机车车辆-轨道耦合动力学实时仿真模式研究

机车车辆-轨道耦合系统不但在动力学过程中是一个复杂的系统，而且在几何结构上也是一个复杂的系统，本文在分析现有机车车辆-轨道动力学综合仿真的复杂性基础上，从仿真计算机体系结构和系统集成的角度，研究了几种考虑数值计算和可视化的综合实时仿真的方法，探讨了多线程技术，DDE技术和分布式仿真技术和计算机网络在机车车辆-轨道耦合动力学仿真中的应用，结果表明，几种方法是可行的，尤其基于DCOM仿真技术和基于离线计算的数据文件共享是很有前途的方法。     

轨道动力学可视化仿真研究

研究了在机车车辆一轨道耦合动力学视景仿真系统中，轨道系统动态行为仿真的逼真性和实时性问题，提出了一种能准确模拟轨道系统振动行为的有限长轨道单元法，考虑到钢轨以梁的形式参与振动的实质，通过实时建立具有一定垂向、横向和扭转振动形态的钢轨模型来模拟钢轨的振动行为。仿真结果表明，在保证优良的实时性的同时，利用该方法不仅可以建立更加符合实际的轨道模型，而且还能真实地模拟轨道子系统各组成部件的各种特殊振动行为。     

机车车辆转向架疲劳强度分析与仿真平台研究

机车车辆转向架的动应力时间历程获取是进行转向架疲劳寿命分析和预测最重要的环节.基于线路动应力试验,试验与仿真相结合,计算机仿真三种途径,研制了机车车辆转向架疲劳分析与仿真系统,集成多体动力学仿真,有限元计算,疲劳数据处理和分析等系统搭建了机车车辆转向架疲劳分析与仿真平台,为机车车辆转向架可靠性设计提供了多种疲劳寿命分析方法和工具.系统具有友好的三维用户接口,解决了巨量数据的雨流计数问题,提供丰富的符合国内铁路行业的材料疲劳强度特性数据库.此外还提出了一种线路动应力试验和计算机模拟相结合的动应力获取方法,该方法以应变模态理论为基础,能利用已知点应变时间历程确定危险点应变时间历程,从而更准确确定结构疲劳寿命.     

基于多种软件平台的卫星动力学仿真研究

卫星工具包STK(SatelliteToolKit)只能对自身的模块化方案进行验证和演示。引入了三维建模技术和可视化技术,并基于STK和Matlab的无缝连接,研究建立卫星动力学仿真系统。该仿真系统采用建模软件LightWave建立卫星三维模型,利用STK/Matlab模块提供的接口功能,开发新的轨道与姿态控制模块,为用户定制的轨道与姿态控制方案提供仿真、验证和演示。     

基于虚拟样机技术的受电弓/接触网系统研究

结合受电弓的开发过程，把虚拟样机技术运用到受电弓／接触网系统的研究中。建立其从轨道、机车、受电弓到接触网三维仿真模型，重点分析了弓网耦合系统的动力学特性、轨道激励对弓网振动特性的影响以及接触网的动应力分析。通过应用虚拟样机技术，阐述了虚拟样机技术对研究弓网系统动态受流和开发高速受电弓的作用和优点。     

基于GIS水电工程施工系统三维动态图形仿真技术

针对当前三维动态图形仿真技术的发展及其在水电工程施工领域应用要求的特点，文章研究了基于GIS的水电工程施工系统三维动态图形仿真方法及应用。文中首先探讨了基于GIS的可视化仿真技术原理与方法，然后在水电工程施工系统分析的基础上，设计了三维动态图形仿真系统的仿真信息的可视化组织方法及开发模式，分析了工程施工三维数字模型的构造过程，最后详细介绍了系统功能的实现。开发了一个能科学、直观、逼真地表现水利水电工程施工过程三维动态图形仿真系统，为工程施工管理决策提供依据。     

三峡库区洪水演进三维可视化仿真研究

介绍了三峡库区洪水演进三维可视化仿真系统的开发.探讨了基于高精度、大范围DEM数据的断面控制点提取方法,采用网格逼近的方法生成了三维河道地形,与大尺度流域三维场景形成嵌套结构;在与一维水动力学模型集成的基础上,提出了基于断面的河道边界搜索算法,采用动态纹理技术和纹理坐标求解实现了大范围水面动态模拟;开发了三维场景中手动和自动漫游方式,实时信息查询以及淹没过程分析模块.所研制的系统使流域洪水演进模拟具有真实自然的可视化效果,可有效地模拟流域洪水的三维演进过程.     

基于Matlab的交会对接全数字仿真系统

以月球轨道交会对接为背景,构建了仿真系统的总体框架.对交会对接系统的动力学、导航以及控制等部分进行了详细建模和设计,并基于此,建立了月球轨道交会对接系统的Simulink模型.设计了交会对接仿真系统的用户交互界面及3D动态演示,使仿真系统操作简捷、直观.全数字仿真系统可用于月球轨道交会对接任务的前期验证.进一步,利用其改进的模型进行了交会对接半物理仿真实验.实验结果说明了惯性-视觉组合导航的有效性和数字仿真系统良好的移植性.     

基于虚拟现实环境的飞机显控系统软件仿真

出于三维化仿真飞机显控系统的需要,提出了一种基于虚拟现实环境的软件仿真方案。仿真软件通过采用虚拟面板创建显控系统的主要人机界面,利用Vega Prime虚拟现实开发环境和OpenGL动态纹理技术生成平显视场内的三维场景和动态画面,并运用多线程技术提高软件的实时性。仿真结果表明,该方案可以实现预定的功能,亦符合实时性要求。     

基于三维地质模型的TBM施工动态可视化仿真

针对TBM施工涉及因素众多、地质条件复杂的特点,提出将三维地质建模技术引入施工仿真,对基于三维地质模型的长隧洞TBM施工进行动态可视化仿真研究.构建了TBM施工区域三维地质模型;全面考虑地质因素的影响,按照不同岩性条件选取参数并建立仿真模型,进行隧洞TBM施工过程仿真分析;根据仿真成果将施工信息与三维动态面貌进行耦合,实现基于三维地质模型的TBM施工过程动态可视化.实例分析表明,该方法改变了仿真结果传统的表现模式,为全面地掌握长隧洞TBM施工过程提供一种新的分析工具.     

虚拟样机可视化支撑平台的研究与实现

虚拟样机的开发过程实质上是一种基于模型的不断提炼与完善的过程。虚拟样机作为复杂的系统工程项目，强调的是资源的共享及团队的协同工作。而虚拟样机可视化支撑平台是虚拟样机支撑平台的一部分，其任务是支持建立包括武器装备虚拟样机协同设计、开发以及运行、评估全过程的可视化工具集。就研究开发武器装备虚拟样机可视化支撑平台中的协同可视化技术和框架的研究与实现进行了总结。     

面向结构图的施工导流系统仿真研究

施工导流系统的分析方法,通常是建立导流系统各个环节的水力计算方程,通过求解方程组来分析系统状态。该方法难以直观、形象地展示出建模及计算过程,程序的通用性较差。针对施工导流系统各个环节相互耦联和制约的特点,将面向结构图的仿真原理应用于导流系统研究,以Matlab/Simulink软件作为系统仿真平台,通过系统结构图来拼装系统的仿真模型,实现仿真建模的结构化和可视化,通过仿真实例验证了方法的可行性。     

融合真实感模型的沉浸可视化

科学计算可视化给工程师提供一个洞察产品性能的有效途径，但数据量的增加远远超过人们理解数据的能力。科学家观察数据和操纵数据都利用简化的环境和模型，大大约束了对产品和物理现象的观察。该文提出了一种结合虚拟现实技术、科学计算可视化和几何建模技术的创新可视化方法。将科学计算数据和真实感模型有机结合起来，利用虚拟现实技术，提供用户栩栩如生、身临其境、高交互的沉浸可视化环境。论文给出了系统详细构架，建立虚拟场景树以及构造可视化结果融入场景的流程，研究沉浸可视化的使能技术。最后在Powerwall系统上实现了系统原型，并应用在工程实践中。     

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。     

基于面向对象仿真的水电工程施工布置可视化研究

水电工程施工总布置时间、空间逻辑关系复杂,具有动态交互的特性。该文基于面向对象仿真技术,构建了含时间属性的基本对象模型,通过混合系统和高效的图像渲染引擎,实时绘制动态场景;并通过单独的交互模块,实现了可视化成果对仿真过程的反馈,为决策者提供了直观、高效的可视化操作平台。     

基于HLA的机载多传感器探测仿真系统设计与实现

为了缩短机载多传感器探测系统的研发周期,减少开发成本,降低项目风险,机载多传感器探测仿真系统是良好的途径。传统的分布式仿真技术不能解决多平台多传感器联合探测的传感器重用和扩展问题,提出了基于HLA的机载多传感器探测仿真系统。以飞机为平台,首先设计了基于HLA分布式仿真技术的机载多传感器探测仿真系统的整体架构,然后完成了各联邦成员的功能设计及FOM表设计,给出了各机载传感器之间的信息交互关系,最后建立了分布式仿真系统,实现了机载多传感器探测仿真系统的可视化,典型空战场景下的机载多传感器探测仿真系统实例结果表明:各联邦成员之间实现了数据流通,且仿真数据准确无误,可实现机载多传感器的重用和扩展,为实际的工程应用提供了良好的仿真验证平台。     

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.     

"数字矿山"三维可视化研究

构建了“数字矿山”三维可视化框架模型,主要分为数据操纵、映射和绘制三个子过程。设计了“数字矿山”可视化系统模型,以集成式混合策略为基础,根据不同的应用目分别采用互补式和转换式混合策略。将体视化技术引入“数字矿山”三维可视化领域,针对“数字矿山”实体对象的不同特征和构模方式建立了光线投射方法、MarchingCubes方法和基于OpengGL技术几何绘制方法的适用条件并进行了实例验证,取得了逼真的效果。     

面向对象的可视化翅片管换热器自建模仿真系统的总体框架

采用面向对象的编程技术，结合OpenGL可视化图形技术，开发了适用于化工、空调等领域的翅片管换热器可视化设计软件。该软件实现了翅片管换热器的三维可视化方案设计，能够分析计算不同结构、流路布置、以及运行工况下的翅片管换热器的流动换热特性。该软件具有友好的用户交互性、以及良好的开放性和通用性，可以有效地缩短换热器的设计周期，提高换热器设计质量。     

基于仿真的双基站卫星星座设计

根据双基站卫星星座的特点，分析了卫星和空间站之间的可视窗、通讯窗、过顶时间要求下的通讯约束，并进一步设计双基站卫星星座的轨道高度、倾角、升交点赤经、轨道数目及卫星分布选择、星际链路建立。该星座克服了以地球为基地的卫星星座测控信号传递路程长，信号受到环境干扰大的不足。并充分利用空间站的优势，更有效的发挥卫星及其星座的作用。以服务于未来我国空间站的专用数据中继系统为例，进行双基站星座设计。从仿真结果可以看出，所设计的星座作为未来我国空间站的数据中继系统是有效的、可行的。