事故车辆局部变形精细计算与模拟系统

在收集汽车碰撞事故相关典型案例基础上,以事故车辆局部复杂变形区域为研究对象,采用有限元方法、六面体网格生成算法及十节点曲边四面体对事故车辆变形部位变形前后划分网格.针对各网格单元,采用车辆动力学及弹性力学理论建立碰撞力计算模型以及碰撞瞬间速度计算模型.在汽车碰撞事故虚拟再现分析中,通过拟合网格单元以较高的计算精度得到事故发生前汽车的运动速度大小和方向.     

挤压铸造计算机模拟软件前处理技术网格剖分的研究

对数值分析对象的(几何)模型进行网格剖分是前处理技术研究的核心内容,它直接关系到后续计算模块以及后处理模块功能的实现.文中以导入的STL文件为输入数据,通过有限差分的方法,将原有的线框模型划分为网格模型.针对网格剖分过程以及显示过程出现的问题,开发了用于自动处理STL文件孔洞以及奇异点问题的错误诊断与容错系统,提出了用于网格显示的表面网格和网格偏移算法.     

基于动态流场数据的虚拟港口建模方法

为了实现港口数字化升级，提出了一种基于动态流场数据的虚拟港口建模方法；采用三维重建模型从无人机倾斜摄影影像数据中重建了港口几何特征，获取高精度三维模型；引入了基于二次误差度量的边折叠算法简化模型，以避免数据量过大致使渲染效率低的问题；分析了欧拉法数值计算过程中的高耗时环节，建立了神经网络模型学习流场演化特征，加速投影项计算得到实时变化的流场数据，通过流场数据驱动水流动态渲染，结合光滑粒子流体动力学方法表现水流与船舶、陆地的交互动态，在保证渲染实时性的同时，提高渲染真实感。研究结果表明:重建的港口三维重建模型顶点数量可达3 320 937个，重建的网格模型在Meshlab中渲染频率为78.7 Hz；经过模型简化降低90.0%的模型顶点数量后，模型顶点数量缩减为332 836个，渲染频率提升至108.7 Hz，模型简化后几何误差小于2.0%；在256×256的流场网格下，采用神经网络加速的网格流体计算方法所得水流速度场平均更新间隔约为17 ms，平均仿真精度为88.6%；通过开源图像引擎驱动流场数据和港口三维模型，平均渲染频率可达50.5 Hz。可见，该方法可有效解决高精度实时渲染中的关键问题，以达到仿真精度与渲染效率间的动态平衡，在精度损失较小的情况下实现较高精度的虚拟港口建模与实时动态仿真。      

分布式自适应网格交互多模型JPDA算法

将自适应网格交互多模型(AGIMM)算法和联合概率数据互联(JPDA)算法相结合,提出了用于多传感器多目标跟踪的分布式自适应网格交互多模型联合概率数据互联(DAGIMM-MSJP-DA)算法.该算法在航迹关联检验阶段结束后,融合中心采用模糊加权方法对不同传感器关于同一目标的各模型概率、各模型状态估计及其对应的估计协方差阵进行融合,从而得到关于目标的总体状态估计和相应的估计协方差阵,并将融合后的各模型概率反馈至各传感器以便进行统一的、更为精确的网格自适应调整.最后通过计算机仿真验证了该算法的有效性和正确性.     

基于网格模型与K-Means算法的交通状态演变特征

为利用海量网约车轨迹数据实现对城市交通状态的高效识别与分类,对成都市网约车轨迹数据进行预处理,构建城市交通状态识别网格模型,根据模型判别网格的交通状态。利用K-Means聚类算法对不同时段的交通状态进行聚类,并将交通状态分为持续畅通型、轻度缓行型、持续缓行型、持续拥堵型4种类型,从时间维度和空间维度分析不同网格的交通状态演变特征。结果表明:研究区域内交通状态相对稳定,持续拥堵区域分散,持续缓行区域较为集中。基于网格模型与K-Means算法的交通状态识别方法能够实现对交通状态的快速判别与聚类,可实现对不同城市交通状态的识别。     

基于随机高级Petri网改进型网格资源调度算法

网格环境下资源是分布的、异构的、动态的,因此对网格资源管理和调度是具有挑战性的问题．文章采用随机高级Petri网模型来描述网格资源调度问题,并在此基础上改进了Sufferage算法．考虑了网格调度执行前输入数据和执行结束后输出数据的存取和传输时间及调度的执行时间．还在追求任务最小完成时间的同时考虑了用户QoS要求．仿真试验结果表明,改进型算法能够大幅提升网格平台满足用户QoS要求的能力．     

基于型面曲率的三角网格快速自适应细分算法

提出一种基于型面曲率的三角网格快速自适应细分算法．该算法通过建立三角网格动态空间索引结构,快速准确获取局部型面参考数据并计算型面曲率．对曲率较大区域进行细分,对较平坦区域只进行网格顶点重定位,不进行面片分裂,实现三角网格的自适应细分．实例证明该算法可提高模型的光顺性与细分效率,以相对较少的面片准确表达模型型面特征信息．     

网格尺寸与湍流模型对柴油机燃烧模拟的影响

以某小型高速柴油机为例,建立不同网络尺寸的燃烧室数值模型,应用化学反应动力学燃烧模型,对比研究不同网格尺寸对燃烧模拟的影响,并利用中等网格尺寸的燃烧室模型研究标准k-ε、ζ-f、RSM-SSG 3种湍流模型对燃烧计算的影响。研究发现:网格尺寸和湍流模型对燃烧中的宏观参数影响不明显。3种网格尺寸模型计算得到的CO和C_2H_4的空间分布在微观上存在明显差别,网格越精细,不完全燃烧产物在油束前锋的火焰中心处越集中;3种湍流模型计算得到的CO和C_2H_4的空间分布形态相似,但浓度的时空分布存在一定差别。     

SIG中基于资源代理技术的数据管理

由于空间数据类型、管理机构的多样性,以及构建数据服务系统的历史渐进性,不同空间数据网格平台之间的数据互操作能力难以提高.基于代理的数据管理模型,可以在最大程度地保护数据源独立运行性的前提下,屏蔽复杂数据系统间的异构特征.文中探讨利用存储资源代理技术（storage resource broker,SRB）,实现异构数据平台之间一体化的数据检索和访问.描述了空间信息网格（spatial information grid,SIG）环境中,基于SRB的异构数据网格互操作接口设计和信息通信流程,并对实验结果进行了分析.     

一种面积加权的半边折叠网格简化算法及其递进网格构造

以二次误差度量方法的边折叠为基本方法，实现一种面积加权半边折叠三角形网格模型简化的算法．该算法除了考虑顶点周围三角形的法向量外还考虑其他几何特征如三角形面积等来计算边的折叠代价，能够有效地对网格模型进行简化；采用递进网格表示方法存储网格信息，能够生成连续的细节层次模型，支持模型的多分辨率表示、任意精度简化等操作．文中还给出了应用实例和分析数据。     

基于帧缓存的多角度影像精细纹理映射方法

三维建筑物模型纹理映射方法通常针对单独平面选取单一影像投影,然而单张关联影像通常存在部分遮挡问题,影响纹理映射质量. 为此,本文提出一种基于帧缓存纹理绘制技术的多角度影像精准纹理映射方法. 首先将单体化精细建筑模型和倾斜摄影测量解决方案生成的三角网模型配准,再根据建筑模型空间特征进行纹理绘制基元提取;然后根据纹理绘制基元对三角网模型生成虚拟渲染相机,利用帧缓存纹理绘制方法,获取帧缓存对象并提取纹理,最后通过纹理绘制基元映射到精细建筑物模型表面,实现三角网模型到精细单体化建筑模型的自动纹理映射. 利用倾斜摄影测量数据进行实验,实验结果表明,相比传统方法,本文方法减少了14%以上的不良纹理比率,纹理空间压缩率达到14.21%,且具有更精确的纹理映射效果,能满足精细建筑模型的纹理重建需求.      

道路地形动态三维可视化及相关属性查询研究

采用CDT理论建立道路与地形整体模型,并转化成格网模型进行三维显示;采用小波算法对格网地形模型进行简化,成功应用在道路三维场景实时浏览中;根据OpenGL技术原理,解决了三维空间数据与地物属性数据库的连接;在三维空间中,通过鼠标点击获取三维空间目标,再从地物属性数据库中返回此目标的属性数据,供设计者参考.     

基于网格平面化的三维数字水印算法研究

提出了将成熟的二维数字水印技术运用到三维模型水印的思想。鉴于寻找三维模型几何与拓扑不变量的难度，提出了将三维数据转换到二维空间，直接运用二维水印算法。利用平面参数化建模方法，把原始几何信号转换成具有相同频谱特性的平面信号，实现了基于网格平面化的三维数字水印算法。     

并行时域有限差分法网格自动剖分技术

为了构建适合于时域有限差分法求解的离散几何模型,摆脱大量繁杂的手工操作,提出了一种高效的大规模并行时域有限差分法网格自动剖分技术.该并行剖分方法将三角面元计算机辅助设计模型文件作为输入数据,能够自动建立包含多种介质的任意三维实体网格模型,且其并行执行过程中无需过多的数据交换,并行效率可达99%.基于该离散模型自动生成技术,采用时域有限差分方法,计算了含微带板的简易计算机机箱耦合效应,其计算结果与商用电磁仿真软件的计算结果相吻合,表明该剖分方法的准确性.最后,通过250个处理器核,并行剖分了网格规模约6亿的某真实计算机机箱模型,其并行剖分时间仅为0.2 s,验证了该并行剖分方法的高效性,表明该网格剖分技术能有效地解决大规模并行时域有限差分法的离散几何建模问题.      

复线铁路线路三维模型建立方法

应用表面剖分原理，研究了复线铁路三维模型的构建方法，将地形、桥梁、隧道等实体表面分割为一系列规则的曲面，并用格网对其进行描述。将路基的边界点投入到地形三角网中构建新的三角网，并删除位于边界内的三角形，从而将地形与建筑物三维模型拼合在一起形成路线三维整体模型，通过集成AutoCAD及3DS MAX达到对路线三维造型的目的。应用结果表明该方法具有建模速度快，可靠性高的特点。对构建复线铁路线路三维模型是可行的。     

基于STL快速重构平面有限元网格边界

根据平面有限元网格中边界的特点,利用C++标准模板库(STL)中set、map等容器的数据访问特性,用set分析识别出网格边界,用map将散乱的边界连成环线,建立了识别边界且形成边界环线的快速算法,实现了基于平面有限元网格数据重构网格边界的目的。示例演示了算法的可行性。     

基于球面图像的三角网格模型分割

为了从局部形状的角度实现对三角网格模型的管理和重用,提出了一种基于球面图像的三角网格模型分割方法.通过球面参数化及球面划分,将三角网格模型的表面属性信息映射到球面图像中;利用成熟的区域生长、区域合并图像分割算法对球面图像进行分割;将球面图像的分割结果转换为三角网格模型的分割结果.实验结果表明:该分割方法可以对不均匀的低分辨率三角网格模型进行有效分割,降低了几何属性估算对分割结果的影响,不会发生过分割现象,不需要进行分割的后续处理.     

适于自适应网格加密的数据结构和算法

在简述四叉树网格自动生成方法的步骤和特点的基础上，提出了一种适合局部网格加密的数据结构和算法。基于这种数据结构和算法，可以很容易地利用四叉树网格法对局部网格进行修正，并能保证粗细单元之间的有效过渡。这个特点在自适应ｈ－方案中是十分重要的。本文最后给出了三个性能测试例子，验证了该数据结构和算法的有效性。     

三维实体有限元模型网格图的消隐问题

本文讨论三维实体有限元模型网格图的消隐问题。分析了它的数据结构、几何特征及图形表达等方面的特珠性,并对这类图形的计算机绘制计算方法作了初步探讨,提出了一些实用算法,并给出实例。      

堆垛机器人结构力学分析与优化

利用Pro-E建立堆垛机的三维实体模型,导入ANSYS软件对堆垛机进行分析,采用有限元法建立结构的静力学模型,进行简化与有限元网格划分,按照堆垛机的满载情况完成载荷的边界条件的加载,进而计算结构的节点位移、单元应力和应变等结果,对双立柱堆垛机的结构强度进行分析,为机体的设计和制造提供了理论依据.