登陆舰装载输送过程视景仿真系统的研究

基于仿真的船舶设计方法可以离线模拟船舶作业流程,对改进船舶设计方案具有重要的指导意义.然而作业流程的复杂性和实体的多样性增加了仿真模拟的难度.在分析和描述登陆舰装载输送过程的基础上,设计了由物理仿真层、动作指令层和剧本描述层组成的面向复杂仿真过程的系统结构框架:解决了实体物理行为的关键算法、仿真实体类的设计和特效的模块化设计等系统关键技术,利用Creator,Vega和VC 开发工具实现了某型登陆舰装载输送过程视景仿真系统,取得了较好的模拟效果,为设计人员评价舰船设计方案和研究输转方法提供了决策手段和分析工具.     

VR环境下的矢量场可视化交互感知技术研究与应用

提出了一种新的基于VR环境下的矢量场可视化的交互感知方法，将虚拟现实的交互技术和矢量场数据的可视化有机鲒合起来，给出了该方法的实现原理并探讨了其中的一些关键技术，用户可以通过三维跟踪设备、三维鼠标、数据手套等外设与矢量场数据进行自然交互，更快捷的发现并感知数据中感兴趣的或较隐蔽的细节部分，使许多抽象的、难于理解的原理和规律变得更容易理解。最后在Powerwall虚拟现实系统上进行实例验证，并应用在工程实践中。     

三维弹性摩擦接触分析的边界元柔度矩阵法

将边界元柔度矩阵法用于求解摩擦接触问题,论述了求解方法和收敛判定准则,并开发了计算程序·该方法集中了边界元法和柔度矩阵法的优越性,建模简便、求解精度高、迭代求解过程简捷、速度快·算例分析结果表明:摩擦系数对接触区大小及粘着、滑动区域分布和切向力的影响大于对法向力的影响;考虑摩擦影响时,法向力略大于忽略摩擦影响的法向力,接触区略小于忽略摩擦的接触区;摩擦系数增加时,接触区减小,粘着区相对扩大,滑动量减小,切向力和法向力增加     

基于虚拟现实技术的援潜救生仿真系统研究

援潜救生是一项必要而又复杂的系统工程,存在着很多不确定因素,为了对救援方案进行评估、验证,提高救援能力,应用虚拟现实技术,建立了援潜救生仿真系统。系统采用离散调度方法获取初始调度方案,通过人因工程分析、动力学及流体力学计算等反映实体的物理行为,利用人机接口与系统进行交互,验证与完善初始救援方案。构建了数据输入、场景建模与场景驱动的系统框架,并对系统的关键技术进行了详细描述。该仿真系统的实现为海上救援提供了必要的理论依据及直观的视觉表现。     

基于Simulink的广义执行机构仿真模型库建模

为了提高方案生成后仿真模型的建模效率,建立了基于Simulink的广义执行机构仿真模型库。该模型库将广义执行机构分为执行机构和驱动元件两类,分别建立了支持广义执行机构仿真的执行机构库和以驱动输入分类的驱动元件模型。其中执行机构库使用屏蔽实现了模型接口的封装,同时将每个模型的基本参数定义为变量来表示。设计者可通过直接搜索调用方案解对应的仿真原型或分解和手工合并相关模型文件来快速构建仿真模型。以某船载装置移动机构和惯性振动筛机构的方案设计为例说明了仿真模型库的有效性。     

工程分析数据沉浸可视化的关键技术研究和应用

对工程分析数据进行可视化是产品设计师洞察所设计产品性能的有效途径,而目前的商品化CAE软件的可视化功能在交互方式存在局限性,用户难以感知大型复杂模型中较隐蔽的细节信息,从而大大约束了对产品和物理现象的观察。本文提出了一种创新的结合虚拟现实技术的工程分析数据可视化方法,将虚拟现实技术和工程分析数据的可视化有机结合起来,给出了该方法的实现原理并探讨了其中的一些关键技术,从而建立了各工程分析软件与虚拟现实环境之间的联系,最后在Powerwall虚拟现实系统上进行实例验证,并应用在工程实践中。     

一种真实感虚拟月面建模方法

虚拟现实技术的出现为月球漫游车的设计、试验、优化等提供了新的有效手段,构建逼真的虚拟月面是进行该类研究的一个基础。提出了一种真实感虚拟月面建模方法,该方法利用分形技术生成月面基础地形,在此基础地形之上基于两点假设和统计信息添加陨石坑模型和石块,并在外围拼接山坡模型,最后生成效果逼真的参数化、可重用的虚拟月面模型。仿真结果表明该虚拟月面模型满足虚拟现实环境下进行月球车在凹凸不平月面上的运动学、动力学仿真试验的需求。     

三维涡流结构的触觉表达

将虚拟现实的力反馈技术与科学计算可视化技术结合起来，提出了融合虚拟现实中视觉和触觉通道来理解涡流特征的方法．涡流特征的许多属性视觉无法表达，而触觉则是非常理想的手段．用视觉表达涡流特征的几何外形，用触觉来获知涡流的核线位置及其旋转强度，可在一个视图中表达涡流特征．开发了一个触觉可视化原型并介绍了其在工程中的实际应用．     

一种高扩展的分布式半实物实时视景仿真系统

针对某导弹攻防仿真系统中仿真节点之间的关系复杂且交互困难的特点,提出了基于Modelica和高层体系结构(HLA)的仿真方法,将攻防仿真系统中各仿真成员融合到基于HLA系统体系构架,各仿真单元采用基于Modelica语言进行建模.经验证该方法提高了仿真系统各仿真节点之间的互操作性及仿真资源的重用性.将实物仿真部分和视景仿真部分通过仿真联邦的邦员加入到整个仿真系统中,提高了系统的扩展性与可维护性.     

虚拟场景中自动漫游路径的多分辨率规划

在三维虚拟场景中，为了避免自动生成的漫游路径所引起的视觉抖动和场景跳变现象，增强漫游的真实感，提出了一种基于样条小波的多分辨率漫游路径生成方法，详细叙述了根据自动漫游过程中通道宽度的变化采用不同的分辨率来构造漫游路径的原理和具体实现。最后，给出了一个在船舶设计三维虚拟环境中漫游的实例，进一步说明该方法能够获得更加流畅的漫游路径，使漫游中的场景变化更加连续平滑。