科学计算可视化是指运用计算机图形学等知识,将数据以直观的形式表现出来,于20世纪80年代后期被提出并得到了迅速发展。目前,它广泛应用于各种领域,例如医学、气象预报、分子生物学等等。根据研究数据的不同,科学计算可视化可以分为众多子研究方向,其中流场可视化就是当中的一个经典研究方向。流场可视化主要用在流体力学、天气预报和爆轰数据模拟等领域中。在众多流场可视化方法中的,流线可视化方法由于可视化结果清晰、简洁受到广泛的研究和应用。评价一种流线视化方法流线布置的质量,一般根据三原则：覆盖性、均匀性、连续性。目前,基于流线的算法可以分为两类：基于图像的算法和采样控制算法。这两类方法都可以满足覆盖性、均匀性、连续性的部分要求,但是很少同时兼顾三个方面,同时所有的算法都是通过一次迭代确定性的完成流线布置,无法进一步优化流线的位置。因此,如何在流线可视化的过程中同时兼顾到三个方面成为一个关键问题。由于点的重心Voronoi图(Centroidal Voronoi Tessellation,简称CVT)具有在给定区域内均匀分布的特点,因此我们将重心Voronoi图概念引入到可视化领域,提出了基于流线重心Voronoi图的流场可视化方法,该方法可以同时在覆盖性、均匀性、连续性上达到较好的效果。论文的主要工作和创新点如下：·根据现有的点的重心Voronoi图的定义,对重心Voronoi图概念进行了扩展,提出了流线重心Voronoi图的概念。■利用近似计算方法将流线重心Voronoi图的计算表示成一个连续的变分优化问题,利用L-BFGS优化框架在流场中优化布置流线。·提出了基于流线重心Voronoi图的流场可视化方法,该方法可以同时兼顾到流场可视化的三原则：连续性,覆盖性和均匀性。■提出了基于非均匀密度的流线重心Voronoi图流场可视化方法,该算法在流场信息较为复杂的情况下,可以更好的完成流场的可视化效果。经过理论和相关实验分析,论文提出的基于流线重心Voronoi图的流场可视化方法,能够在可视化过程中同时兼顾到覆盖性、均匀性、连续性,具有较好的可视化效果。下一步还需要在定量可视化效果比较、流场密度的求解、动态流场可视化领域等方面继续深入研究。