多学科设计优化的综合可视化技术研究

深入分析了多学科设计优化的特点,综述了多学科设计优化的可视化技术,提出并实现了多学科设计优化模型与设计模型集成可视化技术,交互式多学科设计优化可视化显示技术,可以实现高维,多目标优化问题Pareto非劣解可视化显示方法,使设计者可以方便地可视的控制优化过程,实现用户导向优化搜索,为用户提供了认识设计空问的手段.多学科设计优化综合可视化技术对提升多学科设计优化的效果十分重要,对提高复杂产品设计质量具有重要意义.     

三自由度运动平台可视化设计研究与实现

传统的三自由度平台设计是一个串行设计过程,基于物理样机的设计与验证过程制约了产品开发的周期和效率。为快速高效地实现由概念设计到样机设计,提出将虚拟现实技术与三自由度运动平台的运动学分析、动力学分析、结构设计相结合,构建一个可视化设计平台,作用于机械设计、虚拟装配、运动可视化仿真,以及系统的动力学特性分析。推导了三自由度运动平台的运动学解析模型,就平台实现的关键技术,包括XML信息集成、运动可视化、VRML文件生成、基于动态特性分析的模型检验等,进行了研究探讨。     

可视化动态仿真技术及其应用

提出了集可视化面向资源建模技术、数字仿真技术、网络计划分析与优化技术、三维动态演示技术于一体的施工全过程可视化动态仿真思想 ,将施工系统作为一个整体 ,综合考虑施工工期、施工强度、交通运输以及各工序之间、各工作面之间的相互联系和制约 ,进行施工全过程的计算机仿真计算和施工方案的优化分析 ,获得合理的施工工期、机械设备配套方案、施工道路系统行车密度等重要参数 ,施工三维面貌在仿真计算中也可实时演示出来 .它为选择合理的施工组织方式、制定最佳的机械设备配置方案、编制可行的施工进度计划以及直观掌握了解施工全过程提供了有力的分析方法 .研究成果在实际地下洞室群施工组织设计中获得了成功的应用.     

基于可视化仿真的水电工程施工进度分析与控制研究

对基于可视化动态仿真的水电工程施工进度分析与控制进行了研究,提出了基于GIS的施工进度可视化动态仿真方法,实现了施工进度仿真建模、计算及结果的可视化;提出了结合柔性网络计划技术的进度分析与优化方法,包括工期分析及资源优化,在此基础上提出了基于可视化动态仿真的施工进度实时管理与控制方法;进行了实例分析,其成果在工程施工进度管理当中的成功应用表明所提方法具有可行性和优越性.     

基于定制页面的二维态势数值可视化研究

数值可视化作为二维态势分析的重要组成部分,往往以固定功能模块的形式嵌入应用系统,然而对于数据类型复杂、用户需求多变、任务要求紧急的情况,这种模式存在一定的实时性和通用性问题.对此提出了页面定制和态势可视化独立进行的方法,采用面向对象技术和模块化设计思想,设计并实现了一个基于定制页面的通用二维态势数值可视化系统.重点讨论了系统中涉及到的组合式构造页面、页面元素可视化编辑、数据库关联、二次开发、数据编辑能力拓展等关键技术.结果表明,该方法可以有效提升二维态势数值可视化的效率和灵活性.     

一种自适应可视化软件结构

基于高性能计算机的科学计算可视化软件应用日益广泛,但其软件结构通常不能充分利用高性能计算环境中的各种资源,造成可视化效率不高。对此提出一种自适应可视化软件结构FVA,该结构通过对可视化流水线中功能模块的优化分配和组织方式的优选,能够更高效地利用高性能计算环境中的资源,提高了可视化效率。     

可视化仿真技术发展综述

针对可视化仿真技术发展的需求,综合分析了其智能化和自动化技术、柔性体和非物理量可视化技术的发展状况,阐述了实现可视化实时性要求的技术途径,比较了当前可视化仿真工具的性能,并对可视化仿真软件模块化组件建模、框架设计和逼真度评估等仿真技术发展趋势进行了展望.     

电磁环境仿真与可视化研究综述

电磁环境仿真与可视化研究在民用通信及电子战领域的应用不断发展.在介绍了电磁环境基本概念和分类的基础上,较为系统的阐述了电磁环境建模与仿真的理论方法与技术.分析了国内外电磁环境仿真与可视化的研究现状,包括仿真系统框架设计、复杂环境下电磁仿真的现状、并行计算在电磁仿真中的应用、电磁环境仿真相关软件以及电磁环境可视化研究情况等五个方面.最后对未来的研究方向进行了展望.     

多维数据的信息可视化方法及应用研究

将多维数据可视化可以帮助人们在有限的时间内快速理解和分析复杂的海量数据集,为决策提供依据.介绍了几种典型的多维数据可视化和交互方法;提出了用平行坐标和星形图技术对人体健康多维数据进行可视化和可视分析的设计方法,给出了可视化和分析结果,应用结果表明了这些方法有效性;本文介绍的多维数据可视化方法可应用于医学.金融.通信等多个领域.     

汽车CAN总线可视化实时性分析研究及仿真

针对事件触发的CAN协议对信息最坏传输时间不具有限制能力这一缺陷,在设计分布式系统CAN总线时为保证信息的在线传输实时性,须对信息的传输实时性进行严格地离线分析。可视化技术是研究工程问题的高效方法与手段。为此本文在研究著名的实时性分析方法即比率单调分析法(RMA)基础上推导出新的易于可视化实现的单步递推关系(SSRR)方程,并基于此原理采用MATLAB/GUI设计可视化实时性分析软件工具,最后把其应用到某汽车CAN总线信息进行离线实时性分析,并采用CAN总线实验系统对分析结果进行系统仿真运行验证。结果表明了该方案的性能优越性。     

PECVD热流场数值模拟的可视化研究

利用数值模拟的温度场、速度场的数据与虚拟现实系统开发的软件开发包Open Inventor接口,结合C 语言在VC平台上实现了PECVD(等离子体增强化学气相沉积)反应室内气体的温度场和速度场的可视化.可视化结果能够准确直观地展示PECVD反应室内气体的温度场和速度场分布情况,为反应室内结构优化设计提供合理化建议;该可视化具有"沉浸感",为优化PECVD生长氮化硅薄膜的工艺参数提供依据,对于使用PECVD生长高质量薄膜材料的太阳能电池具有现实意义.     

气动和结构多学科优化设计过程集成技术研究

研究了气动和结构多学科优化设计中的过程集成技术问题,详细分析了三维几何建模、CFD、结构强度分析和iSIGHT优化之间的数据集成机理,实现了气动和结构强度的边界设定、载荷加载、优化策略定制和优化结果自动评判等过程的集成。通过基于iSIGHT的集成框架应用实例完成了简单翼的多学科优化设计。     

舰载飞机着舰可视化仿真系统设计与开发

着舰是舰载机/航空母舰系统中极其重要的内容.为此,基于仿真技术和虚拟现实技术,提出一种舰载飞机着舰可视化仿真系统的设计方案.首先,采用C/S结构设计了舰裁机着舰可视化仿真系统,并对各个模块功能进行了详细的阐述.然后利用细节层次、纹理映射以及实例化技术对Creato创建的舰载机和航母的三维模型进行了优化.最后开发了基于MFC的Vega Prime视景驱动程序并介绍了碰撞检测A-法.完成后的着舰仿真系统可为自动着舰系统的设计、验证评估提供直观可视化的软件界面.     

基于ODE的六自由度平台系统设计与仿真

在六自由度运动平台的系统设计阶段和运行调试阶段采用可视化技术,可以直观地观察到平台系统的设计参数是否合理,减少控制参数选择不当造成对平台的损坏,为平台的研究提供了极大地方便。首次提出了基于ODE(Open Dynamics Engine,开源动力学引擎)的六自由度运动平台的运动仿真及其可视化设计方法,该方法能够与实体平台程序实现无缝连接,在此基础上开发出六自由度平台可视化软件,对六自由度运动平台进行了正弦运动仿真,结果表明该虚拟平台能够实时模拟真实平台的协调运动,为实体平台系统的设计与运行调试奠定了基础。     

作战视景仿真系统开发框架

分析了现有的视景仿真技术在系统结构和构建方法上的不足,针对鱼雷等制导武器工程研制仿真的共同特点,提出了一种基于VegaPrime的通用视景仿真开发框架GVSDA.GVSDA的特点在于:对视景仿真系统进行了抽象,建立了动态实体、静态实体、实体关联关系等基于XML技术的元模型,讨论了利用这些元模型建立视景仿真系统模型的方法,实现了XML模型到C 程序代码的自动转换.     

C3I网络仿真的可视化设计与实现

真结果分析可视化。在整个系统的实现过程中,这三个阶段的可视化又是相互联系的,并要支持分布式仿真。利用面向对象的VC 6.0提供的文件存储和CSocket,该系统完成了从分布式建模、运行到结果分析的一体化可视化设计。目前该系统拥有单计算机单模型和多计算机多模型的多种运行方式,曾运行在5个处理器的分布式环境中,最高可以仿真具有80个网络终端的模型,取得了良好的仿真效果。     

运载火箭优化设计通用仿真类库设计与开发

在面向对象方法学的指导下，从运载火箭一体化优化设计实际要求出发，针对仿真计算的通用性需求，设计开发了运载火箭一体化优化设计通用仿真类库。首先进行了运载火箭一体化优化设计问题的面向对象建模，然后分析设计了通用仿真类库的主要类，介绍了利用Visual C 平台开发类库的主要技术和方法。基于该仿真类库可以完成针对不同类型火箭、不同设计要求的运载火箭参数优化设计计算，该仿真类库已经成功地应用到一个系列化运载火箭总体优化设计中。     

基于自适应量子粒子群算法的FIR滤波器设计

针对量子粒子群优化(quantum-behaved particle swarm optimization,QPSO)算法的参数控制方式,提出了一种自适应调节方法,该方法根据粒子之间的位置关系来设定参数值,给出了具体的设计思想与实现步骤。然后针对有限脉冲响应(finite impulse response,FIR)数字滤波器的优化设计实质,即多参数优化问题,通过适当的编码方式将改进的QPSO算法(adaptive QPSO,AQPSO)应用在其优化设计中,设计了低通和带通FIR数字滤波器。实验结果表明,AQPSO在收敛速度、鲁棒性及优化效果等方面都优于遗传算法(genetic algorithm,GA)、PSO算法及QPSO算法,说明了AQPSO算法的有效性和可行性。     

基于弹性网的多维信息可视化研究

处理数量巨大且富含多维信息的数据正成为人们关注的热点,可视化技术为我们分析和处理海量信息提供了新的手段。提出基于弹性网络图的多维信息可视化方法,详细阐述了弹性网络图的实现原理及其在多维信息可视化中的应用。弹性网络图把原始的多维信息在预先定义好的图上训练,使得图的能量最小,结果使原始的多维数据点聚集在能量最小的网络图节点周围。弹性网的构造是在与原始信息维度相同的空间中进行的,多维信息在网络图的内部坐标上投影,从而保证多维信息非线性降维后与原始信息之间的一致性。最后用弹性网络图方法对2003年中国非典的多维信息进行了可视化分析,验证了该方法的实用性。     

多目标优化在图像处理中的应用综述

基于多目标优化理论对图像处理优化技术展开研究,首先分析了图像处理优化技术的研究现状,并指出了存在的问题;然后初步建立了图像处理的多目标优化模型,并给出了图像处理优化的系统流程;接着分析了图像处理优化的关键问题,包括建立优化的数学模型、确定优化的目标、选择最佳的优化算法、以及算法参数的最优设计等;最后讨论了图像处理优化技术的进一步研究方向.