完美的再現(xiàn)模擬圖像信息，并獲得高精度的分辨率和穩(wěn)定的輸出質(zhì)量，目前已知的所有圖像都可以通過(guò)數(shù)字化技術(shù)來(lái)進(jìn)行處理。

1.4 圖像處理自由度高

圖像的處理主要是通過(guò)像質(zhì)改善、圖像分析和圖像重建三個(gè)步驟來(lái)改善圖像的質(zhì)量，三個(gè)步驟相互獨(dú)立且內(nèi)部包涵復(fù)雜的細(xì)節(jié)處理。如果單純利用光學(xué)手段對(duì)圖像進(jìn)行處理，那么由于光的線性特征將導(dǎo)致圖像的處理只能進(jìn)行線性計(jì)算，因此其處理手段有限，處理效果和可操作范圍都存在局限性；而數(shù)字圖像處理則不受線性約束，任何的線性和非線性處理都可以非常順利的實(shí)現(xiàn)，且非線性操作能夠通過(guò)內(nèi)置的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)來(lái)事先編制非線性軌道，從而對(duì)圖像信息進(jìn)行精準(zhǔn)的操作。

2 數(shù)字圖像處理技術(shù)的主要內(nèi)容

數(shù)組圖像處理技術(shù)不是一門(mén)簡(jiǎn)單的學(xué)科，而是綜合性的研究領(lǐng)域，其處理技術(shù)包括不同的步驟和單項(xiàng)技術(shù)支持，詳述如下：

2.1 圖像變換

由于圖像陣列很大，直接在空間域中進(jìn)行處理，涉及計(jì)算量很大。因此，往往采用各種圖像變換的方法，如傅立葉變換、沃爾什變換、離散余弦變換等間接處理技術(shù)，將空間域的處理轉(zhuǎn)換為變換域處理，不僅可減少計(jì)算量，而且可獲得更有效地處理（如傅立葉變換可在頻域中進(jìn)行數(shù)字濾波處理）。目前新興研究的小波變換在時(shí)域和頻域中都具有良好的局部化特性，它在圖像處理中也有著廣泛而有效的應(yīng)用。

2.2 圖像編碼壓縮

圖像數(shù)字處理之后就將圖像的模擬信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，而數(shù)字信息在計(jì)算機(jī)中所占的存儲(chǔ)空間最小，因此能夠?qū)崿F(xiàn)圖像的不失真壓縮，在確保圖像質(zhì)量的前提下降低圖像的存儲(chǔ)要求，因此該技術(shù)對(duì)需要處理大量圖片的行業(yè)有重要作用。

2.3 圖像增強(qiáng)和復(fù)原

圖像增強(qiáng)和復(fù)原的目的是為了提高圖像的質(zhì)量，如去除噪聲，提高圖像的清晰度等。圖像增強(qiáng)不考慮圖像降質(zhì)的原因，突出圖像中所感興趣的部分。如強(qiáng)化圖像高頻分量，可使圖像中物體輪廓清晰，細(xì)節(jié)明顯；如強(qiáng)化低頻分量可減少圖像中噪聲影響。圖像復(fù)原要求對(duì)圖像降質(zhì)的原因有一定的了解，一般講應(yīng)根據(jù)降質(zhì)過(guò)程建立降質(zhì)模型，再采用某種濾波方法，恢復(fù)或重建原來(lái)的圖像。

3 數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

圖像是人類(lèi)社會(huì)進(jìn)行交流和溝通的主要途徑，圖像在各領(lǐng)域的發(fā)展中不可或缺，因此圖像處理技術(shù)的發(fā)展關(guān)系著各行各業(yè)，當(dāng)前圖像處理技術(shù)一經(jīng)廣泛的應(yīng)用于許多領(lǐng)域，現(xiàn)分述如下：

3.1 航天航空

數(shù)字圖像處理技術(shù)在航天航空領(lǐng)域的主要功能是保證圖像信息傳遞的真實(shí)性，首先將外太空采集到的圖像信息進(jìn)行數(shù)字編程，然后將編碼用信號(hào)傳遞至地面控制站，由于數(shù)字不存在失真問(wèn)題，所以只要將數(shù)字編碼進(jìn)行逆處理，就可以完成圖片的完整還原，從而避免了圖像的失真。目前在遙感航拍、地質(zhì)勘探、城市規(guī)劃和氣象預(yù)報(bào)等方面已經(jīng)廣泛使用該技術(shù)。

3.2 通信工程方面

目前通信范圍已經(jīng)從原始的文字、聲音、圖像轉(zhuǎn)向綜合性的信息交流，尤其是在圖像傳遞過(guò)程中，既要避免信息失真，又要確保龐大的圖像信息順利傳送，因此可以通過(guò)數(shù)字圖像處理技術(shù)將圖像信息進(jìn)行壓縮編碼后以數(shù)字形式傳遞，這樣能夠極大的提高傳輸效率，并確保圖像信息的真實(shí)度。

3.3 工業(yè)工程方面

在工業(yè)工程領(lǐng)域中圖像處理技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用，它大大提高了工作效率，如自動(dòng)裝配線中質(zhì)量檢測(cè)，流體力學(xué)圖片的阻力和升力分析，郵政信件的自動(dòng)分揀，在一些惡性環(huán)境內(nèi)識(shí)別工件及物體的形狀和排列狀態(tài)，先進(jìn)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)中采用工業(yè)視覺(jué)等等。其中值得一提的是研制具備視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)功能的智能機(jī)器人，將會(huì)給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)新的面貌，目前已在工業(yè)生產(chǎn)中的噴漆、焊接、裝配中得到有效的利用。

3.4 軍事公安方面

在軍事領(lǐng)域，數(shù)字圖像處理技術(shù)主要用于精確的判斷目標(biāo)區(qū)域的信息，并實(shí)現(xiàn)高精度的準(zhǔn)確打擊，并可以根據(jù)高精度的環(huán)境再現(xiàn)制作模擬軍事演習(xí)軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)的軍事戰(zhàn)斗信息傳輸、自動(dòng)化管理等功能。在案件偵破方面，高精度指紋識(shí)別、臉部鑒定、殘缺圖像修復(fù)以及事故原因調(diào)查等都可以通過(guò)該技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

3.5 其它方面的應(yīng)用

數(shù)字圖像處理技術(shù)已經(jīng)滲透到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，如地理信息系統(tǒng)中二維、三維電子地圖的自動(dòng)生成、修復(fù)等；教育領(lǐng)域各種輔助教學(xué)系統(tǒng)研究、制作中；流媒體技術(shù)領(lǐng)域等等。

4 結(jié)語(yǔ)

雖然當(dāng)前數(shù)字圖像處理技術(shù)已經(jīng)在航天航空、工業(yè)生產(chǎn)、通信工程、軍事、文化以及教育等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，且對(duì)推動(dòng)上述領(lǐng)域的發(fā)展起到了明顯的效果，但是由于目前視覺(jué)成像技術(shù)的研究還不夠深入，因此電子圖像的處理技術(shù)受到了一定程度的限制，并且該技術(shù)等復(fù)雜性也造成了研究難度的加大。因此必須不斷深入的對(duì)數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行研究和探索，為提升圖像質(zhì)量提供技術(shù)保障，進(jìn)而推動(dòng)與之相關(guān)的各領(lǐng)域建設(shè)與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]丁秀麗，李耀旭，王新.基于數(shù)字圖像的土石混合體力學(xué)性質(zhì)的顆粒流模擬[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào).2010（03）.

[2]陳勇，解成俊.基于小波分析的數(shù)字圖像壓縮技術(shù)研究[J].北華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2012（04）.

[3]張維峰，劉萌，楊明慧.基于數(shù)字圖像處理的橋梁裂縫檢測(cè)技術(shù)[J].現(xiàn)代交通技術(shù).2008（05）.

[4]岳昊，李子申，邱國(guó)會(huì)，孫華.基于關(guān)系模式的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)范式設(shè)計(jì)研究[J].地礦測(cè)繪.2009（04）.