基于最短路径的求解与创新

笔者于2012年5月参加西北工业大学数模竞赛,试题详见问题充数部分。问题一：把矩形框架的四个顶点,八个入口点和花园内部四个交叉点总共是十六个点都看做是顶点,构造道路建设费用矩阵B,求得连接这十六个点的最小生成树,接下来,用迪杰斯特拉算法加以修改和完善（简述—下方法：按P1,P2……的先后顺序,用迪杰斯特拉算法,求得总述中11对入口之间最短路径,若该路径小于这两个入口直线距离的1．4倍,就保留这个路径,若某两个入口之间没有这样的路径,就通过已保留的路径,结合线性规划的方法,构建新的路径,使得该两入口之间存在小于其直线距离的1．4倍的路径,且使得新构建的路径之和尽量的小）使得总述中所说的11对入口之间存在路径总长不大于直线距离的1．4倍的道路,即为最佳路径设计。最终得到符合题意的最短路径为394．56m。问题二：在问题1得到方案的基础上进行优化,用Floyd算法求解出任意两个路口仅通过矩形图边的最短路径矩阵Df=（dfij）n＊n,用求出的最短路径dfjj与vj,vj,两点的直接连接的距离d,的1．4倍做比较得出不可周向矩阵T=（tij）n＊n,并用matlab程序计算出矩阵T,最终得到符合题意的最短鲒径为358．62m。针对问题三：在问题2中,道路有经过湖面的,这不符合第三问的要求,因此,在假设第二问的解是最优的情况下,绕过湖面所在地,求出其长度最小的道路设计,模型仍沿用第二问的原理,在第二问的基础上求解出满足题意的解,最终得到符合题意的最短路径为360．7149m。     

基于权重控制的齿面重构技术及有限元分析

针对刀倾法加工的螺旋锥齿轮采用常用的样条拟合方法重构误差不均布,而影响齿面接触仿真分析的精度问题,提出根据齿面控制顶点权重系数实现自适应齿面分区重构的方法。由Newton-Raphson方法确定齿面理论控制顶点而实现齿面分区,基于双二次NURBS曲面权重系数的计算方法,得出齿面控制顶点的权重分布,根据控制顶点权重系数确定各区域最优插值节点数而实现齿面的重构。以刀倾法加工的螺旋锥齿轮小轮齿面为例,比较基于权重控制的齿面重构方与基于CATIA的样条线重构以及基于Spline的插值法重构,研究表明：通过CATIA重构的齿面,其齿面误差呈现随机性,齿面误差均值为2.62μm,齿长方向的误差敏感度更大,导致接触仿真分析存在斑点歧义;通过Spline插值重构方法,其齿面局部区域出现“过拟合”现象,齿高方向的误差敏感度更大,齿面误差均值为1.94μm,导致局部区域接触斑点异常;而采用控制顶点权重自适应分配插值节点数进行曲面拟合这一方法,整体上齿面误差分布均匀,齿面误差均值为0.79μm,且瞬时接触斑点具有唯一性,为齿轮接触区域修正提供了可靠的保证。     

丹霞山风景区游道系统研究——以丹霞景区为例

韶关丹霞山丹霞景区的游道系统分类以观赏类型为主;用卡口法调查游道人数,发现高峰期游道人数超过理论值;实际调查游道服务设施,其休憩设施合理,保洁设施不足;调查游客兴趣指数,发现游道拥挤程度与游客对景点的兴趣正相关。