康苏海

（交通部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室，天津300456）

流场二维可视化技术起步早，发展较为成熟，软件化程度也较高，如Mike21、Delft3D、Fluent这些商业化流体模拟计算软件都有相应的二维数据可视化工具；Tecplot、Surfer是专门用于数据可视化的软件，功能十分强大；TK-2D数据后处理软件专门用于二维流场数据仿真处理，界面美观、显示灵活、功能强大，是水动力数值模拟领域优秀的专业软件［1-3］。

近几年来，在水动力数值模拟领域，越来越多的工程问题需要三维计算来解决，对三维计算结果后处理，尤其是三维流场的仿真模拟提出了要求，如何真实有效地表现三维流场一直是水动力数值模拟研究领域的一个方向。以往只能通过截取水平或垂向截面方式间接地表达三维流场［4-6］，模拟效果不直观，如Mike21、Delft3D、Fluent都是采用这种方式。最新版的Tecplot360软件通过迹线加球质点的方式，可实现三维恒定流的三维仿真模拟，但对水运工程领域常见的非恒定流场可视化却无能为力。

三维流场的直接表达涉及到真实三维场景的建立。用OpenGL构建三维地形场景已较为常见［7-9］，但很少将流场加入，原因是地形可以很容易地用三维曲面描述，而流场却不同。流场的表达需要在场景中布设示踪粒子，可以用箭头、圆球或其他形状的几何体表示，但一方面运动流场需要由放置在其中的粒子来描述，另一方面需要将三维场景中的粒子向显示平面进行投影，必然会造成运动质点前后和上下的遮盖，使得投影画面整体混乱不堪，即使采用不同质点形状，也无法达到理想的显示效果。……