Научный архив: статьи

Цель данного обзора заключалась в рассмотрении проблемы визуализации сейсмических данных применительно к возможностям зрения человека на основе оценки динамического диапазона сигналов сейсморазведки.

Были изучены пути увеличения информативности и эффективности способов визуализации относительно повышения их разрешающей способности. В результате анализа выяснено, что динамический диапазон сейсмических записей на 2–3 порядка превышает возможности человеческого глаза и на 4–5 порядков – технические средства визуализации. На примере наиболее универсальной аппаратно-аддитивной RGB-модели рассмотрены модели цветового зрения. Выбор модели основан на представлении о системе зрения человека как о совокупности светочувствительных клеток, реагирующих на красный, зеленый и синий цвета, и мозга, обрабатывающего и формирующего в сознании человека цветовой образ объекта. Установлены взаимосвязи между монохромным и цветным изображениями, воспринимаемыми человеческим глазом на основе нескольких видов чувствительных рецепторов. Сделан вывод, что при использовании цветного изображения информационные возможности значительно расширяются. Так, при монохромном способе вывода информации достаточно 8 ступеней серого, тогда как использование цветных устройств позволяет увеличить количество ступеней до 14. Методология решения данной проблемы заключается в использовании новых технологий, основанных на применении крупномасштабных и объемных изображений, обеспечивающих на основе расширения динамического диапазона значительное повышение значений светового потока, разрешения и контрастности, исходя из пределов возможности человеческого зрения.

Рассмотрены возможности моделирования течений вязкой несжимаемой жидкости при помощи метода решеточных уравнений Больцмана (Lattice Boltzmann Method, LBM).

В отличие от классического макроскопического подхода, основанного на решении уравнений Навье–Стокса, в методе решеточных уравнений Больцмана используется мезоскопическая модель для моделирования течений жидкости.

Макроскопические параметры жидкости, такие как плотность и скорость, выражаются через моменты дискретной функции распределения.

Метод: Дискретизация решеточного уравнения Больцмана осуществляется при помощи
схем D2Q9 (двумерный случай) и D3Q19 (трехмерный случай). Для моделирования столкновений между псевдочастицами применяется приближение Бхатнагара–Гросса–Крука с одним временем релаксации.

Обсуждаются особенности постановки начальных и граничных условий на различных границах расчетной области.

Основные результаты: Развиваются представления о закономерностях формирования вихревых течений в квадратной каверне, а также пространственных струйных потоков внутри крупномасштабных вихревых структур в пределах замкнутого пространства кубической каверны.

Выполнено сравнение результатов расчетов характеристик течения в квадратной и кубической каверне при различных числах Рейнольдса с данными, имеющимися в литературе и полученными на основе метода конечных объемов.

Исследована зависимость численного решения, а также положения критических точек на стенках кубической каверны от размера сетки.

Выполнено сравнение времени счета со скоростью вычислений в методе конечных разностей и методе конечных объемов.

Обсуждение: Разработанная реализация метода решеточных уравнений Больцмана
представляет интерес для перехода к последующему моделированию неизотермических и высокоскоростных течений.

Рентгеновская визуализация в темном поле в последние годы нашла применение в различных областях науки и техники, в том числе в медицине, биологии и материаловедении. Обзор посвящен описанию различных методов рентгеновской темнопольной визуализации. Рассмотрены экспериментальные оптические схемы методов, приемы сбора данных и их обработки, перспективность и ограничения их использования. Особое внимание уделено мультимодальным методам, способным отделить сигнал малоуглового рассеяния от абсорбционного и фазово-контрастного сигнала. Ключевые слова: рентгеновские лучи, визуализация, темное поле, мультимодальные методы, интерферометр Тальбота, кристаллический анализатор, рентгеновская решетка, рентгеновская сетка.