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。     

利用GDI+实现二维动态流场实时模拟

文章总结了以往二维流场显示技术的特点,指出其不足。采用高效质点追踪算法,运用最新的软件编程技术,开发了拉格朗日法描述的二维非恒定流场动态模拟软件。软件图形编程基于GDI+,直接图形输出方式大大增强了动态显示的灵活性,先进的编程模式使得用户可在动态流场模拟同时控制显示方式,任意进行图形的平移、缩放操作,实现真正意义上的动态流场实时显示。     

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。     

谈快速船船模尾流流场的量测技术

本文简要介绍了快速船船模尾流流场的计算机定量流动显示测量系统的基本原理、图象处理及其误差。     

两维翼水动力振动和流场显示的粒子图像测速实验

在小型循环水槽中进行两维翼水致振荡显示实验。流场显示以ＰＩＶ技术为主,辅以染料示踪技术。试验证明了ＰＩＶ技术可以应用于被动振动非定常复杂流场的测量中,并对两维翼流体旋涡诱发振动响应进行了分析。     

附体与主体接合部的流场及不同连接形式对流场影响的试验研究

本文用氢气泡流场显示技术，实时观察了随时间变化的附体与主体相互干扰的马蹄涡流动的形成、发展和变化过程。采用的模型是用３：２椭圆作端部的ＮＡＣＡ００２０翼型附体与一平板主体相连接，这是国际上最常用的模型。     

潜艇含指挥台附体区域周围粘性流场的多块耦合计算

本文将作者先期发展的复杂流场多块耦地潜艇含指挥台附体区域周围粘性流场进行了计算。对由于指挥台而造成的潜艇后体不均匀流场作了较成功的数值模拟，为潜艇后体流场及尾流场的试验研究和理论计算打下了良好的基础。     

基于WPF的三维流场可视化研究

通过对多种三维流场仿真算法的研究,以WPF图形平台为基础,采用可视化编程语言开发了三维流场可视化系统。在三维地形、表面流场可视化的基础上,提出了置于模型域的多剖面流场并叠加标量场的三维流场呈现方式。同时采用示踪球追踪以及标识点迹线描述的方式反映流场的结构特性以及三维流场局部细节。可视化系统通过异步处理方式高效、流畅地呈现仿真流场。以三维溃坝模拟计算为例,验证了可视化平台的实用性。     

基于World Wind平台的海洋流场三维可视化研究

针对如何在庞大但杂乱无章的海洋流场数据中获取有用信息,提出了建立三维动态可视化的World Wind平台。以Codar地波雷达采集到的三维空间数据为基础,对其进行了预处理,包括格式变换、提取有效数据经纬度和速度矢量信息(X、Y、U、V)和求取数据的最大范围,将处理后的每一时刻数据依据点图标映射法进行颜色映射,依照颜色映射结果,将处理后的每一时刻数据利用Direct3D技术绘制成流场箭头显示的形式,并在此基础上剪辑成视频,实现在World Wind平台上三维动态可视化的显示海洋流场信息。结果表明,该方法可直观展示流场信息的动态变化效果,并能为挖掘隐含信息提供方法。     

楔形体入水初期流场的数值模拟

本文应用VOF方法对楔形体入水初期流场进行了数值计算与分析，并与楔形体入水初期流场PIV试验结果及高速摄影流态显示试验结果做了比较。结果表明，水下流场的流态与PIV试验结果一致，自由面形状与高速摄影试验结果一致，贴近物面有一股向上的射流，速度很高。本数值计算方法可以较好地模拟水下速度场、捕捉自由面形状，并能模拟入水喷溅现象。     

甬江及口外海域潮流泥沙数值模拟

建立了甬江河道及口外海域平面二维潮流泥沙数学模型,对2015年6月半个月的潮流场和悬沙场进行模拟,模拟结果与实测资料吻合良好。计算得到了研究区域洪季的余流场和输沙格局,结果表明:甬江口外余流整体由西北指向东南,河道余流指向下游;除口门局部水域,甬江口外输沙格局基本与余流场一致,悬沙经涨潮流的作用被带入甬江河道,致使河道内近口门处的输沙格局由口门向内;甬江口局部区域输沙格局与余流场存在差异的原因是悬沙输移与潮流运动存在时间上的滞后。     

茅尾海航道开发潮流物理模型试验研究

茅尾海浅滩位于河流出口与潮水相互作用的区域,航道开发面临特殊的水流、泥沙问题。借助潮流物理模型试验,模拟整个茅尾海海域潮流情况,对开发航道方案流态、潮流场变化进行模型试验对比分析,对航道泥沙淤积问题进行计算分析。试验及分析结果表明:3个方案中,瓦泾江出口航道挖深最大,航道水流增加最大,淤积强度也最大,不利于航道维护;大榄江航道方案B利用深槽,挖深较小,水流变化也不大,但航道最大横流最大,不利于船舶航行安全。鉴于在河流出口与潮水作用浅滩开挖航道将面临落潮归槽水流影响、局部流速及淤积量增加较大、航道拐弯处横流太大影响船舶安全等问题,航道开发应尽量利用横流较小的深槽,可适当进行开挖。     

我国大型集装箱码头装卸工艺模式选择的探讨

结合集装箱码头装卸工艺的现状、背景等，探讨我国大型集装箱码头装卸工艺模式的选择。     

湛江东海岛近岸潮流场数值模拟

将Smagorinsky亚网格模型引入ADCIRC潮流模型求解涡粘性系数,使模型在模拟近岸潮流方面更加合理。为进一步揭示中海油气开发利用公司广东沥青项目码头工程海域的潮流变化,利用改进的ADCIRC模型对湛江东海岛海域潮流场进行了合理地模拟和分析。结果表明该工程港池和进港支航道的开挖对湛江主航道影响很小。工程建设只改变了工程区海域的局部流态,并且新开挖航道的水动力条件有助于船舶顺流进港。     

测试系统中波形的神经网络识别方法

为满足自动测试系统对信号波形的智能化识别要求,在对现有的波形识别方法进行研究的基础上,提出一种新的波形识别方法;该方法在利用离散余弦变换（DCT）对波形进行频域特征提取的基础上,将模式识别与BP神经网络理论相结合从而建立波形特征匹配模板,最终实现对信号波形的智能识别;对比试验表明,该方法与最大相关系数法（MCC）、最大相关差值法（MCD）相比很好地解决了待测波形与模板波形匹配过程中的相位对齐过程,而且更加快速、高效。     

上海洋山港北港区潮流模型试验研究

通过潮流物理模型试验 ,模拟了洋山港区北港区布局方案实施前后 ,港池和航道流速变化特征、水流流态、港区通道潮流变化 ,并估算出通道水域水深变化。     

通州湾滩槽地形下围堤工程对潮流条件的影响

通州湾海区地形复杂,滩槽相间,形成涨潮漫滩和落潮归槽的潮流特征;同时又是粉砂质海床,泥沙易起动易落淤。潮流是该海区的主要动力,维持着该海区的滩槽格局。针对滩槽地形下复杂的潮流条件,以通州湾港区二港池匡围一期工程为例,利用MIKE21-HD二维潮流数值模型模拟分析不同东围堤特征工况下的潮流条件,推荐渡汛前的东围堤暂建长度,以控制堤脚位置的潮流流速。     

长江下游南京河段马汊河口航道流态及泥沙淤积特性研究

选择南京八卦洲河段马汊河入江口门,建立二维潮流、泥沙数学模型,对入江口门航道流态、水流泥沙运动特征以及口门泥沙淤积特性进行研究。结果表明,中、洪水条件下,八卦洲河段内不存在涨潮流,但口门内仍然存在往复流。河床冲淤变形计算结果表明,口门向内泥沙淤积呈由大到小的分布规律,口门回流区淤积厚度最大。不同水文特征年泥沙淤积程度不同,随淤积历时增长,泥沙逐年淤积量略有减少,且淤积泥沙由口门逐渐向航道推进。     

铜鼓浅滩泥沙起动和运移形态

对铜鼓浅滩泥沙的起动、运移形态进行了试验研究。结果表明 :铜鼓浅滩泥沙具有典型的淤泥质泥沙的运移特征。当水流单独作用时 ,该地泥沙很难起动 ,而在波浪或波、流共同作用下 ,该地泥沙一旦起动 ,即“悬扬”后将以悬移质形态运移。根据其流变特性和矿物成分 ,对该地泥沙难以起动的原因做了分析     

基于HMM-SVR的船舶动力设备故障模式识别与状态预测研究

船舶动力设备因故障监测信号样本少、变化缓慢且数据特征呈非线性,使得设备故障模式的准确识别和状态预测比较难。鉴于此,文章研究了基于隐马尔科夫模型的故障模式识别方法,利用该模型将微弱变化的信号特征转换为变化较大的对数似然概率对故障模式实现有效识别。在此基础上进一步提出基于HMM-SVR的设备状态预测模型,将遗传算法用于支持向量回归模型参数寻优,并结合隐马尔科夫模型,实现对设备状态的预测。对船用柴油机进行仿真,结果表明上述模型具有较高的识别率,能准确预测船舶动力设备的当前状态。