MOCVD的GaInP薄膜生长可视化研究

运用动力学蒙特卡罗(KMC)方法对金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长GaInP薄膜过程进行了模拟;将模拟的结果与虚拟现实(VR)系统开发的软件开发包Open Inventor接口,实现了MOCVDI反应室内GaInP薄膜生长过程的可视化仿真.模拟仿真结果准确直观地展示了MOCVD反应室内GaInp薄膜生长的过程,揭示了扩散时间和衬底温度对GaInP薄膜形貌的影响规律;可视化结果为优化MOCVD生长GaInP薄膜的工艺参数提供理论依据.     

基于光照模型的植物仿真方法研究

自然环境中影响植物生长的主要因素是植物的内部生长特性和外部环境信息.提出了既考虑植物的内部生长特性又利用植物生长的外部环境信息的森林环境模型,即在开放的L-System的基础上应用外部光照原理来模拟森林植物的生长过程.重点解决了模型之间数据传输以及模块的控制问题,并利用遗传算法对外部环境信息进行优化,尽量地避免了植物在空间位置上的交叉和遮盖.实验结果表明,采用光照模型原理建立的森林环境模型,很好地反映了森林生长的空间特性,充分体现了植物的趋光性和植物间的相互影响,真实地再现了森林的生长过程.     

水污染扩散模拟三维可视化研究

分析了基于二维图像的水污染模型计算结果可视化不足--脱离地形地貌环境、缺乏空间定位信息,提出基于虚拟现实的水污染扩散模拟三维可视化方法,讨论了数据组织与压缩、仿真模型与可视化一体化集成、查询统计等关键技术,对长江三峡库区万州段污染物迁移转化过程进行了动态模拟.结论表明,该方法形象直观地展现了水污染扩散推进三维效果,为检验污染模型的准确性提供了参考和依据,也为水环境综合整治与管理走向定量化、科学化提供了一种崭新的思路和可靠的技术支持.     

基于World Wind的RNP飞行程序三维可视化仿真

针对所需导航性能(RNP)飞行程序的虚拟现实验证问题,结合RNP飞行程序的特点重点解析了航线及RNP隧道的结构和计算方法。利用World Wind三维地理信息系统的二次开发功能,提出了一种RNP飞行程序三维可视化及模拟飞行的方法,实现了高分辨率地理环境下飞行航迹、包容区隧道的三维可视化及动态的模拟飞行。最后利用该方法对典型的RNP飞行程序进行了仿真,结果表明该方法能够方便快速地完成RNP飞行程序三维仿真,可用于RNP飞行程序的设计及验证。     

基于VRML的多晶体晶粒三维形貌仿真及可视化研究

根据模拟微观组织的Rappaz连续形核模型和晶粒的细胞生长法,对多晶体凝固过程中晶粒组织进行了三维建模。采用面向对象的计算机仿真技术,完成了晶粒的三维形貌仿真;并将由VC 6.0中生成的仿真结果自动转换为VRML2.0的场景文件;在浏览器中实现了三维仿真结果可视化。在PC机上实验表明,所构建的仿真模型较好地模拟了多晶体的三维形貌;从而为多晶体材料微观组织的研究提供一种三维数字化模型。     

基于VRML和目标航迹的视景仿真方法

基于VRML技术建立了虚拟目标和场景的可视化模型;采用三次样条插值方法对输入航迹进行了平滑和可飞性检验,并计算出了相应的姿态数据;利用虚拟现实工具箱提供的Matlab接口驱动虚拟目标进行六自由度运动,同时控制模拟CCD进行实时跟踪,完成了对飞行过程的视景仿真。实验表明,该方法不仅得到了实用的航迹和姿态数据,而且直观生动的描述了飞行过程,为相关理论研究奠定了良好的基础。     

L系统理论在植物根系生长模拟中的应用研究

根据植物根系生长的几何特征,探讨了L系统理论在植物根系生长模拟中的具体应用.把括号L系统、参数L系统、随机L系统和时变L系统等结合起来,建立了描述植物根系生长的产生式集,实现了直根系植物根系生长的三维可视化,表达了根系生长的随机性特征和图形随时间变化的连续性.     

基于动态贝叶斯网络的虚拟盆景仿真研究

虚拟植物盆景仿真是虚拟现实(VR)技术在植物生长模拟方面的应用。它既能真实地反映盆景植物的生长变化,又能逼真地模拟其外部形态。利用动态贝叶斯网络对不确定预测问题具有较强的描述能力的特点,分析植物的生理生态特征并生成虚拟植物生理生态的网络模型,通过组件接口控制其形态生长模型。由参数L系统和时变L系统结合构成的形态生长模型保证了盆景植物连续的生长特性。实验表明本系统模拟效果真实,生成的虚拟植物形态逼真。     

日光温室三维建模与仿真方法研究

三维建模和虚拟现实技术的快速发展为日光温室等农业设施的科技知识推广提供了新的方式.针对目前推广日光温室的现实需求以及缺乏日光温室三维建模和仿真手段的问题,提出日光温室三维建模和仿真方法.设计了完整的温室结构、拓扑、材质和纹理数据库,利用基于参数模板的层次化参数驱动建模方法建立逼真的日光温室三维模型,进而整合温室建造、机械设施以及植物生长模型实现整个温室场景的自动仿真和真实感绘制.建立的日光温室三维可视化系统包含知识数据库、三维建模、真实感绘制和动画仿真等模块,具有良好的互动性和沉浸感,有利于日光温室的知识的深入推广和应用.     

基于VR的塑料虚拟注射成型系统的研究与实现

虚拟现实，作为一门新型技术，已成功地应用于工程、设计和制造业领域。本文提出并实现一种基于虚拟现实技术（VR）的塑料注射成型的可视化交互式仿真系统。创新的采用Delaunay三角剖分技术进行成型设备的三维建模，同时提出了模拟注射成型过程运动仿真的方法，结合基于三维模型的注射成型FEA技术，创建注射成型仿真系统。整个系统可在塑料新产品设计的早期阶段及时的发现产品设计和工艺过程中可能出现的错误和缺陷，进行产品设计和生产工艺的优化，保证产品质量，节省开发新产品的时间和费用。     

基于虚拟器官的植物可视化

提出一种基于虚拟器官的植物可视化方法。该方法将真实植物器官的生理和形态属性抽象为虚拟器官的属性,以虚拟器官间的关系描述虚拟植物的形态,并通过对虚拟器官属性的变化来实现对整个植物生长过程的模拟。虚拟器官的属性变化由生长规则所控制。生长规则依据虚拟器官的属性和当前的环境属性来决定下一生长周期虚拟器官属性的变化。环境属性的变化由虚拟环境根据环境变化规则来模拟。植物最终的3D形态,由3D引擎通过读取各个虚拟器官的属性来进行展示。实验证明该方法能够对植物生长进行逼真的模拟。

Abstract：

A virtual organ based plant visualization method was proposed.Virtual organ was the representation of physiological and geometric attributes of real plant organ.And the relation among virtual organs was used to describe structure of plant.The process of plant growth controlled by growth rules could be realized by changing attributes of virtual organ.The attributes of virtual organs in the next growth period were determined by growth rules according to the current attributes of virtual organs and environment.The attributes of environment whose changes were controlled by variation rules were simulated by virtual environment.Finally 3D graph of visual plant was rendered by 3D engine which read the attributes of virtual organs to control the rendering process.Experiments show that plant growth can be simulated realistically by this method.     

复杂系统能力需求模型的仿真技术与实现

为了实现复杂系统能力需求模型的仿真,提出了一种基于能力元概念构建仿真虚拟机实现能力需求模型可执行仿真的方法。首先采用巴科斯范式对需求模型进行形式化规范,再利用UML扩展机制将需求模型映射为仿真实例模型,并提出转换算法。最后,通过构建模型仿真虚拟机,实现了能力需求模型的可执行仿真,示例表明了该仿真方法的可行性。     

周边桁架可展开天线展开过程仿真方法

提出了一种基于虚拟样机技术的可展天线展开过程分析仿真方法.利用参数化建模技术建立各零部件的参数化模型;利用有限元分析软件通过模态分析来完成各个零部件的柔性体模型;利用系统动力学分析平台ADAMS将各零部件的模型组装成系统模型;然后将自制的摩擦学行为仿真程序或其他学科行为仿真程序嵌入系统模型中,实现可展天线的虚拟样机建模和展开过程的性能分析与仿真.给出的开发步骤和实例验证了该方法的可行性.     

虚拟加工环境建模及实现技术

为了有效支持虚拟加工系统的构建，提出可重构、可扩展的层次结构虚拟加工环境模型。它由部件层、设备层和环境层组成。部件模型包括几何模型和物理属性仿真模型，而设备模型和环境模型分别由配置模型和控制模型组成。给出了基于软件工程思想和面向对象设计方法的各层模型的实现方法和技术。介绍了用这些模型和技术建立的虚拟加工环境实例。     

Top-level modeling theory of multi-discipline virtual prototype

Multi-disciplinary virtual prototypes of complex products are increasingly and widely used in modern advanced manufacturing.How to effectively address the problems of unified modeling,composition and r...     

化工工艺流程仿真系统的设计和开发

介绍如何了利用面向对象技术和虚拟现实技术构建化工工艺流程仿真系统的方法，并结合实例进行了具体说明。我们将仿真系统分为三个部分：工艺流程模型部分、接口和通信部分以及三维视景部分。使用UML面向对象的建模工具分析和建立化工工艺流程的逻辑模型，给出了实现模型部分与视景部分的通信接口规范以及基于TCP／Socket和HLA的通信方法，并且探讨了使用Multigen工具建立化工工艺设备的三维视景模型的技巧。     

航空发动机虚拟采办的构建和发展设想

随着飞行器对航空发动机的能力需求和发动机自身技术难度的提高,其研制的风险、周期、成本不断上升,对采办模式也提出了更高的要求。提出将发动机采办过程数字化的思路,从联合需求分析入手,运用多维缩放技术,以虚拟样机各维度的仿真模型为基础,开展一体化仿真,实现对技术方案的评估;以工作分解结构为纽带,建立技术方案、进度和费用等的映射关系,构建发动机虚拟采办的基本框架,实现物理域模型与业务域模型的有效集成,可快速预测进度和费用,提升采办评估的科学性。     

基于仿真组件技术的CGF系统体系结构和实现

以仿真组件技术为基础,提出基于仿真组件的计算机生成兵力系统体系结构以及实现方法,介绍了CGF在虚拟测试、评估和先进概念体系结构论证中的应用。通过基于仿真组件技术开发计算机兵力的模型,能够灵活生成多种不同种类的兵力模型和适应不同的运行平台。计算机生成兵力的实体模型分解为设备组件、指控组件、作战平台组件和动作行为模型,利用系统高层建模方法的静态结构建模从兵力组成角度描述设备组件、指控组件和作战平台组件的组合和连接关系,基于状态机动态行为建模建立兵力平台的动作行为模型。通过代码自动生成技术生成仿真组件模型并进行测试,仿真引擎按照动作行为模型的状态调度相应的仿真组件,从而产生作战实体的行为。     

过程控制中的智能集成建模方法

针对复杂工业过程中广泛存在的对象难于辨识的问题,本文讨论了过程控制中的一类集成建模方法.通过研究铅锌冶炼过程的两个对象,分别建立了预测烧结块成分的集成模型和鼓风炉透气性模型.然后阐述了以神经网络为基础,结合其它方法的智能集成建模策略,这种方法由于充分利用了对象的各类信息,能够有效解决复杂对象的建模问题.     

虚拟座舱实时视景仿真系统的设计与实现

本文首先阐述了虚拟现实技术在虚拟座舱视景仿真领域的应用，并通过三维可视数据库对物体及地形场景进行了建模，然后利用实时开发应用程序对场景动画进行驱动，最后实现了虚拟座舱的实时视景仿真系统。该系统可以完全满足虚拟座舱实时性的要求，为研究座舱仿真系统的视景实时生成问题提出了新的解决方案。