大型引水工程施工三维可视化仿真系统研究

为了直观、逼真地描述大型引水工程各环节之间复杂的动态时空逻辑关系，提出了大型引水工程三维可视化图形仿真系统。首先，对引水工程三维可视化图形仿真系统进行系统分析，确定系统的开发模式，然后采集数据并进行了仿真计算，再将所得数据以数据库的形式保存并对数据库进行加工处理，将空间数据（矢量数据、形体数据等）和各种属性信息集成在一起，在这些数据库的基础上建立引水工程三维可视化仿真模型及模型库，以方便对模型进行高效的管理，开发了一个能科学、直观、逼真的表现大型引水工程施工的三维可视化图形仿真系统，为工程施工管理决策提供依据。     

汽车优化设计及性能仿真系统

在建立的汽车动力传动系统主要零部件的结构优化设计,零部件总成到整车系统各层次的运动学动力学及其相互作用的数学模型,以及汽车主要性能计算、优化计算的众多数学模型的基础上,应用MATLAB/Simulink强大的科学计算和绘图功能开发出汽车优化设计和性能仿真系统.该系统具有汽车动力传动系统主要零部件结构优化设计计算功能;发动机、变速器、驱动桥、轮胎和整车等部件和总成物理特性模型的建立和管理功能;汽车动力性、燃料经济性等主要性能的计算功能;以及动力源、传动系统速比等参数的优化选择和设计计算等功能.与类似功能的专业商业软件和大量的试验数据的对比测试结果表明本系统具备足够高的工程计算精度.该系统已成为长安公司汽车设计开发过程中一个有力的设计计算和分析工具.     

基于知识的产品协同设计系统体系结构研究

从产品生命周期的视角，提出基于分布式广义知识库系统支持的产品协同设计系统的体系结构，该结构包括三个层次：基础层、应用层和决策层。研究基于知识的工程系统支持CAD协同、产品信息建模及可视化仿真的方法，系统论述各层次的设计数据管理和交换机制。在基于知识的工程环境下，研制面向产品生命周期的协同设计系统框架。给出断路器开发实例，实现其生命周期协同开发的数据和知识的交流与共享。     

分布交互仿真监测分析系统的研究与开发

介绍了一个分布交互仿真监测分析系统的组成、逻辑结构、功能模块及实现过程中的关键技术。该系统集数据记录与统计、演练监测与分析、报表生成与发布功能于一体，支持仿真系统试验的全过程数据记录、实体检查、过程重演和演练数据的可视化显示，支持仿真系统试验的统计记录、实验结果和评估报告的自动生成，为分布交互仿真系统全生命周期的开发和调试提供了有力的计算机辅助工具。最后给出了其在分布交互仿真系统中的应用。     

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。     

基于Unity3D的油田抽油机三维可视化监控系统设计

针对抽油机监测形式单一、三维可视化程度低和联动性差的缺陷,引入信息―物理实时映射思想,开发了油田抽油机三维可视化监控系统。设计了抽油机数字空间,搭建虚实交互层设计架构;搭建三维可视化系统数据组成及关系框架;结合逆运动学,构建数学模型,基于五维模型和Unity 3D平台设计抽油机三维可视化系统总体架构;以游梁式抽油机为对象进行实验验证,实现了实时动态监测、虚实混合控制、运动轨迹追踪和在线预警等服务功能。为三维可视化监控在石油机械领域的落地应用和数字孪生系统的开发提供借鉴。     

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。     

基于GIS的海洋观测数据三维可视化仿真研究

在分析海洋观测数据三维可视化必要性的基础上,提出在海洋GIS中集成海洋数据三维可视化功能是解决当前海洋观测数据信息深层次挖掘难题的关键。对海洋观测数据三维可视化关键技术,包括三维可视化开发技术、海洋要素场数据模型、海洋要素场三维可视化流程、离散观测数据内插方法等,进行了系统分析。此基础上,根据海洋观测数据的特点,选择OpenGL和IDL作为三维可视化开发技术,采用C＋＋和VC＋＋语言开发用于海洋观测数据处理、分析的三维可视化组件CMa3DView,并集成到自主研发的海洋GIS系统——MaXplorer中。实际应用表明,基于提出的海洋观测数据三维可视化方法能较直观的再现复杂的海洋环境,从而为海洋科研工作者揭示抽象数据变化规律以及理解、分析各种复杂海洋现象,提供强有力的辅助工具。     

研制阶段系统可靠性增长的综合评估模型

针对研制阶段金字塔式的系统可靠性增长试验过程，建立了一个系统可靠性增长的综合评估模型。提出了将子系统可靠性增长试验数据折合为指数寿命型试验数据的方法。利用系统可靠性结构，系统可靠性原点矩与子系统可靠性原点矩之间的关系，将子系统试验数据综合为系统试验数据，并分别针对系统有、无增长试验数据的情况，设计了不同的评估方法。最后给出一个应用实例     

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。     

融合复杂信息的地理虚拟环境用户界面

地理虚拟环境为地理空间交互式可视化提供了极大便利。与传统VE相比,复杂地理虚拟环境中所要处理的可视化数据在类型、结构和展现形式上有显著不同,对界面设计和交互技术也提出新的挑战。首先针对多维度、异构性的特点,提出抽象信息的显示与交互技术;然后针对大尺度、多比例复杂地理空间的特点,结合桌面环境交互需求,提出融合多种交互隐喻的混合交互技术;最后,介绍基于上述研究成果开发的虚拟矿山原型系统,验证了用户界面的可用性。     

CORBA网管框架研究

随着当前的网络管理和分布式对象计算的不断推进,新形势使原有的网络管理体系暴露出严重不足,无法适应新的发展潮流;而分布式对象计算的研究作为一个新兴的发展方向受到越来越广泛的支持,得到了极大的发展。本文基于这样的背景,提出在CORBA这样一个分布式对象计算的重要技术的支撑下,建立新型网管系统框架,并根据提出的实现模型和所实现的原型系统进行了初步的性能测试,分析两者结合的优缺点,认为该网络管理框架模型将推进网络管理系统的发展。     

复杂虚拟样机工程的项目管理技术研究

主要介绍了正在研究和开发的，支持复杂虚拟样机工程的项目管理系统COSIM-PM。COSIM-PM是虚拟样机支撑平台系统COSIM[1]中的重要组成部分，其特点是以多约束、多目标条件下进度／资源的管理与优化技术为核心，通过对人员／团队、时间进度、资源成本的计划、控制、跟踪、优化，支持复杂产品虚拟样机工程全生命周期管理和开发。给出COSIM-PM的系统结构、关键技术，详细的论述了资源优化中的资源均衡优化算法，概要的说明了虚拟样机工程中项目管理与工作流的关系和集成方式，介绍了COSIM-PM的典型应用。     

基于维修仿真的人体疲劳分析

在维修工程领域,对产品的人机工程学分析逐渐引起人们的重视,人体的疲劳分析是其重要组成部分。该文提出了一种基于维修仿真的人体疲劳分析方法,该方法首先利用虚拟人创建维修仿真过程,然后通过动态提取虚拟人在该过程中的动作数据,计算人体执行不同动作所消耗的代谢能量,最后分析评判人体在维修过程中的疲劳程度。通过建立人体疲劳分析原型系统,并针对空间站维修仿真进行实例验证,试验结果表明了该方法的有效性。     

基于模型库/数据库的面向对象综合仿真环境框架

随着仿真技术和软件技术的发展,仿真系统已经发展成为一个功能完善的仿真环境。本文论述了一个综合仿真环境的原型系统,这个系统基于ＤＥＶＳ形式化描述和ＵＭＬ面向对象可视化建模语言,可以有效地重用模型库中的模型和数据库中的数据,快速生成仿真系统原型,从而将仿真系统开发纳入软件工程的范畴。     

面向非常规突发事件演化分析的动态模拟仿真系统

建立非常规突发事件演化分析的动态模拟仿真系统对于非常规突发事件的应急管理具有重要意义。针对现有模拟仿真方法与系统在用于非常规突发事件演化分析时存在的不足,尤其难以综合集成多学科、多领域的理论、方法和技术成果的问题,从知识管理以及综合集成的视角,给出了以知识元为基础,以数据、知识、模型融合计算为核心的非常规突发事件演化分析模拟仿真系统的框架体系,并探讨了各子系统的实现。在该系统中,知识元实现了数据、知识、模型的内在关联;通过知识元网络的推理,实现了各学科、各领域数据、知识、模型的动态融合计算,从而进一步实现了非常规突发事件演化分析的模拟仿真。最后,给出了原型系统,并通过泥石流灾害实例,阐述了原型系统的管理与运行过程。     

基于建模仿真的体系工程

通过军事、社会、制造等领域中的典型案例,介绍了复杂工程体系的概念和特点以及建模仿真对研究复杂工程体系的意义,以复杂产品制造为例,梳理了从系统工程到基于模型的系统工程(MBSE),再到基于建模仿真的体系工程(MSBS2E)的演变过程,分析了复杂工程体系建模仿真的特点和挑战,介绍了模型理论与方法、计算方法与平台以及不确定性...     

用专家系统方法建立线性规划模型

线性规划是管理决策领域中常用的基本工具之一,我们开发了一个建立线性规划模型的专家系统原型LPES。该系统用户界面友好,面向实际生产和商业规划领域,采用规则-框架相结合的复合知识表示形式,实现了数值计算与符号处理的有机结合。本文着重介绍了其知识库系统并通过一个例子简要说明了模型综合的思想。     

复杂产品虚拟样机全生命周期管理系统研究

复杂产品虚拟样机工程（CPVPE）技术是融合多学科技术的一门综合性技术,可用于复杂产品全生命周期的各个阶段,大幅度提高和解决产品设计开发过程中涉及的时间、质量和成本等问题。首先针对CPVPE的需求,提出了复杂产品虚拟样机全生命周期管理（CPVPLM）的概念,进而指出CPVPLM作为CPVPE的一项重要支撑技术,能对复杂产品虚拟样机（CPVP）全生命周期中的过程和信息进行全面管理,实现目前PLM尚未实现的功能。在此基础上探讨了面向CPVPLM的CPVP三维模型,研究并提出了一个实现CPVPLM的体系结构,介绍了原型系统在工程中的初步应用与实现。