三维刚架系统分解优化研究

介绍了分解优化法的发展及三刚架系统的分解优化研究,同时也介绍了该法的解耦理论及程序,算法的正确性及有效性通过二个算例得到了验证。优化结果表明,无论初始设计是否可行,均可获得满意的结果且迭代迅速、收敛平稳。     

三维方嘴自由射流的数值计算

采用均可压缩性方法对三维方嘴自由射流进行数值计算,在计算出速度场的同时,计算出压力场,并将计算结果与试验结果进行了比较,从而克服了压力校正法和压力泊松方程法求解压力计算量大的缺点,肯定了伪可压缩性方法的可行性。     

基于三维坐标系的动车组运检计划算法模型

构建以动车组-交路修程-天数三维坐标系数学模型,全面考虑动车组运用与检修计划编制的优化目标和约束条件,构建动车组运检计划优化编制的数学优化模型。在给定动车组数量、交路计划的前提下,根据动车所实际情况,以“天”为最小的计划编制时间单位,通过控制换车次数,以检修时剩余里程为追求目标,阐述并规范运检计划算法实现流程,实现大空间分段式快速粒子群优化算法完成动车组运检计划的快速给定。     

低客流公交运营模式优化方法

为解决低客流传统公交线路运营效率低的问题,考虑低客流公交线路客流时空特性,提出了采用传统公交与需求响应公交(demand response transit, DRT)相结合的组合运营模式：全时段传统公交模式(M1)、分时段传统公交+DRT模式(M2)全时段DRT模式(M3)的优化思路。分析了不同运营模式的要素,考虑乘客空间、时间特征,构建基于三维时空聚类的站点规划模型;考虑车辆行驶成本、乘客时间成本,以总班次运营成本最小为目标,构建了带有时间窗的灵活型DRT线路与调度规划模型,运用遗传算法进行求解。以北京市某公交线路进行仿真实证,仿真结果表明：M2相比M1、M3分别降低了9.0%、23.0%的运营成本。研究可针对低客流公共交通服务的运营方案制定与优化提供技术参考。     

大场景范围公路实景模型构建技术研究

在公路工程设计、施工和运维阶段建立一个能直观、逼真地展现公路全线的道路及周边环境的公路实景模型,可为公路工程建设在设计、规划、运维等方面提供辅助决策支持和成果的个性化展示,但是目前公路实景模型构建方法在显示效率、实景模型质量、模型构建自动化等方面缺少对大范围带状公路场景的优化。本次研究针对实景模型构建过程中高程和影像数据叠加、地形块轻量技术、LOD调度技术、道路BIM模型自动导入与优化、自动化地物识别和构造物叠加技术进行了研究,提出一种适用于大场景范围的公路实景模型构建方法,较大提升了公路实景环境模型的显示效率、模型效果和构建效率。通过对比LOD调度技术和地形块轻量化技术在不同场景大小下的显示效率和内存占用发现,该构建方法可以满足100 000 m×100 000 m。场小下的公路实景模型构建。     

三维流场的通度计算

针对三维流场,通过对空间单元点、线、面的相关性分析,提出了通度计算方法,以便能够利用有限差分法计算具有不规则障碍物的流场。     

一种交互输入新技术——三维手势识别

结合文献资料及笔者的科研成果,综合介绍了基于数据手套和基于视觉（摄象机）输入手势的新的三维交互输入技术。这种技术利用计算机进行图象分析,并采用神经网络和几何方法对输入三维图象进行识别,从而实现三维的交互输出。这是一种具有广阔运用前景的新技术。     

MDT在船舶机舱动力管系布置中的应用

在ＭＤＴ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＤｅｓｋＴｏｐ）平台上实现了船舶机舱动力管系的参数化设计与布置。该方法与传统造船模式相比,可大大降低管系设计与布置中的返工率和管材浪费。编制的三维实体建模软件包可进行压缩空气管系、燃油与滑油管系的设计及管系绘制与布置工作,并可在三维可视化环境中进行干涉检查。     

考虑级配影响的透水性基床填料细观空隙特征研究

大空隙级配碎石填料因其较好的渗透性能广泛应用于透(排)水性基床,然而级配对细观三维空隙特征的影响尚不明确。针对此不足,对3种代表性级配的透水性基床填料试样开展室内新型平板振动压实试验,并对压实后的试样进行高精度工业XCT扫描,重构其三维模型并获取其内部空隙,计算面空隙率、等效体积和三维形态等空隙结构特征指标,分析不同级配(颗粒堆积结构)对其三维形态及分布规律的影响。研究结果表明,不同级配的试样其内部面空隙率沿高度方向总体呈对称分布,即两端大中部小,骨架密实型颗粒堆积结构试样其面空隙率处于最低水平且沿高度方向的差异性最小,骨架空隙型颗粒堆积结构试样其面空隙率最大且不均匀性也最大;随着颗粒堆积结构从悬浮密实型过渡至骨架密实型再至骨架空隙型,试样内部空隙总数量大幅减小,孤立微空隙和小空隙数量减小,连通性较好的中空隙与大空隙增多;空隙形态逐渐演化为不规则型和长条型,并从较为圆润丰满型过渡至边缘残缺型,具有更好的连通性,可提供水气运移的通道。优化颗粒堆积结构有利于形成连通空隙并提供渗流通道,进而提升基床填料的水-力特性。研究结果可为透水性级配碎石基床填料的优化设计提供理论依据和技术参考。     

管片钢筋骨架外弧面尺寸检测系统的研制与应用

传统管片钢筋骨架的质检多数采用人工测量完成,不同人员对测量工具使用的熟练度不同导致最终结果参差不齐。研制了一套基于高精度激光三维轮廓测量仪的钢筋骨架外形尺寸自动检测系统,该系统由检测桁架及轨道小车、电气系统、激光三维轮廓测量仪和上位机软件构成。检测系统工作流程：将钢筋骨架放置在轨道小车上,轨道小车自动运行进入检测工位,测量仪扫描采集点云数据,系统自动处理数据、完成检测数据可视化。检测系统明显提高了钢筋骨架的检测精度和检测速度,同时可根据检测数据生成判定结果,有利于加强管片钢筋骨架的生产质量管控。