基于物理与生物学机理的人工鱼行为模拟

针对人工鱼行为模拟中,对象与行为建模过程及动画实现工作量巨大,而且对硬件资源要求非常严格的问题,本文提出一种简化的基于物理与生物学原理相结合的对象建模方法,并运用到鱼群运动的模拟之中．在该模拟中,人工鱼群的每一个体被定义为一个自主智能体,在个体生物感知模型和群体行为运动的物理机制约束下,采用运动学原理和渐变动画技术,较好地解决了人工鱼集群运动中个体与整体之间的运动协调性问题,在普通PC机上实现了三维鱼群游动的计算机模拟,达到了较好的模拟效果．     

不连续变形分析与土的应力应变关系

为研究土的复杂的变形机理 ,采用适用于不连续体问题的数值分析方法—— DDA (discontinuous deform ationanalysis)对土的平面应变试验进行了模拟。结合对颗粒间相互作用的理论分析揭示了土的弹塑性、剪胀性、应变软化、卸载 -再加载时的滞回圈、卸载体缩以及剪切带的形成等独特的应力变形现象和特性的微观机理。试验结果与数值模拟的对比表明 ,这是一种研究土的本构关系的强有力的工具     

脸部表情动画的实现

用计算机动画技术合成人的面部表情动画是人体动画研究的一个重点。本文分析了人脸的生理结构组成和脸部表情与表情单元形变之间的关系，研究了包括局部变形箱变形、线性局部变形和密度球收缩和舒张变形在内的三种面部肌肉变形方法，在此基础上，提出了一个基于复合多组局部变形操作的脸部表情动画的模拟算法。通过调相关整表情单元的形变因子一时间参数曲线，有效地控制了脸部表情的动画过程，从而实现了脸部表情动画。     

水母

正过去20年里,人们发现海洋中的胶质类生物,如水母、栉水母、被囊类等,明显增多,特别是水母类生物在全球许多海域出现种群暴发,并导致一系列的经济和社会问题。海洋中的水母为什么会变得这么多,甚至泛滥成灾?是全球气候变化还是人类活动引起的?水母数量增多对海洋生态系统有什么影响?水母会成为海洋生态系统中的"老大"吗?来吧,在下一期《大自然》中寻找答案吧。     

二维动画中的形态转换

变形是动画中一种重要的艺术处理手法,分为静态变形与动态变形两种。在二维动画中,变形的形式多种多样,尤其是动态变形中的“形态转换”,在二维动画中得到了灵活、自由地运用和表现。动画大师麦克拉伦曾经说过：“每一格画面与下一格画面之间所产生出来的效果,比每一格画面本身的效果更为重要”,而形态转换更是充分发挥了动画的这一本体特性,展现了创造形思维的过程和结果。     

本构模型在基于物理的变形模拟中的应用

基于物理的可变形物体的模拟与仿真一直是计算机图形学的研究热点之一,在保证计算效率的前提下,尽可能地提高模拟的真实度与灵活性,向用户呈现具有良好观赏性的动画结果始终是个挑战性问题.本构模型作为材料物理特性的数学表达,决定了物体变形的本质属性,在模拟过程中起重要作用.对近年基于物理的变形模拟中所采用的本构模型进行了分析和概括,根据模拟材料的不同对其进行分类并详细展开,然后结合相应的数值离散方法,总结出此类问题的研究与解决思路,最后指出基于物理的变形模拟的研究与应用前景.     

贵州某高填方边坡稳定性分析与加固处理

高填方边坡高度大、土石方工程量大,边坡稳定性问题十分重要。本文以贵州某高填方边坡工程为例,结合现场变形监测资料,采用数值模拟和极限平衡法,进行了高填方边坡变形机理模拟和稳定性分析,结果表明采用坡率法进行高填方边坡放坡时,宽平台内侧填筑体厚度较小部位为边坡稳定分析的重要部位,应给予足够重视。     

基于非均匀有理B样条的计算机动画向量混合方法

采用目前最流行的非均匀有理B样条方法，提出并实现了一种新的动画过程中边到边的变化保持单调性的动画方法——基于非均匀有理B样条技术的向量混合方法．该方法通过将物体的运动变化分解为变形与刚体运动两个既独立又联系的部分。再对顶点运动轨迹进行控制．较好地解决了保持单词性的问题．     

基于SolidWorks的数控母线折弯机

通过SolidWorks中Animator可实现折弯过程中的刚性物体移动,然后用VBA编程对采用钣金建模的铜母线的折弯尺寸添加数学关系,并重新建模,从而完成物体的变形动画。最后利用视频软件将动画合成,并将合成的动画导入触摸屏,从而使数控系统界面可模拟真实折弯过程,便于用户操作,确保成品母线的尺寸要求。     

台湾海峡南部软水母亚纲二新种(柄杯螅水母科和玛拉水母科)

记述了采自台湾海峡南部和厦门港软水母亚纲(Leptomedusae Haeckel,1866)柄杯螅水母科(Hebellidae Fraser,1912)一新种——有丝十盘水母(Staurodiscus cirrussp.nov.)和玛拉水母科(Malagazziidae Bouillon,1984)一新种——中华八拟杯水母(Octophialuciumsinensis sp.nov.),对其特征进行描述,模式标本保存在厦门大学海洋与环境学院.     

轻盈飘逸的水母

2007年5月8日,我国大陆首座专业水母展馆——梦幻水母宫在青岛水族馆开放了。这一水族奇观的建成,结束了我国大陆没有专业水母展馆的历史,也为国人开启了一扇探寻神秘海洋世界的科普之门。梦幻水母宫集中展示了十几种、近千只各色水母,     

橡胶密封圈在刚性力作用下应变有限元分析

为了研究橡胶密封圈在刚性力作用下的应力与变形,采用Newton-Raphson非线性算法,使用位移准则来判断其收敛性。密封圈则按照超弹性材料处理,采用了Mooney-Rivilin模型材料,建立其有限元模型,进行了网格的划分,施加了合适的边界条件,模拟了真实的受力环境,计算出了在刚性力作用下产生的应力和发生的变形。并且使用动画技术直观地显示了其变形过程。应变有限元分析的结果为橡胶材料可靠设计、优化提供了一定的指导。     

桃花水母形态结构观察及诱发环境因素探究

利用显微镜观察桃花水母结构,针对桃花水母的触手、平衡囊、平衡石、生殖腺和食性,拍摄大量图片和视频;制作浸泡标本;针对校园两个不同池塘（水母发生池）和（星海池）作为实验组和对照组,从周围环境、水体（颜色、可见度、光照、水温、PH值、溶解氧、浮游生物）等方面进行调查、实验和对照比较分析,探索桃花水母最适合的生存环境条件。研究中,我们拍摄了大量桃花水母的图片和视频,弥补了目前相关资料的不足,对人们认识、了解、研究这种珍稀物种提供一定参考价值。发现了华英学校水母池桃花水母的生物特征、喜欢富营养化环境,发现我校桃花水母体内含有一特殊浮游生物—车轮虫,国内未曾报道。针对桃花水母分类和保护提出自己看法。     

飞艇柔性变形对气动特性的影响研究

软式飞艇在低充气内压和来流共同作用下,其整体结构刚度较小,应视为柔性体.飞艇所产生的柔性变形和流场之间的耦合已经成为大家越来越关注的问题.利用数值方法模拟了平流层飞艇外流场和柔性变形的非动态相互耦合作用,并通过风洞实验验证了所建薄膜体变形和流场数值模拟及气动载荷耦合计算模型的适用性.利用该模型进一步确定外流场作用下艇体柔性变形对总体性能的影响,对平流层柔性飞艇的工程应用具有一定的参考价值.     

钢制长杆弹斜侵彻中厚靶板数值模拟

利用大型动力有限元分析软件,采用Johnson-Cook动态本构模型,对长杆弹侵彻中厚靶问题进行了数值模拟,给出了弹体与靶体的破坏变形发展过程及应力波传播过程,得到了弹体的受力曲线,数值模拟结果与已有的试验现象吻合较好。     

美丽的海洋杀手

看似平静的大海里,众多的生物往来如织,组成了热闹非凡的海底世界。它们也不都是相互依附、各得其所,偶然短兵相接也在所难免,更有甚者,看似平静的背后还隐藏着些许杀机。温柔的杀手——水母　　水母,有着晶莹剔透的外表,看上去犹如撑着的透明之伞,柔柔的触手婀娜多姿,宛若飞天的少女,在温柔的海水中有着一种不容修改的美。然而正是因为这种美丽,又有多少人能把它们与杀手相联系呢?　　在神秘的太平洋岛——帕劳群岛附近水域,几百个被热带丛林覆盖的小岛像海底冒出的绿色蘑菇,海水已将岛边的岩石雕刻得千姿百态,而令无数世人神往的水母…     

古今桃花水母同现澄江

云南玉溪市澄江县境内的抚仙湖里最近发 现大量被誉为“水中国宝”的桃花水母,同时, 研究人员在离湖不远的帽天山发现了世界上最 早的水母化石。古今水母同现澄江,而两个小 精灵却相隔了5.3亿年。 桃花水母是一种原始低等的无脊椎动物, 最早诞生于约5.5亿年前,是国家濒危野生动 物,2002年已经被正式列为世界最高级别的“极 危生物”。研究专家认为,桃花水母是名副其实 的“活化石”,具有较高的研究价值和观赏价值。 桃花水母以自己独特的生命形成记录着地球生 命的发展历程。 桃花水母的…     

厦门港常见管水母,钵水母的刺胞

鉴定、描述了厦门港2种管水母和4种钵水母的刺胞。其中,灯水母的基刺等丝刺胞,霞水母的中刺等丝刺胞是钵水母刺胞的新记录。文中还比较了各类管水母的刺胞,并建议对钵水母的刺胞采用与其它腔肠动物一样的分类原则和术语。     

火焰实时模拟的新算法

为了解决火焰动面的计算机模拟难以实现真实感和实时性的问题,提出了一种新的火焰实时模拟算法.该方法吸收了数学物理方法真实感强和粒子系统思想方法简单的优点,通过著名的Navier-Stokes方程对流体进行控制,采用半拉格朗日法对其进行求解,并引入粒子系统的思想对原方程的平流项进行修改.对火焰颜色的控制采用密度场和配色原理,进行简单而有效的实现,并在图形处理器(GPU:Graphics Processing Unit)上加速实现,成功地实现了真实感和实时性并举的火焰动画的计算机模拟.     

水母：漂流的精灵——透明身体内蕴藏着巧妙的生存之道

水母一直都是水族馆中最受欢迎的生物之一，它们婀娜多姿，宛如“水中之花”，悠然地随波逐流，闪耀着梦幻般的光芒，犹如一个个美丽的海洋精灵。它们看似美丽温顺，其实却十分凶猛，而且暗藏杀机——细长的触手上布满了毒针。它们还是海水浴场的麻烦制造者，稍不注意，游客就有可能被其蛰伤。水母是来自远古时代的生物，早在6亿年前就存在了，可谓海洋生命中的奇迹。它分布于全球各地的水域里，无论是温暖还是冰冷的海水，无论是浅海还是深海，甚至在淡水中都有它们的踪影。水母种类繁多，既有喜欢到处游走的“游泳健将”，又有喜欢安静的“宅居者”，甚至还有残忍地吞食同类的“杀手”。让我们一起走近美丽温顺却又令人百思不得其解的海洋精灵——水母吧。