流场实景可视化在水运工程中的应用研究

在水运工程水动力数值模拟可视化中融入地理实景,能丰富视景信息,达到直观显示的目的。文章以Google地球软件(Google earth)作为虚拟场景的图形平台,对二维水动力数值计算流场进行动画仿真,实现了对数模计算成果的实景可视化。为实现实景可视化,首先要获取Google地球软件的视图窗口句柄,用Windows API通过自编程序对Google地球软件进行控制,然后在特定视角下既有的地理要素中融入实测地形图,依顺序在虚拟场景中分层绘制并显示逐时刻流场矢量图,从而实现流场动画。采用对局部屏幕图像截取方法获得不同时刻流场图像,将不同时刻的图像文件作为关键帧压缩编码生成动态影像文件。以实际人工岛建设工程项目为例,展示了实景动画可视化显示效果。     

三维场景中截面流场绘制技术研究

回顾以往三维流场显示中的平面式截面流场绘制方法,分析其表现方式的不足,提出置于三维场景中的截面流场显示方式。通过对水平及垂直截面的生成算法和截面流场投影算法的研究,找出适应于复杂边界和地形条件下的高效截面生成算法;基于WPF三维图形平台,以灵活的示踪粒子布设方式,采用C#编程语言编制软件予以实现;将标量场数据作为截面显示材质,实现了截面附加标量场;截面流场模拟可以动态跟踪水位变化,在场景中同时对多个水平或垂直截面流场进行模拟,丰富了对流场三维特性的表现。     

一种二维态势显示与三维视景一体化系统设计与实现

在介绍当前二维态势编辑软件与三维视景仿真软件优缺点的基础上,提出一种二维态势编辑显示与三维视景显示一体化的思想来解决独立的二维态势与独立的三维视景显示的不足之处,有机地结合了二维态势的宏观性、整体性、抽象性和三维视景的现实性、直观性的优点,克服了二维态势的抽象多义性和三维虚拟场景漫游的迷失感,并且编程实现该设想.     

船体局部曲面结构造型的三维设计

二维设计广泛适用于船舶整体结构设计中,但针对船体局部曲面结构造型设计,只能显示二维图像,造成工作人员识图难度大,设计周期长。为此提出船体局部曲面结构造型的三维设计。依托Parasolid三维设计软件,使用Parasolid图形内核函数库,完成三维基础模型建立;通过三维静态力学条件分析,优化基础模型结构;采用三维动态力学分析,检验模拟环境下曲面结构的安全性能,实现三维设计;实验数据表明,本文提出方法,减低设计周期,造型设计显示直观,减轻识图难度。     

基于MATLAB的带自由表面粘性流场数值模拟

本文基于VOF方法并运用科学计算软件MATLAB,在统一笛卡尔网格中,利用有限差分离散求解不可压缩Navier-Stokes方程,模拟带自由表面的二维粘性流场并实现可视化,同时,通过MATLAB并行计算工具箱的运用,提高计算效率,缩短计算时间。利用该程序对二维溃坝过程进行模拟,验证了该程序的有效性和可靠性。     

二维数字滤波在物理模型流场测量系统中的应用

粒子跟踪测速(PTV)是一种非接触式的流场测量技术,它可以实时的获得二维流速平面的速度数据。PTV系统通过数字相机拍摄布撒在流场中的示踪粒子,得到前后两帧粒子图像,对图像中的粒子图像进行相关计算得到流场内各点的速度。文中主要介绍的是二维数字滤波方法在PTV流场测量结果后处理中的应用,通过数字滤波允许流速(可以看作U-V两方向的二维数值)中低频分量通过,同时阻尼和削弱高频分量,从而可以起到纠正错误流场数值的作用。文中以河北沧州港物理模型为例分析了Fourier变换(傅里叶变换)对PTV流场测量结果的滤波效果,并提出一套包含二维数字滤波、GIS(地理信息系统)流场显示在内的完整方案以便用于自动连续地处理流场测量数据。     

二维潮流悬沙动边界数值模拟研究

采用二维潮流和泥沙运动方程作为控制方程,对刘樟州浅段进行完全的数值模拟,对水文测验点的潮位、流场(流速、流向)、含沙量及地形进行验证。结果较好地模拟了此区域流场、含沙量的变化。为进一步优化工程方案提供了科学依据。     

基于LES方法圆柱绕流三维数值模拟(英文)

采用计算流体软件CFX5中large.eddy simulation(LES)模型计算了均匀流场中三维圆柱绕流的水动力特性.使用有限体积法对三维N-S方程进行求解.数值模拟着重研究了高雷诺数时展向各截面的压力、阻力、升力及涡管特性.数值计算结果表明:展向各截面柱体受力关于中截面对称且小于二维情况,柱体周围流场呈现明显的三维特性.     

水流数值模拟中的混合编程技术

FORTRAN语言计算效率高但图形功能弱,Visual Basic(VB)计算效率低而图形功能强。为了发挥两者的优势,实现FORTRAN资源的再利用,以VB6.0和FORTRAN95为开发平台,通过动态链接库(DLL),探讨和演示了VB和FORTRAN混合编程技术在水流数值计算中的应用,实现了VB可视化界面与FORTRAN强大的数值计算能力的相结合。并探讨VB调用Surfer 8.0进行嵌入式编程,对水流数值模拟的结果进行了图形化处理和动态的显示。     

同心筒式发射装置燃气排导研究

采用FLUENT软件通过求解二维N-S方程，利用二方程紊流模型，对不同燃气排导结构的同心筒发射装置的筒内流场进行了数值模拟，得到了流场的参数分布，并给出了一些特性曲线，为深入研究这种复杂现象提供了重要的理论依据，同时对同心筒式发射装置燃气排导系统的结构优化设计有很大的参考价值。     

电子海图快速显示方法研究

根据电子海图的数据特点和单幅电子海图调图显示原理，提出了一种多幅电子海图拼图模式下的快速显示方法。该方法运用了计算机内存位图技术和内存缓冲技术，提高了电子海图显示速度和显示效果。该方法已被运用到某新型电子海图系统，并被证明能较好地解决拼图模式下无级缩放和快速漫游问题。     

三维地形表面的可视化实现

三维地形的可视化研究是当前对港口、航道等进行地形演变、泥沙淤积等分析研究的前沿课题 ,是快速、及时地再现地形三维信息及综合分析的有效途径。文中介绍了如何通过微软VB开发平台实现地形表面的三维可视化 ,并实现三维图形的缩放、旋转与输出。     

基于C8051F040的直流电机调速系统设计

本文介绍了由混合信号处理器C8051F040和电机驱动芯片L298N构成的直流电机调速系统。并对相关寄存器设置及工作方式作了详细的说明,给出了系统硬件设计原理框图以及C语言控制程序。     

深水半潜式钻井平台DP3动力定位能力分析

以一座深水半潜钻井平台为对象,研究其动力定位系统的定位能力。依据API规范对动力定位能力的分析方法和要求,对半潜平台动力定位系统进行环境载荷的计算与分析,建立了动力定位系统的分析模型,编制了动力定位能力计算程序,针对平台推力系统的完整模式和各种失效模式,计算并绘制了平台在作业工况和待机工况下动力定位能力曲线和静态功率消耗曲线。计算结果表明,该平台的动力定位系统能够满足DP-3级别要求,能保证半潜钻井平台在设计海况下正常作业。     

基于ISO15016的实船航速修正方法

介绍了试航航速修正标准ISO15016（2002）的基本原理,根据载荷系数的变化建立平衡方程式,最终修正得到深水、平静海面、无风、无浪、无流条件下的船舶航速和功率。通过VBA编程,编制了一套考虑风、潮流、波浪、操舵、水温、航行状态和浅水等影响因素在内的船舶试航航速修正软件,并以1SO提供的算例对软件进行了检验,证明了该软件的可靠性。最后运用该软件对某散货船实船试航航速进行修正,并与模型试验预报结果进行比较,获得了相同的功率曲线变化趋势。     

稳恒电场发生器的研究与设计

电场测量是舰船水下电场定位、识别、防护与评估的基础,而电场测量设备的校准则离不开稳恒电场,本文根据电流连续性定理和均匀无源介质中的的稳恒电场的拉普拉斯方程设计了一款稳恒电场发生器,分析了产生气体的金属电极反应对产生的稳恒电场的影响,并用有限元分析软件分析了通过活动电极微调稳恒电场的方法,讨论了如何实现外部工频干扰电场的屏蔽以及如何应用稳恒电场发生器校准电场测量设备。     

基于STF切片理论的狭窄航道中船舶纵向运动研究

基于STF切片理论对狭窄航道中低速船舶的纵向运动进行预报,开发适用于中低速船舶辐射水动力计算的程序,通过数值计算求得wigley III船模垂荡和纵摇运动的附加质量和阻尼系数,同时将计算结果与实验值进行比较,结果吻合较好,验证了程序的有效性。在此基础上,进一步分析不同水深和不同航道半宽对船舶附加质量和阻尼系数的影响。     

三相永磁同步电机双闭环调速控制系统的设计——基于TMS320LF2407A和AT89C51

针对某装备中三相永磁同步电机调速的要求,采用TMS320LF2407A和AT89C51为核心设计了一电流、转速双闭环调速控制系统,给出了硬件原理图、关键器件、设计思想和程序流程图。实验结果表明该控制系统具有动态响应快、控制精度高、实时显示、数据存储、抗干扰强等优点。     

谈谈如何建立预防型安全网络

本文分析了当前网络安全防范的基本方法的不足,并针对这些缺陷提出了对现有方法进行综合管理,设计出预防型安全网络,并提出了建立这种安全网络的应该从建立安全方案入手,强调八个方面的管理,分别是建立一个安全方案、监测移动设备、开启无线网络加密功能、为无线路由器打补丁、封锁入侵端口、禁止潜在的可被黑客利用的对象、密切观注最新的可能的威胁、及时弥补已知的漏洞。     

半潜起重船动力定位环境载荷计算方法初探

以普通船型动力定位环境载荷计算原理为基础,研究了多立柱半潜起重铺管船定位环境载荷计算的特点,简要介绍了该船型动力定位环境载荷的计算方法,并编制了风、流载荷的计算程序,以2×8 000 t半潜起重铺管船为例进行实例计算。得到的总环境载荷和试验结果趋势比较接近,具有较大的工程实用意义。