SAR轨迹偏离条件下三维场景回波模拟研究

由于大气干扰的影响,雷达平台很难按照理想轨迹飞行,因此对SAR轨迹偏离下的三维场景回波模拟研究具有现实意义,但此方面在国内研究较少.文中基于SAR轨迹偏离条件下的回波信号模型,提出了适合此模式的SAR回波模拟频域算法,推导了SAR回波频域模拟公式,分析了算法的性能及应用范围,给出了仿真结果和结论,证明了所提算法的有效性和可行性.     

基于浅水海浪数值模型的近岸海浪仿真

针对航海模拟器中视景仿真的要求,对海浪进行实时仿真.在分析近岸水波模拟中几何合成法和物理方法的基础上,提出一种利用浅水海浪SWAN数值模型的近岸海浪仿真方法.该方法基于Gerstner海浪波形,通过对需要模拟水域进行水深数据采集,应用SWAN对网格化水深数据进行相应的计算,得到近岸海域的波高、相位以及频率数据.通过采样得到Gerstner波形所需参数进行合成.基于GPU实现了LOD海面的几何绘制和光学效果.实验表明,该方法在满足近岸水波数值特性的同时,绘制方法简单且速度快,能够满足航海模拟器近岸航行训练的需求.     

利用粒子系统方法模拟特殊景观

为了模拟特殊景观,采用粒子系统方法仿真模糊景物.以动态喷泉为例,利用牛顿重力学的基本理论,对模糊景物构建了简化的粒子系统力学模型.在VC开发平台下,使用openGL实现了特效景观的模拟.利用OpenGL的可移植性与MultiGen Vega提供的回调函数,将OpemGL编程实现的喷泉景观融合到MultiGen Vega环境中.实验结果表明,利用粒子系统方法仿真的模糊景物在视景仿真漫游中具有很好的实时性与真实性.     

基于海浪谱的3D海浪模拟

从海洋学的观测结果出发,利用海浪谱方法建立海浪的数学模型,使用LOD技术简化海面网格的计算量,并通过光照和纹理映射的渲染,实现深海区域的海浪模拟.实践证明使用该方法模拟海浪可以在实时性和真实感方面取得较好的效果.     

列车运行视景仿真中雨雪的模拟

在建立降雨、降雪过程数学模型的基础上,设计了实时雨雪粒子系统.介绍了该粒子系统的实现方法,包括粒子属性的定义与更新、粒子生命周期控制等.在该系统中,通过控制粒子的可视区域,模拟隧道或车站对雨雪遮挡效果.用简化的物理模型实时计算粒子的空间位置,用公告牌技术绘制粒子.实际应用结果表明,该粒子系统能够在复杂的列车运行场景中实时地模拟雨雪现象.     

目标坡度计算及模拟雷达显示回波改进

为改善模拟雷达回波性能,提高模拟逼真度,论文论述了海区目标的坡度计算,目标坡度与雷达回波的关系,利用坡度改善模拟雷达回波性能的方法,并通过示例验证了方法的可行性.     

基于选举模型理论研究股市特性

基于交互粒子系统之一的选举模型理论,构造了一个股票价格方程（模型）来实现股市价格和收益的模拟.文中讨论了选举模型理论中3个重要参数,强度、初始密度和网格维数,对股票收益统计特性及幂律分布的影响.为验证价格模型的有效性,对比上证综指、香港恒生指数及模拟收益,通过自相关系数分析、经典R/S分析法和修正R/S分析法来研究以上3个时间序列的长期依赖性.同时计算并检验了著名的Hurst指数,求取了以上3个金融序列的记忆周期.     

在役桥梁孔道密实状况冲击回波法的ANSYS/LS-DYNA计算评价

基于低频应力波的冲击回波法对桥梁预应力孔道注浆密实状况进行检测,是近年来新兴的研究方向。对在役桥梁的检测,以往仅能对预应力孔道施加侧面敲击来进行,且无法确定缺陷的有无及位置,现采用ANSYS/LSDYNA软件建立半圆柱体缺陷的模型进行模拟冲击,通过模拟实际检测情况下对模型侧面进行敲击,对非对称结构模型的响应结果进行系统分析,较为准确地判断出混凝土板中空洞缺陷的有无及其埋深,对冲击回波法检测混凝土板的实验操作和工程应用具有一定指导意义。     

船舶火灾模拟训练系统研究

船舶火灾模拟训练系统可以仿真船舶火灾的三维环境,对船员和消防人员进行模拟训练．在已研制船舶操纵模拟器的基础上对船舶火灾模拟训练系统各模块的组成及作用进行探讨,分析船舶火灾蔓延模型、船舶火灾仿真等关键技术．在优化大涡模拟技术和合理处理场、区、网模型间的边界耦合问题的基础上,提出了场区网模型模拟船舶火灾蔓延的过程．提出了采用物理模型方法,结合纹理技术和粒子系统方法模拟船舶火灾场景．     

基于非均质雷达图谱的沥青路面结构损伤识别技术

基于雷达图谱与深度神经网络的沥青路面结构损伤自动辨识方法存在数据量少且种类不均衡的问题,识别准确性与稳定性仍有待提高。提出基于非均质雷达图谱的路面结构损伤识别技术。采用探地雷达采集沥青路面结构裂缝与层间不连续病害,获取实测剖面图;基于时域有限差分法,模拟裂缝与层间不连续在匀质模型中的回波特征,与实测图谱组成数据集1#;基于芯样CT扫描图构建“沥青-集料”二相介质模型,模拟裂缝与层间不连续在二相介质模型中的回波特征,与实测图谱组成数据集2#;采用数据集1#和2#,分别训练YOLO v5深度神经网络。研究结果表明：数据集1#和2#在YOLO v5模型测试集上的m_AP@0.5为93.79%与96.33%,证明非均质图谱特征可丰富网络训练样本,并提高深度学习模型识别的准确性。     

基于无记忆非线性变换的相关非高斯雷达杂波的仿真

大量的实测数据表明,雷达杂波的分布特性明显偏离高斯分布。相关非高斯杂波的仿真主要包括对数正态、韦伯尔、K分布杂波的仿真。在杂波信号模拟中,需同时考虑杂波幅度概率分布和其相关特性。文中利用广义维纳过程的无记忆非线性变换法（ZMNL）来建模仿真,产生相关非高斯杂波。该仿真系统不仅可以实时动态地模拟实际采集的雷达杂波,而且可按给定的功率谱模型来产生满足非高斯分布的随机数据序列。仿真结果证明了此方法的有效性。     

Research on numerical wave tank based on the improved moving-particle semi-implicit method with large eddy simulation

Moving-particle semi-implicit （MPS） method is a new mesh-free numerical method based on Lagrangian particle. In this paper, MPS method is applied to the study on numerical wave tank. For the purpose of simulating numerical wave, we combine the MPS method with large eddy simulation （LES） which can simulate the turbulence in the flow. The intense pressure fluctuation is a significant shortcoming in MPS method. So, we improve the original MPS method by using a new pressure Poisson equation to ease the pressure fluctuation. Divergence- free condition representing fluid incompressible is used to calculate pressure smoothly. Then, area-time average technique is used to deal with the calculation. With these improvements, the modified MPS-LES method is applied to the simulation of numerical wave. As a contrast, we also use the original MPS-LES method to simulate the wave in a numerical wave tank. The result show＇s that the new method is better than the original MPS-LES method.     

基于小波变换的船用雷达海杂波小目标检测

强海浪中小目标回波的检测一直是船用雷达目标识别的难点,但现有的统计方法难以准确和全面地描述复杂的海杂波特性.要突破这一局限性,以获得对复杂现象更有效的描述,就迫切要求使用新技术.文中利用小波理论,针对强海浪下点目标和低矮宽大目标二类以往难以检测的目标,通过区分噪声、点目标、低矮宽大目标在小波变换下不同的奇异特征、设计了一套能够识别出点目标和低矮宽大目标的方案.     

视景系统的特效技术研究

探讨视景系统开发中的若干模拟特效,如粒子特效(如雾、雨、雪)的仿真、声音效果、GPS仪表指示器,及基于全局光照的烘焙渲染等技术.基于Cg的Shader多分辨纹理技术采用GPU硬件绘制方式,改进了传统的Mipmaping算法,提供了一种快速的实时绘制方法.这些技术增强了驾驶模拟器视景仿真系统的可视化效果.     

基于颗粒流离散元方法的行人动力学 模型及仿真研究

离散元方法是分析和求解复杂离散颗粒系统问题的一种高效力学数值模拟方 法,对于提高目前行人动力学模型中的求解效率,细致刻画行人运动中的力学关系具有 优势.本文利用颗粒接触理论中的软球模型描述行人的接触及挤压行为,以现有社会力模 型中的主观运动力作为外部输入,构建了基于颗粒流理论的行人运动模型,并在离散元 EDEM仿真平台上实现.通过对不同密度条件下行人运动行为及平均速度的仿真及统计, 对比实测数据,验证了模型的有效性;通过对比不同仿真平台的计算速度,验证了算法的 高效性.研究结果表明：模拟得到的行人流在不同密度下的行为符合现场观测,模拟所得 行人平均速度数据与实测数据基本吻合,所建模型具有较高计算效率.因此,基于颗粒流 理论的离散元方法能够实现对行人运动的模拟,且具有进一步的研究价值.     

改进的无迹粒子滤波在组合导航中的应用研究

粒子滤波算法是一种适用于非线性非正态约束的统计滤波算法.针对粒子滤波存在退化现象,从围绕增加粒子的多样性和重要性分布函数的选择出发,提出了一种改进的无迹粒子滤波算法.该算法是利用无迹卡尔曼滤波产生的近似高斯分布作为重要性密度函数,在每次迭代中,结合马尔科夫链蒙特卡洛使粒子能够移动到不同地方,从而可以避免贫化现象.将这种算法应用到GPS/DR组合导航系统中,仿真结果证明了采用改进的无迹粒子滤波方法能达到很好的跟踪效果.     

基于目的层预约的改进型粒子群电梯群控调度策略

针对单一粒子群算法的派梯策略优化运算过程中容易陷入局部极值点的状况,结合模拟退火理论,提出一种改进型的粒子群电梯群控派梯策略,应用到目的层预约的电梯群控系统中.通过仿真和对比试验可知,基于目的层预约的电梯群控系统能有效地提高服务的各项指标,改进型的粒子群电梯群控调度策略可有效减小乘客候梯时间和电梯启停次数,改善电梯运行性能.     

Sensitivity Analysis of Wave Slamming Load with Respect to Wind Load for Semi-Submersible Platform Design

A design of offshore floating structure is mainly based on the extreme response analysis due to the forces experienced. The extreme response can induce the negative air gap response and potential impact to the deck bottom of floating structure. It is important to predict the slamming load in order to check the strength of local structures which withstand the wave slamming. In recent years, studies of the effects of wind load on air gap response and slamming load are ignored. When the platform suffers the extreme wave, the wind is also harsh.Moreover, the wind load can affect the motion response of the platform. The wind load cannot be simulated easily by model test in towing tank whereas it can be simulated accurately in wind tunnel test. Though the model test results are not accurate enough for air gap and slamming load evaluation due to the loss of wind effect, they can be used as a good basis for tuning the radiation damping and viscous drag in numerical simulation. This paper aims at presenting the sensitivity analysis results of wave slamming load with respect to the wind load for the design of semi-submersible platform. As an example of semi-submersible drilling platform design, the wind tunnel test has been carried out, and the sea-keeping model test is also performed in towing tank, while the wind load effect is ignored. According to the model test results, a numerical model is tuned and validated by ANSYS AQWA. Sensitivity analysis studies of the relative velocity between water particle and platform surface and the wave slamming load with respect to the wind load are performed in time domain by the tuned numerical model.Five simulation cases about the presented platform are simulated based on the results of wind tunnel tests and sea-keeping tests. The sensitivity analysis results are valuable for the floating platform design.     

波浪对散体岸坡冲刷破坏的机理

针对波浪破碎的入射、上爬和回落3个阶段,分析了岸坡散体颗粒在各阶段的受力和运动状况,阐述了波浪对散体岸坡冲刷破坏的机理,指明了对散体岸坡受波浪冲刷破坏进行研究和防治的关键性因素.