海洋数值计算中非结构化网格自动剖分的改进算法

基于Delaunay三角化技术,提出了一种对任意平面区域三角形网格自动剖分的改进算法。该算法在网格质量判断方面,提出了一个新的几何参数,即过渡因子β,该参数结合了三角形形状因子和三角形外接圆无量纲半径,它不仅能够实现网格疏密区域的平稳过渡,而且能够保证三角形最大可能的接近正三角形;在向计算区域内加点方面,提出了列表排序法,该方法能够保证新增的网格点整体质量向好的趋势发展;最后利用迭代的Laplacian算法对生成的网格进行光滑处理。该改进算法具有区域适应性强、网格质量高、自动化程度高的优点。     

一种两维区域三角剖分算法的改进及其应用

经过对文献[1]S.H.LO方法的改进,考虑到海岸河口海区、河道等水域的特点,提出了一个在水动力数学模型中十分适用的三角形网格的自动生成方法,编制了三角形网格自动生成通用程序。该方法通过引入区域内节点间距函数,人为给定某一定值或渐变数值可在任一局部水域进行网格加密。应用该方法成功对胜利油田海域的数学模型计算域进行了三角自动剖分。     

三角形网格的自动生成及其局部加密技术研究

将目前比较流行的三角形网格生成方法前沿生成法和delaunay方法结合起来,形成一种新的三角形网格生成方法。利用节点的间距函数来控制计算区域内网格尺寸的变化和疏密过渡,优先处理边界尺寸最长边,逐渐在计算域内过渡生成网格尺寸减小的三角形,最终实现计算区域的三角化。同时利用源项加密和边界加密的方法将工程区域网格细化。     

任意多点共圆平面的Delaunay三角剖分在水动力数值模拟中的应用

针对任意多点共圆平面的Delaunay三角剖分问题提出新的计算方法,在不改变原点集的条件下找到任意Delaunay三角形后,随即判断其外接圆上是否存在其他的共圆点;在找到共圆点后,采用简单策略生成共圆点所围区域的三角网格,并对给定原始边界穿越共点圆的情况进行算法讨论。该算法在水动力数值模拟过程中增加的计算量较少,能取得较好的数模计算效果。     

一种基于分子动力学的网格划分方法

为生成船体典型结构四边形网格,提出一种基于分子动力学的网格划分方法。将正负带电粒子均匀地分布到网格生成域内,带电粒子在库伦相互作用以及Lennard-Jones势[1]的作用下在网格生成域内按动力学方程运动,并趋向于形成四边形形状分布。当带电粒子运动趋于稳定后,对其使用Delaunay三角剖分[2–3]划分网格生成域,合并相邻三角形后得到一系列偶数边形网格。对非四边形的偶数边形网格进行修补后,可以得到全四边形网格。实验结果表明,该方法能够生成质量较好的船体典型结构四边形网格划分。     

基于CATIA的船体参数化建模及稳性计算

基于CATIA的二次开发,提出了一种基于船舶AutoCAD型线图自动生成船舶三维实体模型和计算稳性的方法,该方法避免了大量的人工建模和计算时间。利用VB编程,基于型线图自动提取船体的三维点坐标,实现了船舶主船体线框模型、曲面模型和实体模型的快速自动生成,基于实体模型自动获取船体的BOM信息,并进行了船舶静水力和大倾角稳性的自动计算计算。最后,通过一个实船算例验证了该方法操作简单,计算迅速,较之传统计算方法结果更加精确可靠,具有较大的工程应用价值。     

基于点云数据处理技术测量车厢剩余冻煤体积研究

针对北方散杂货港口严寒天气造成敞车车厢卸载时冻煤黏连在车厢难以测量的问题，提出基于点云数据处理技术的计算敞车车厢剩余冻煤体积测量方法。首先，利用翻车机房出口上方的激光雷达获得敞车车厢的点云数据；然后，利用基于M估计随机采样一致性拟合平面的方法剔除侧墙的点云数据，采用欧氏聚类的方法对敞车车厢剩余点云数据进行聚类，得到敞车车厢剩余冻煤表面的点云数据；最后利用Delaunay三角化的方法重建剩余冻煤表面，计算Delaunay三角网格每个三角形投影到敞车车厢车底所形成的三棱柱的体积并且求和，实现对敞车车厢剩余冻煤计算体积的目的。     

维修工具使用的可达域计算及可视化方法

针对开展虚拟维修时相关仿真软件缺乏维修工具使用时的可达性分析功能之问题,提出一种可达域计算方法以及可达域的三维可视化方法。首先,根据虚拟人手臂结构特点,计算出虚拟人手臂尺寸;在此基础上,结合工具的外沿点位置,给出工具使用时的最远可达距离计算方法;基于该距离值及虚拟人手臂长度值计算可达域几何体放大尺度,利用该尺度可以对工具使用时的可达域进行三维可视化。最后,结合Jack仿真软件,Tcl/Tk以及Python语言,实现了维修工具使用可达性的分析功能。仿真实例表明:所实现的方法能满足工具使用时的可达性分析,所提供的仿真报告自动生成功能有助于仿真人员编制报告。     

动网格技术中局部重构方法的改进研究

Delaunay三角化方法是生成非结构网格常用的方法之一,其生成效率比阵面推进法高,但布点能力较弱.在解决大位移运动时常用方法是网格局部重构,但网格重构会增加计算工作量.文中针对局部重构方法中的窗口边界确定方法进行研究,提出了一种改进方法,不仅可以提高Delaunay三角化方法的布点能力,而且省去了繁琐的窗口边界提取步骤,提高了运动网格计算速度和网格质量;利用无量纲半径作为程序全局变量,在保证网格质量的前提下,提高了运动网格的智能性,减少了人工干预.     

基于CATIA的船体参数化建模和稳性计算

基于CATIA的二次开发,提出一种基于船舶AutoCAD型线图自动生成船舶三维实体模型和计算稳性的方法,该方法可避免大量的人工建模和计算时间。利用VB编程,基于型线图自动提取船体的三维点坐标,实现船舶主船体线框模型、曲面模型和实体模型的快速自动生成,基于实体模型自动获取船体的BOM信息,并进行船舶静水力和大倾角稳性的自动计算。通过实船算例验证,该方法操作简单、计算迅速,计算结果与传统计算方法相比更加精确可靠,具有较高的工程应用价值。     

水深三角网的快速构建及优化算法

Delaunay三角网目前被广泛用于等深线绘制,但存在将浅水区划入深水区的可能性,形成不合理的海底地形走势,从而对舰船航行安全构成危险。讨论了快速构建水深三角网的基本策略,如网格划分、逐点插入法、Delaunay子三角网的合并,提出了浅点相割算法。此算法通过比较相邻三角形顶点水深,对Delaunay三角网进行局部优化,构建合理的、符合航行安全原则的等深线。通过实例分析,证明本文所提算法是切实可行的。     

凹包内散乱点集Delaunay四面体角度剖分算法

在邵铁政[1]三维空间散乱点集Delaunay四面体剖分算法的基础上,提出了一种不含有除法运算(不存在被0除或丧失计算精度的情形)的通用的判定空间两三角形内交的算法,可以实现凹包内散乱点集的Delaunay四面体剖分。该算法已经通过Fortran语言编程实现并且给出了算例。     

凸包内空间散乱点集Delaunay四面体角度剖分算法

提出空间散乱点集Delaunay四面体剖分的一种新算法,定义了一个新的Delaunay四面体判定标准即最大球缺角,并在Fortran平台上实现了这种算法,验证算法的准确性和高效性,对于解决空间De-launay四面体剖分来说是一个新的计算思路。将Delaunay四面体的判定改进为量化的判定,这样的判定方法相对以前的方法更容易、更快捷。     

AutoCAD环境下河床冲淤程序设计

冲淤计算是河流、海岸、港区等水域分析和预测河床变化的基础.通过收集不同时期水下地形数据,基于Delaunay三角网生成的数字高程模型,根据河床局部空间区域体积变化,以三维空间垂直三棱柱体作为基本单元,利用VBA强大的可视化用户界面及其编程语言开发出基于AutoCAD环境下的冲淤量自动处理程序.为VBA的二次开发应用和研究提供了有益的参考.     

三角形网格自动生成技术的应用

经过对文献 [1]方法的改进 ,考虑到海岸河口海区、河道、湖泊、水库等水域的特点 ,提出了一个在水动力、水环境数学模型中十分适用的三角形网格的自动生成技术 ,编制了三角形网格自动生成通用程序     

铁路车辆承载鞍鞍面内弧半径测量系统的研究

阐述了用线激光三角法进行铁路车辆承载鞍内弧半径测量的方法,提出了一种可行的标定方案,通过计算得到测量系统的参数初值,并由此确定标定点的选取,通过三坐标机的探针在平台上移动来获取标定点的坐标,得到二维标定表,利用插值获得承载鞍内弧曲面的坐标,由此拟合出内弧轮廓的方程并来求得承载鞍的半径.     

基于铺砂船的自动锚泊定位系统设计与实现

针对用于香港机场三跑道建设的铺砂船锚自动泊定位控制系统进行研究，在保证其动态定位精度为50 cm的前提下，开发出一套全新的自动锚泊定位控制系统。通过对控制模型进行分析并指出该系统存在的难点，采用模糊状态机控制方式对船舶中心点与起始点、船舶控制点与工作线的偏差距离和船舶中心线与工作线的角度偏差进行模糊化，船舶状态根据模糊化后的位置偏差和角度偏差等级综合进行划分，在不同状态采用不同的控制参数。根据铺砂船的实际应用效果，验证了该控制系统具有较高的精度和响应速度。     

激光船模轨迹仪研制

激光船模轨迹仪采用激光扫描三角法和微机处理,能自动测量船模的轨迹和二维姿态,为船舶和海洋工程研究提供了新颖的、自动化的测量手段。本文着重阐述该仪器的工作原理和性能分析,并介绍该仪器的技术指标及在船舶操纵性和耐波性研究中应用的情况。