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流线是流动可视化的基本表示方法，特别适用于分析过渡流态中的复杂传输现象。将流线可视化扩展到扩展现实(XR)环境为沉浸式流场探索提供了新机遇，用户可通过增强的空间临场感与流场交互，获得更直观的流体行为理解。为解决可视化复杂流场和渲染大量动画流线的挑战，我们提出基于运动图框架和时空并行机制的实时动画流线可视化方法及XR交互平台。该方法使用时域分析捕捉流线演化连续性，通过GPU并行计算实现数亿动态流线元的实时可视化，准确表示流动速度和方向。
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心脑血管疾病是危害全人类生命健康的重大疾病，我国心脑血管病死亡率居疾病死亡构成的首位。其中由动脉粥样硬化所导致的缺血性心脑血管疾病占大多数，且产生和发展都与血流动力学密切相关。我们借助于超级计算机和数值模拟技术，研究人体血流动力学问题数值模拟的专用高性能算法的新理论和新方法，包括数学物理模型、数值计算方法、高性能软件、计算结果可视化和分析等方面的研究。
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面向航空航天飞行器、高速列车、汽车、风能发电机等工业领域的气动设计，基于国产超级计算机，结合空气动力学数值模拟和优化设计的应用特性，研发一套全新的适应于亿亿次量级高效能计算机系统的具有自主知识产权的数值风洞系统，包括大规模非结构网格的并行处理技术，流体、固体、流固耦合方程的高效离散格式，大型线性/非线性方程组的快速求解算法，海量数据的后处理技术等。
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城市污染物的传输扩散以及溯源问题一直是人们关注和研究的重要课题之一。污染物扩散和溯源研究对城市污染预报、突发事件控制、城市规划设计等均具有重要的指导意义。随着计算机技术的快速发展，数值方法以低成本、高灵活性、快速计算等优势成为研究此类问题的主要手段。
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