基于加速微种群遗传算法的拱坝体形优化设计

以型值点坐标、拱端厚度和半中心角为体形参数构造三次样条线型拱圈,给出了三次样条线型拱坝体形优化设计模型.采用加速微种群遗传算法求解拱坝优化设计问题,对约束条件根据复杂程度采用不同的处理方法,即相对比较简单的几何约束采用直接检验法,对较复杂的性态约束采用罚函数法处理.以某拟建拱坝的安全性优化设计为例进行了计算,结果表明优化设计的坝体最大主拉应力比初始设计减小了42%,显示了加速微种群遗传算法的有效性与可行性.     

B3样条曲线曲面的应用

在对各种造型设计进行分析比较的基础上,深入研究国际上最新提出的Ｂ３样条曲线（面）法。并以此为理论基础,按照拱坝布置阶段的要求,在微机上生成了具有光照效果的拱坝真实感图形、拱坝平面图、线框图、垂直断面图以及任一高程的拱圈平面图等等。从理论和实际两方面为进一步完善拱坝的计算机辅助设计系统进行了一些有益的探索。     

拱圈形状对应力和坝肩稳定的影响

对拱坝设计中常用的三种拱圈进行了系统的研究。分析了反映拱圈几何形状特征参数的选择及其对拱应力和坝肩岩体稳定的影响,给出了特征参数与拱应力及坝肩岩体稳定指标的关系曲线。该项研究对拱坝体型的选择有参考价值。     

拱圈形状对应力和坝扇稳定的影响

对拱坝设计中常用的三种拱圈进行了系统的研究。分析了反映拱圈几何形状特征参数的选择及其对拱应力和坝肩岩体稳定的影响，给出了特征参数与拱应力及坝夺体稳定指标的关系曲线。     

三次Bezier曲线与三次均匀B样条曲线的光滑拼接

利用三次B样条曲线能转化为三次Bezier曲线的方法,把三次Bezier曲线与三次B样条曲线之间的拼接问题转化为三次Bezier曲线与三次Bezier曲线之间的拼接问题,分别给出了三次Bezier曲线与三次B样条曲线的G0、G1、G2光滑拼接定理.     

三次B样条曲线插补算法的VC实现

本文结合三次B样条曲线的数学性质，理论分析了三次B样奈曲线的插补过程，推导出了三次B样条曲线的插补运算公式。在对三次B样条曲线进行研究的基础上，介绍三次B样条曲线插补算法实现方法，并在VC环境中对B样条曲线的插补过程进行了实现数控插补的动态运算。     

两条Bézier样条曲线G~n连续下的光滑连接

利用插值方法,研究用一条样条曲线把两条不相连的样条曲线光滑连接起来的问题,给出了连接两条n次参数样条曲线为一条新的n次参数样条曲线的充分条件,并进一步得到了两条一次、二次、三次Bezier样条曲线在几何连续性下实现自然光滑连接的条件．     

智能车辆避障路径规划方法研究

为解决车辆在避障时由于路径曲率不连续易发生原地转向的问题，该文对比探究智能车辆避障路径规划方法，开展了五次贝塞尔曲线、三次贝塞尔曲线、五次样条曲线和三次样条曲线避障路径研究。首先，确定控制点分别拟合出五次贝塞尔曲线、三次贝塞尔曲线、五次样条曲线和三次样条曲线的避障路径；其次，采用Matlab和Carsim联合仿真分析的方法对该四种避障路径的曲率进行对比分析；最后，基于无人驾驶平台，采用纯跟踪预瞄模型开展实车试验，以此探究四种避障路径的工程实用性。结果表明：采用样条曲线和贝塞尔曲线进行避障规划，车辆的横向超调量为0;相比于三次曲线避障方法，五次曲线避障方法所规划的路径曲率更连续；相比于样条曲线避障方法，贝塞尔曲线避障方法车辆的转向更稳定。     

三次T-B样条曲线与三次均匀有理B样条曲线光滑拼接

改进了求解三次TC-B样条曲线的一般算法,得到三次T-B样条的表达式.基于三次B样条基函数,得到三次均匀有理B样条曲线的表达式.进而给出了三次T-B样条与三次均匀有理B样条的G0,G1,G2的光滑拼接条件.     

一类带形状参数的三次均匀B样条曲线

利用三次多项式调配函数构造三次均匀B样条基,基于该基函数建立了一类带形状参数的三次均匀B样条曲线,形状参数的值用于调整曲线的形状,描述曲线接近其控制多边形的程度;选取的形状参数不同,得到的连续曲线不同.最后给出曲线设计的实例.     

复杂列表型面数控编程方法的研究

本提出了一种建立空间列表曲线的数学模型的方法－空间三次参数样条曲线法。介绍了该方法的基本原理，导出了空间三次参数样条曲线的数学模型的矢量表达式，并给出了软件实现的方法。在给定的加工误差下，根据误差控制法和等长分割法来分割列表曲线，形成程序段及数控加工指令，同时证明了此方法的可行性。     

基于任意数量控制点B样条曲线生成方法研究

三次B样条曲线在实际工程中得到了广泛应用,但现有文献对基于任意数量控制点的B样条曲线生成方法论述较少.为了进一步推广B样条曲线在各领域的应用,介绍了一种三次B样条曲线生成的改进算法,该算法能显著提高效率.提出了用高性能的动态数组存储控制点的坐标,阐述了局部修改性的实现方法,采用Visual C++6.0为编程工具开发软件系统,实现了任意数量控制点的三次B样条曲线的动态绘制和局部修改.实例测试运行表明,所开发的系统准确、可靠.     

三次B样条曲线用于二维激光切割

采用计算几何中的高次曲线样条插补的方法解决光滑程度要求高，且加工速率快的二维激光切割问题，推导了三次Ｂ样条曲线的矩阵形式，从理论上证明了三次Ｂ样条曲线具有二阶连续性。     

两相邻三次非均匀B样条曲线近似合并的一种方法

从两非均匀三次B-样条曲线间的最小二乘范数下的距离函数中取最小值,给出了把两相邻三次非均匀B样条合并成一条三次非均匀B样条曲线的新方法,得到了用矩阵表示的合并曲线的控制顶点的显式表达式;图例显示,该方法所确定的合并曲线对原曲线有较好的逼近效果。     

三次三角Bézier样条插值

给出了一种新的构造样条曲线的算法.利用三次三角Bézier基函数,仿照三次B样条插值构造方法,给出了三次三角Bézier样条插值的构造方法,所得样条插值曲线是C3连续的.     

三次非均匀B-样条曲线的扩展

给出四次多项式调配函数,它是三次非均匀B-样条函数的扩展;基于给出的调配函数,建立一种带多个形状参数的分段多项式曲线的生成方法;通过改变各个形状参数的取值,可以调整曲线接近其控制多边形的程度;选取不同的形状参数值,可以得到不同位置的G2连续的曲线,且所给曲线与三次非均匀B-样条曲线有相同的性质。     

高次样条函数的插值方法与偶次样条函数的极值理论

现在只有奇次样条函数的极值理论和插值方法,它们是在三次样条函数基础上建立起来的。而现有的三次以上样条函数插值方法实际上是不好用的。本文指出,偶次(二次及更高次)样条函数,同样是有力学意义的。并针对任意高次(不论奇偶)样条函数提出了三类基本的插值问题,给出了统一的、便于程序标准化的插值方法;这些方法都归结为解带状矩阵线代数方程组,很便求解。同时,针对稍微改变了提法的偶次样条函数插值问题,建立了偶次样条函数插值的极值理论,它是集中弯矩作用下的梁的挠度曲线变形能极小性质的推广。此外,作为本文插值方法的基础的是我们提出和论证的δ-样条基函数系统。     

两条样条曲线的光滑连接问题

为了解决用一条样条曲线把两条不相连接的样条曲线曲面光滑连接起来的问题,根据两个n次样条函数的光滑连接和样条曲线几何光滑连接之间的关系,结合由插值节点确定样条函数的方法和确定光滑样条曲线的条件进行分析处理,得到了两条二次、三次Bézier样条曲线的几何光滑连接的充分条件。这种连接可以通过添加合适的控制点实现。这些方法可以有效地解决两条样条曲线的光滑拼接问题。这个过程中,可以通过改变控制点的数量来调整连接曲线的形状。     

C~1插值B样条曲线

利用Bézier曲线的端点插值性质,得到了构造三次插值样条曲线曲面的一种新的基函数-BB基函数。由BB基函数构造了C1保形三次插值样条曲线;构造了C1双三次插值样条曲面。     

空心拱坝结构型式的探讨

本文通过对广西梧州地区岑溪县葛仙岩空心拱坝的结构模型试验研究(包括整体模型试验及平面拱圈试验),并与一些理论计算进行对比分析,初步提出对空心拱坝这种新坝型的评价。一、工程概况葛仙岩拱坝是一座新型的空心拱坝,其结构特点是将原来实心拱坝(拱厚1.0米)分成为二个拱圈即上游拱圈(厚0.6米)及下游拱圈(厚0.4米),两个拱圈之间相距1米(空心),沿坝高每1.5米用厚度为0.3米的横向隔板把上下游拱圈联系起来,沿水平拱圈在拱端