Posted in 2020
Nature论文级别三维数据可视化之多种解决方案
经常投稿论文的科研工作者，尤其是有志发表高水平论文的科研工作者，大家心里基本上都有一个共识：高水平科研结果必须要用高水平数据可视化方式展现给编辑、审稿人和读者！通俗的就是用科研数据如何绘制出漂亮的论文插图。论文的插图大体分为两类：一类是科学数据可视化(Scientific Data Visualization)，即所有的数据都有准确的坐标（包括时间和空间）和属性（如物理场）值；另一类是偏艺术解译类的，比如在nature和science的封面上经常见到的那种图，大多数都是用ps或者3dmax绘制的。本人喜欢严谨的东西，所以只讲第一类。而第一类的科学数据可视化，又可以分为二维和三维两大类。二维的图表(Charts)太简单，可以毫不夸张的讲，用python(matplotlib)可以很容易的实现所有的二维图的绘制，而且还是很漂亮的那种。而三维图就不那么容易了，虽然有不少的软件都或多或少的支持三维图的绘制，但都存在不少的缺点。经过了一波nature子刊论文的蹂躏(长达两年多，作图的版本多大几十个)，最终还是以比较满意的结果被发表。下面我就详细讲解（重现）一下我的nature子刊论文的三维图的绘制方法，包括GMT, Paraview和Tecplot三种风格和方案。如果要做一个令人满意的三维图及复杂的组合图，单靠一种软件是很难实现的，至少不是那么轻松愉快。我将多年来摸索出来的独家秘方全部奉上，希望大家看完之后能对自己的论文发表能起到锦上添花的效果！
硬石膏沉淀对海底热液系统中金属运移的作用
时至今日，已经在所有不同扩张速率的洋中脊发现了高温热液喷口。尽管已经有研究对对热液系统内部的运行机制和规律取得了重要认识，但是模型预测与实际观测之间依然有一些重要的分歧（或矛盾）。 其中之一就是：数值模拟实验结果一致表明，浅部高渗透率的洋壳中冷的海水混入会导致热液温度降低，这与实际的观测现象不符。 因此，在高渗透率洋壳中形成高温喷口的过程，一定是有其他机制或因素在起作用。 我们利用热液对流-矿物反应的耦合模型探索了这个问题。模型结果显示：在海水与热液混合过程中导致海水被加热而热液被冷却，这两个过程都会形成硬石膏，在洋壳内的高温的热液上升流周围形成一个类似烟囱的结构。由于这个烟囱状结构对洋壳孔隙的阻塞，阻碍了海水与热液的混合，从而使热液集中喷流得以维持高温状态。 热液的高温状态的维持对于金属矿物的运移和沉淀有重要作用。
CFD网格雕刻从入门到精通(1):HelloWorld
目前所有的数值模拟研究和应用中都离不开网格(mesh), 而且网格的质量直接影响这模拟结果的质量。从今天开始我将带来基于OpenFOAM（后面简称为OF）的动力学模拟网格剖分教程，OpenFOAM支持各种各样的网格格式及转换。我最开始喜欢用 Gmsh ,但是gmsh还是有一定的局限性，在网格质量控制方面不太好实现，而OF对网格的正交性要求还是挺好的。所以逐渐转向用OF自带的网格剖分工具 snappyHexMesh，其实它更应该理解为网格雕刻工具。详情参见 ESI官方文档 .
OpenFOAM技术内幕:热物理模型中的能量场——thermo.he()
- 2020.05.25
- 基尔
- 中文
- OpenFOAM技术内幕
OpenFOAM的原始开发团队应该可以说已经把C++的高级特性（泛型编程）玩的炉火纯青了！ 我基于OpenFOAM平台开发自己研究项目所需要的求解器的时候，常常会这样感叹。 整个框架搭建起来之后，只需要很少的代码就可以非常优雅的实现非常复杂的功能。 比如它的热物理模型(thermoPhysical model)框架，同一个求解器在不改变代码的情况下适用于其他的同类问题，只是流体不同了而已。 比如同一个求解器既可以用于石油在孔隙介质中的流动问题，也可以用于温泉或海底热液系统中的热液流动问题，只需要给出相应流体的热物理模型即可。 当然了，对于具体的问题，OpenFOAM并没有提供方案，将这种高级的框架应用于实际问题正是我们需要研究的问题。 本文就介绍热物理模型中的能量问题。
OpenFOAM中的CFD：CFD分析的几个阶段
- 2020.05.24
- 基尔
- 中文
- OpenFOAM中的CFD
基于CFD方法的分析过程通常可以分为五个主要部分。有些步骤可能还需要进行多次以便于最终获得想要的结果。
Matplotlib保存图片切除边界空白的几种方法
Matplotlib绝对算得上科研作图神器，这里所说的科研作图指的达到科技论文出版质量的科学数据可视化图片。 Matplotlib可以非常方便的将数据处理和作图融为一体，最重要的其对数据可视化过程中图片的各种属性都可以灵活的控制。 其实可以这么说：只要你能想到的，用mpl都可以做出来！(肯定有人不服，服不服随便你，谁用谁知道)。 但是用mpl做过图的同学肯定遇到过这样一个头疼的问题，在保存图片的时候，边界上总有一些空白，这是我们不想要的。 在这篇文章里面我将介绍mpl几种不为常人所注意的几个技巧。绝对难得的干货
挤压液态铁有助于揭示地球的构成
科学家对铁进行了地球中部发现的极端条件的研究，从而为行星外核的组成提供了新线索。 对通过地球内部传播的地震能量的分析以及其他观察结果表明，其核心是致密的，金属的并且可能由铁制成。但是地质学家并未确定岩心的确切组成。 铁在地球中心的高温和高压下呈液态。在先前的实验中，研究人员迅速将铁震惊以模拟这些极端条件。但是东京大学的Yasuhiro和他的同事们慢慢地在两颗钻石之间挤压了铁。与以前的实验相比，这项技术帮助团队更精确地测量了铁的密度。 研究小组发现，纯液态铁的密度比地球的外核高7.5％。这意味着地球外核中的铁必须与一些较轻的元素混合。
