浅析三维仿真动画在海洋工程领域的应用

结合海洋半潜平台复杂场景动画制作,较好地介绍了三维动画仿真技术相关流程和技术应用,对于仿真设计新技术应用有借鉴作用。     

三维流场立体仿真软件研发

根据三维立体成像原理,利用计算机三维显示技术,以软件产品(TK-Animator)形式实现了对三维流场、波浪场的立体式仿真模拟,软件同时能实现对温度、盐度等三维标量场的仿真模拟。它运用微软最先进的WPF(Windows Presentation Foundation)技术建立三维场景,采用高效三维质点追踪算法、多线程编程技术,使得三维仿真模拟能够在普通计算机上完成。立体仿真模拟技术的采用,使三维场景包括流场中的示踪粒子可以有景深、分层次地展示出来。软件生成的三维立体片源可用于任何立体播放设备。     

三维完全非线性波浪水槽的数值模拟

用有限元求解拉普拉斯方程,采用满足完全非线性自由表面条件的半拉格朗日法追踪流体自由表面,离散单元采用20节点的六面体二次等参数单元,建立了三维完全非线性数值波浪水槽.把数值计算结果与水面初始升高产生箱体内流体运动解析解和二阶斯托克波理论解进行了对比,结果表明该模型是稳定的、守恒的,能精确模拟非线性波浪的产生和传播,为今后研究非线性波浪对船舶等非规则物体的作用提供了参考.     

水火弯板残余变形预报的数值和量纲分析(英文)

Line heating process is a very complex phenomenon as a variety of factors affects the amount of residual deformations. Numerical thermal and mechanical analysis of line heating for prediction of residual deformation is time consuming. In the present work dimensional analysis has been presented to obtain a new relationship between input parameters and resulting residual deformations during line heating process. The temperature distribution and residual deformations for 6 mm, 8 mm, 10 mm and 12 mm thick steel plates were numerically estimated and compared with experimental and published results. Extensive data generated through a validated FE model were used to find co-relationship between the input parameters and the resulting residual deformation by multiple regression analysis. The results obtained from the deformation equations developed in this work compared well with those of the FE analysis with a drop in the computation time in the order of 100 (computational time required for FE analysis is around 7 200 second to 9 000 seconds and where the time required for getting the residual deformation by developed equations is only 60 to 90 seconds).     

船舶三维视觉图像模糊目标清晰处理仿真

为保证船舶目标的识别效果,需提高船舶图像目标的清晰度。因此,研究船舶三维视觉图像模糊目标清晰处理方法。该方法采用立体双目视觉在2个视点下观测同一个目标,依据2个观测面的模糊核路径和三维空间内的船舶运动路径相对应的原理,获取船舶模糊图像的三维信息;采用局部模糊探测方法,依据获取的三维信息分割模糊目标图像,并将分割结果输入残差聚集网络模型中,通过模型的处理获取清晰化高质量目标图像。测试结果显示,该方法清晰处理后的目标图像对比度、边缘强度以及图像方差3个指标的结果均在0.933以上,可有效完成图像模糊目标的清晰处理,获取清晰的目标结果。     

AR技术下船舶导航系统交互界面设计

为充分利用AR技术优势设计船舶导航系统交互界面,合理展示船舶航行环境以及航行路线,确保船舶航行安全,提出AR技术下船舶导航系统交互界面设计方法。合理设计船舶导航系统交互界面架构,有效采集与预处理船舶航行环境信息,利用AR技术构建船舶航行环境三维虚拟模型,经法线贴图,凸显模型表面的细小轮廓特征后,使用改进插值算法完成模型渲染,增强模型高光效果,提升船舶航行环境以及航行路线可视化效果。实验结果表明,应用该方法能够设计出效果较好的船舶导航系统交互界面,导航效果理想,可确保船舶安全稳定航行。     

弧形工作闸门三维静动力有限元分析

弧形工作闸门的三维静动力有限元分析旨在研究该闸门在不同工况下的结构响应和动态特性。使用有限元软件,将弧形工作闸门的几何模型建模成三维结构,并设置相应的材料属性、约束条件和加载情况。通过施加适当的边界条件和加载,模拟不同工况下的结构响应。采用静力学和动力学分析方法,计算并评估闸门在各个工况下的应力、变形、振动等参数。在某些特殊工况下,如极端荷载或地震等情况下,闸门可能会出现一定程度的应力集中和振动增加,需要进一步考虑增加结构强度或采取减振措施,针对静动力的有限元分析将进一步为改进设计提供参考依据。     

海洋测绘技术手段在水下隐蔽工程结构检测中的应用——以水下三维全景声呐为例

本文以利用海洋测绘技术手段应用于沿海i陆岛交通码头、内河桥梁水下隐蔽工程结构检测的实际案例为依托,介绍了Teledyne Bluevew 5000-1350水下三维全景声呐系统的探测原理和方法,分析了实际应用过程中实现的目的和效果,总结了应用过程中容易出现的一些问题,并提出了使用过程中的改进措施和建议。     

三维激光扫描仪在高速铁路轨道线形测量中的应用

为解决传统轨道检测小车测量作业效率低、成本高、数据形式单一等问题,采用基于自由测站的三维激光扫描仪进行点云数据获取,通过对仪器技术参数及扫描模式分析,对点云平面及高程坐标精度推算,确定了设站模式、作业线路、设站间隔。结合16 km隧道内既有铁路轨道线形测量工程实例,对比了轨检小车与三维激光扫描仪在人员、设备以及作业用时方面的差别;通过对414站扫描设站精度进行统计,推导计算得出点云坐标平面精度可达2.45 mm,高程精度可达1.06 mm。通过自主研发软件提取轨道中线三维坐标,采用稳健平滑滤波进行去噪处理,结果表明,点云中线坐标与静态轨检小车测量结果横向偏差平均值为2.7 mm,高程较差平均值为3.9 mm。     

基于三维线形运行速度的山区旅游公路线形

公路线形设计的安全性评价常采用运行速度作为评价指标,针对山区旅游公路的复杂线形及车型构成,运行速度的计算工况应有针对性,计算手段也需改进。将洪雅—峨眉山旅游公路作为分析对象,以“三维线形条件下的复杂道路重载车辆行驶速度解算模型体系”为计算手段,针对长大纵坡路段左、右线的交通特点,分别解算并绘制了三维线形条件下典型车型和典型驾驶模式的运行速度曲线;分析了平纵面线形参数的协调性和安全性,提出线形修改建议;对于线形调整困难的情况,采用仿真模拟碰撞对混凝土护栏进行防护等级加强;同时检查了避险车道的设置。研究结果表明,综合道路空间线形、车型、驾驶员等因素进行系统分析和运行速度预测,能更接近实际地评价和改善山区公路的线形设计。