基于行人运动模型的人群疏散三维仿真

以人群运动过程中人与人和人与建筑之间的相互作用为出发点,探讨了行人群集行为疏散模型及三维仿真问题．建立了一种基于人员行为细节的微观离散仿真模型,采用蒙皮动画和有限状态机技术实现对人物行为和人物模型细节状态的控制,可以实现人群疏散过程的动态三维可视化仿真．     

三维主动式汽车驾驶仿真系统的实现

应用虚拟现实技术，结合汽车驾驶仿真的特点，对三维主动驾驶仿真系统的结构，特点及设计方法进行了探讨，并根据该设计方法实现了该仿真系统。     

压电陶瓷驱动微小型机器人的运动分析与仿真

为满足桌面工厂对机器人在平面内大行程、高精度和全方位运动的要求,研制了一种压电陶瓷驱动的微小型机器人.该机器人采用stick-and-slip运动原理,通过压电陶瓷和电磁铁的配合动作,在铁磁性工作表面上实现了前进、后退、左转、右转和原地旋转运动.在假设平行配置的压电陶瓷驱动器在每一步的运动过程中保持平行基础上,分析了一步运动中机器人的4个支撑脚的坐标变化情况,进而推导出在该条件下反映机器人位姿变化的运动学差分模型.计算结果显示,机器人直线运动最大步长为0.042 0 mm,旋转运动最大偏转角度为0.185°/步.通过开环轨迹控制、点-点位姿控制和路径跟踪闭环控制实验,验证了机器人应用于桌面工厂时的可行性.     

车削加工切屑卷曲及运动的三维模型研究

对切屑的三维卷曲模型进行了详细的分析，认为切屑具有上卷、侧卷和横卷3种基本的卷曲形式．切屑的运动在加工中是沿着进给方向前进，因此需要对切屑模型向进给方向变换，才能更好地描述切屑在空间的运动形式．切屑运动研究为切屑仿真以及实际加工中控制切屑的形成和折断打下理论基础．     

仿人形机器人运动的自适应控制

用Danevit-Hartenberg坐标变换法推导了仿人机器人的动力学与运动学方程,建立了仿人机器人的广义雅可比矩阵.设计了自适应控制器,以保证该仿人机器人系统的渐近稳定.给出了该机器人在做高难度舞蹈动作时各关节的运动轨迹以及仿真截图.结果验证了该方法的可行性和有效性.     

斜拉桥基于OpenGL的参数化实现三维模型的建立

结合斜拉桥自身结构特点，通过以VC＋＋为平台，结合OpenGL图形库和计算机图形学的知识来建立斜拉桥三维可视化模型。利用设定参数化的方法进行斜拉桥建模，通过对话框来输入和存储设定的参数，使得建模参数分类清晰，系统操作方便、快捷。主要通过对斜拉桥主要构件的设定，桥塔、主梁等参数化建模过程．及完整模型显示，来说明利用该软件实现对斜拉桥模型的精确建立。     

基于VRML的陀螺仪三维仿真

利用虚拟现实语言VRML对陀螺仪的三维结构和基本特性进行仿真,实现了三维交互演示陀螺仪结构和基本特性,使陀螺仪学习者在学习过程中能对陀螺仪有一个更加直观的认识,为理解陀螺罗经的指北原理提供了一条简洁、直观的手段.文中叙述了在虚拟环境下实现陀螺仪三维动态仿真的过程并给出了相关的源代码.     

基于Matlab的机械手运动学分析与仿真

在Solidworks中对上下料机械手进行三维建模,运用Craig版本的D-H法来描述机器人的连杆参数和关节变量,运用代数法求解出其运动学方程,在Marlab Robotics Toolbox中运用Link函数对其建模,并对其进行正向和逆向运动学仿真,从而验证数学方程的正确性。选取一小段路径对其进行轨迹规划,得出机械手末端执行器的空间轨迹以及各关节连续平稳的位移、速度和加速度曲线,延长了机器人的使用寿命,为机械手后期的动力学分析和控制研究提供了一定的理论基础。     

拖缆系统运动仿真

建立拖缆的三维运动模型,通过欧拉角的变换把拖曳线列阵微元段矢量动力平衡方程在局部坐标系下展开,在时间和空间上作中心差分数值离散.程序能够计算不同航速定常直航状态下列阵的阵形与姿态,可解决不定常运动（例如回转运动）、考虑海流等多种运动状况的阵形预测.取有关文献资料中的拖曳线列阵进行了直航、回转运动计算,计算结果与相应文献资料中计算和试验结果基本吻合.     

事故车辆三维翻滚运动的轨迹模型

为了再现汽车三维碰撞事故,构建了车辆三维坐标系,根据碰撞冲力矩与反向重力矩的关系,推导了车辆纵向倾覆与横向翻滚的临界条件.利用运动学理论及动能转化关系,构建了地面反力作用下的车辆翻滚轨迹模型.以实际事故为案例,利用基于上述模型开发的事故再现分析系统与PC-Crash软件进行再现分析,并与事故现场车辆残留痕迹进行了对比.结果表明,模型再现得到的车辆静止位置及姿态与事故现场一致,再现轨迹除小客车左前轮曲率略小于实际残留痕迹外,其余轨迹与现场痕迹一致.      

基于VRML的内燃机车三维仿真

将多媒体、因特网和虚拟现实（VR）三种技术结合起来建立机车仿真系统进行人员培训,有助于机车操作人员和机车检修人员快速掌握内燃机车的有关知识,保证内燃机车安全运行.本文简单介绍了VR和VRML（虚拟现实建模语言）,说明了建立内燃机车三维仿真VRML模型的方法,即采用其它三维建模工具建立三维模型后导出为VRML模型;指出了建模过程中出现的问题,给出了解决措施,即灵活使用简化模型和详细模型,对导出的VRML模型再处理,使其具有更好的效果;最后给出了模型实例和应用情况.     

含柔性构件机构运动可靠性仿真分析

提出了一种当机构中存在柔性构件时的运动可靠性仿真方法：利用ADAMS中离散柔性连接件产生柔性体的方法,蒙特卡洛法参数化生成柔性件时需要选择的起始和终止Marker点的坐标.每次仿真开始时调用ADAMS宏命令生成柔性体、添加相关联的特征及约束,仿真结束后将该柔性体及与其相关联的特征、约束删除,ADAMS命令语言编程实现该过程.以曲柄滑块机构为例,对比分析了刚体情况下及考虑构件柔性变形情况下机构的运动可靠度.     

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依据模拟驾驶区段的工务数据,在模拟驾驶过程中实时地生成三维视景.根据平面几何和立体几何的基础知识,设计三维空间直线和圆曲线对象的空间走向求解公式,以及以线路中心线为基准的纵断面顶点坐标求解公式.在将坡道、曲线重新组合的基础上,以线段为单位,计算轨道线路中心线的空间走向,根据线路、设备(设施)的纵断面结构,依据线路中心线的空间走向,求解纵断面的顶点坐标,构造三维视景所需要的三维平面要素.同时结合列车的运行状态,确定列车的空间方向,将线路的三维视景经三维平移、旋转得到驾驶场景.使用结果表明,三维虚拟场景能够还原真实场景,帧频率可达25fps,满足真实和实时的要求.     

三维建模及动画在拱桥中的应用

在使用CAD完成整个桥梁的设计后 ,根据CAD的主要设计数据使用 3DSMAX这一软件 ,通过建模、赋材质、动画等综合技术 ,赋予桥较为真实的面貌 ,使桥真实、直观、形象地展示在人们面前 .通过三维建模和动画丰富了桥的再设计 ,笔者在运用 3DS、MAX、开辟多维设计定向 ,进行桥梁再设计方面作了有益的尝试     

开挖边坡的三维有限元稳定分析

用强度折减有限元方法对开挖边坡进行了三维稳定性分析．计算结果表明：对于约束效应不明显的开挖边坡,边坡的初始破坏面在边坡的中部,随着折减系数的增大,边坡的破坏由边坡中部向两侧扩展,最终边坡在空间上形成匙状或贝壳状的立体土体破坏;当边坡的纵向长度与开挖深度的比值大于4时,边界约束条件对边坡稳定安全系数影响不大,可以近似地按平面应变问题进行分析;对于角部约束效应明显的开挖边坡,当边坡中部剖面发生破坏,边坡角部剖面几乎也同时达到破坏,其稳定安全系数是按平面问题分析结果的1．3倍多,类似的实际问题如果按二维平面应变方法进行分析,其计算结果应用于工程设计中是偏于保守的．     

风帆助航船舶运动模型

分析了处于复杂环境下的风帆受力, 给出了风帆在最佳攻角下的受力函数。基于船舶运动与主机转速之间的耦合关系, 得出了船舶主机输出转矩与油门杆位置的拟合函数。以76 000DWT大型远洋散货船“文竹海”号为研究对象, 根据实船参数建立了4自由度的风帆助航船舶运动模型。仿真结果表明: 添加风帆后船舶速度增大, 横摇角减小, 但偏航增加。添加风帆后, 在相同时间内船舶行驶的里程、最佳攻角下的船速与横摇幅度都随风速的增大而增大, 但横摇角小于15°, 在安全范围之内。可见, 船舶运动模型符合实际船舶运动规律, 是有效的。     

三峡库区桥区河段船舶运动模型与仿真研究

三峡成库后,库区在建跨河桥梁日渐增多,为避免或减少船桥碰撞事故,从船舶驾驶与避碰的角度,以石忠高速公路忠县长江大桥为研究对象,运用船舶操纵理论,建立船舶在桥区水域受风、流影响偏航数学模型,并通过仿真技术模拟船舶在桥区河段运动航迹,显示船舶通过大桥上下行三维视景,为研究三峡库区跨河桥梁主动防撞提供理论依据。     

大型低速柴油机曲柄连杆机构的虚拟装配与运动仿真

应用SohdWorks软件在完成MAN BW 5S60MC-C型大型船用低速柴油机曲柄连杆机构装配体设计的基础上,再利用SohdWorks软件动画制作功能实现柴油机曲柄连杆机构虚拟装配及运动仿真。虚拟装配及运动仿真结果可以代替实物直观、生动展示柴油机曲柄连杆机构的结构和工作原理,并可以进行干涉检查,可以验证装配序列和装配路径的可行性,分析最佳装配次序等进一步的检测。     

轴承滚子表面三维形貌模拟

建立了油石超精加工的运动模型和切削模型，对滚子表面形貌进行三维仿真模拟，用VB语言编程驱动AutoCAD2000将各参数改变时工件表面形貌进行计算机仿真．用VB语言编程驱动Excel绘图直观地表示出工件转动的圆周线速度、油石振动频率、油石振动振幅、油石切削量等参数变化对工件外圆表面形貌和油石超精性能的影响．通过计算机仿真为油石超精加工技术提供了理论依据，拓展了油石超精加工技术的应用前景．     

武汉阳逻水道三维流场数值模拟试验研究

采用曲线正交网格处理复杂边界问题,在环境流体动力学模型的基础上,建立了长江流域武汉阳逻水道段水流模型,对该区域拟建设的武汉阳逻港区在建设前后的水流流态进行数值模拟,并结合模拟的结果提出合理化的建议。