A Modified Double Gyre with Ground Truth Hyperbolic Trajectories for Flow Visualization

A Modified Double Gyre with Ground Truth Hyperbolic Trajectories for Flow Visualization
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用于流动可视化的具有地面实况双曲线轨迹的改进双环流

DOI:
10.1111/cgf.14183
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发表时间:
2020
影响因子:
2.5
通讯作者:
H Theisel
H Theisel
中科院分区:
计算机科学4区
文献类型:
--
作者:
S. Wolligandt;T. Wilde;C. Rössl;H Theisel

文献摘要

参考文献

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Shadden等提出的双回旋流模型。是一个标准的基准数据集,用于计算流量数据中的双曲拉格朗日相干结构(LCS)。虽然结构非常简单,但它可以生成任意复杂度的双曲LCS。不幸的是,Double Gyre并没有一个定义良好的基础事实:双曲LCS边界的位置只能通过通常涉及流图梯度的数值方法来近似。我们提出了一个新的基准数据集,这是一个小的,但精心设计的修改的双回旋,它带有地面真理封闭形式的双曲线轨迹。这允许通过简单的粒子积分来计算双曲线LCS边界,而不考虑流图梯度。我们使用这些双曲线LCS作为地面实况解决方案,用于测试现有的数值方法提取双曲线轨迹。此外,我们能够构建双曲LCS曲线,显着长于现有的数值方法。
The model of aDouble Gyreflow by Shadden et al. is a standard benchmark data set for the computation of hyperbolic Lagrangian Coherent Structures (LCS) in flow data. While structurally extremely simple, it generates hyperbolic LCS of arbitrary complexity. Unfortunately, theDouble Gyredoes not come with a well‐defined ground truth: the location of hyperbolic LCS boundaries can only be approximated by numerical methods that usually involve the gradient of the flow map. We present a new benchmark data set that is a small but carefully designed modification of theDouble Gyre, which comes with ground truth closed‐form hyperbolic trajectories. This allows for computing hyperbolic LCS boundaries by a simple particle integration without the consideration of the flow map gradient. We use these hyperbolic LCS as a ground truth solution for testing an existing numerical approach for extracting hyperbolic trajectories. In addition, we are able to construct hyperbolic LCS curves that are significantly longer than in existing numerical methods.
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