ADAMS二次开发技术在气动潜孔锤虚拟样机建模中的应用

气动潜孔锤是一种冲击凿岩设备,动力学特性非常复杂.利用准稳态的方法,联立潜孔锤气室气体流量方程、状态方程和等熵方程建立了气室气体状态数学模型.并利用差分方法在Visual c++中编制了气体压力程序,应用动态链接库技术实现其与多体动力学程序ADAMS/VieW 的链接,生成了活塞驱动力用户子程序,在ADAMS中建立了潜孔锤虚拟样机模型,分析了活塞的运动过程及不同工作气室的压力变化.仿真结果与实验数据进行了对比,验证了潜孔锤虚拟样机的正确性,对潜孔锤的优化设计具有指导意义.     

SAR图像中内波参数提取方法研究

海洋内波在星载SAR图像上表现为明显的亮、暗带 ,通过SAR图像分析可以提取其波长和传播方向参数。小波分析在频域和空域具有局部细化特性 ,在内波信号分析有很大的优势。在预处理阶段 ,二维小波分析软阈值方法可对图像进行噪声滤除。小波变换能量分布法与小波变换极大模值法估计内波波长各有特点 ,小波变换极大模值法估计波长精度较高。选用小波变换极大模值法对SAR图像剖视图进行分析 ,估计内波波长 ,并利用Radon变换方法检测内波的方向 ,取得了良好的结果     

水下高速运动体空间运动的建模与仿真

为对水下高速运动体的运动进行准确分析,使用MATLAB软件建立水下高速运动体的模块化模型并仿真。通过对运动体受力和超空泡特性进行分析,建立了水下高速运动体空间运动的非线性、分段数学模型。在MATLAB/R2007a软件中,使用simulink加S函数混合编程的方法,建立了含复杂非线性项的模块化仿真模型。仿真结果证明,建立的水下高速运动体的运动模型符合运动体的实际运动规律,为之后的控制系统设计奠定了基础。     

潜射导弹运载器分离体散布范围分析

由于潜射导弹运载器在进行弹器分离后分离体下沉弹道的散布主要受到其分离后初始运动学参数散布的影响，在建立了基于MATLAB／Simulink的潜射导弹运载器分离体下沉过程的动力学模型，采用了基于“蒙特卡罗-复合形法”的优化策略，在运载器分离体下沉弹道计算的基础上，对下沉弹道的某些弹道指标进行了优化计算，确定了分离体下沉过程中随时间变化的极限范围，对于工程上解决分离体砸艇问题提供了一定的理论依据。     

计算粗糙地面下方埋藏目标复合散射的E-PILE+BMIA/CAG算法

为快速获取电大尺寸随机粗糙面下方埋藏目标的电磁散射特性,基于层内波传播展开法（propagation-inside-layer-expansion, PILE）和带状矩阵迭代及规范网格法（banded matrix iterative approach canonical grid,BMIA/CAG）,提出了结合带状矩阵迭代及规范网格法的扩展层内波传播展开法（E-PILE+BMIA/CAG）。数值计算过程中,以高斯随机粗糙面模拟实际地表面,并引入锥形入射波以减小人为截断粗糙面所引起的计算误差。为验证算法的有效性和收敛性,计算了一维介质粗糙面下方埋藏无限长二维介质圆柱目标的散射特性,研究了目标与粗糙面之间的相互作用,并与已有算法结果进行比较。最后计算了大入射角情况时地面下方埋藏目标的复合散射特性。该研究成果对于目标探测等领域具有一定的理论指导价值。     

目标翻滚对成像影响的分析

主要研究了目标翻滚运动对宽带成像的影响。首先建立了翻滚目标运动模型,在此模型的基础上分析了细长目标翻滚运动时频率步进信号及宽带线性调频的雷达回波特性,阐述了目标翻滚运动时,回波信号除了主分量外,还会产生边频分量的观点。解释了翻滚目标成像时出现伪像的原因。通过仿真对运动模型和回波特性进行了验证。     

潜空导弹运载器水下弹道仿真研究

在建立适合于运载器六自由度运动的数学模型的基础上,建立了光纤对运载器作用力的数学模型,然后对潜空导弹运载器的水下弹道进行了仿真研究.结果表明运载器运动稳定,控制规律合理.     

基于先验目标航向的吊放声纳应召搜潜建模与仿真研究

针对已知目标的大概航向,需在有限范围内确定目标存在区的情况下,建立了利用吊放声纳的扇形和弧形应召搜潜模型、潜艇运动模型、搜潜概率模型,仿真分析了潜艇初始航向、吊放声纳间距、搜索样式等因素对应召搜索概率的影响.结果表明,初始航向角度的变化对弧形和扇形的应召搜索概率影响较小;不同潜艇运动模型中,吊放声纳间距的变化对弧形和扇形的应召搜索概率影响较大.     

考虑节拍约束的断路器孪生车间模型动力学控制

生产节拍对以流水线为主要作业模式的孪生系统建模有重要影响,提出一种考虑节拍约束的断路器孪生车间模型动力学控制方法,对断路器单体和配套流水线进行运动检测,在节拍计算的基础上对孪生体进行动力学建模,通过驱动力加载、运动逻辑控制和切换,实现固定节拍和柔性节拍时流水线系统的孪生映射.建立了断路器上层、中层和下层多层方向包围盒及...     

航空搜潜装备搜潜范围建模与仿真研究

根据航空搜潜装备的特点，结合主／被动声呐方程、潜艇目标强度、潜艇目标辐射噪声特征、搜潜装备性能、浅海传播损失模型、海洋环境特点等，建立了单基地条件下搜潜装备搜潜范围的数学模型，并以海洋环境噪声的变化为条件，仿真分析了搜潜装备有效搜潜半径随海洋噪声的变化情况。通过本文的研究，可以根据海洋环境等变化，确定出搜潜装备的搜潜范围变化情况，为航空搜潜训练提供了理论依据。     

基于小振幅波理论的浅海波浪建模及动态仿真

提出一种新的浅海波浪建模方法。该方法基于小振幅波理论,通过修改小振幅波波形建立具有尖锐波峰和卷曲波形的浅海波浪模型。对浅海波浪的运动特性进行分析,给出波高和波数的计算方法,并提出一种基于相位分解和累积的波向计算方法以解决任意浅海地形条件下的波浪折射问题。仿真结果表明,该方法生成的浅海波浪,具有较高的绘制速度和真实感,可满足实时视景仿真的应用需求。     

三维海浪场的数值模拟及其动态仿真

根据研究线性海浪理论、海浪谱反演海浪数据的线性叠加法,反演出三维海浪场数据并进行多角度分析。结合飞行器掠海飞行仿真的实际需要,深入研究了PC机平台上大量三维海浪场数据的产生方法和显示方法。大量的仿真实验结果表明,本文所提方法是可行且有效的,对实际海浪场具有良好的模拟,可广泛应用于动态仿真、虚拟现实及相关领域。     

一种快速的海浪仿真方法

海浪仿真的实时性是海洋场景仿真的重要需求之一。对海面网格和浪高计算同时进行简化处理,提出一种快速的海浪仿真方法。该方法采用放射状环形网格对海面进行LOD划分,用海浪谱反演生成海浪高度纹理图序列,并在GPU顶点着色器上对海面网格进行循环纹理映射以获得网格节点的动态高度数据。同时,采用多级纹理映射和视域裁剪对海面网格进行优化处理。实验结果表明,提出的方法能有效提升海浪仿真速度,仿真对CPU的占用率低,真实感强,可充分满足视景仿真系统对海浪仿真的实时性要求。     

可视球面海浪建模与绘制

大规模海浪的快速建模和绘制是目前的研究热点,如何建立球面海浪模型和对可视球面海浪区域进行多分辨采样,是在数字地球平台上实现大规模海浪实时模拟的关键。为解决此问题,结合现有算法,考虑球面曲率影响,提出了球面海浪模型,以及相应的屏幕细分算法和海陆判断算法,解决了球面海浪模型存在的高纬度"压缩"现象,将计算和绘制限制在视点相关的可视球面海浪区域。实验表明,该方法适合大规模海浪仿真,其绘制效果逼真性好,速度快,能满足交互应用的需求。     

基于网格计算的近海岸波浪仿真

波浪仿真是海岸工程领域中一件非常有意义的工作。但是，从目前海岸工程界两大类波浪数学模型研究来看，即：能量平衡模型和质量、动量守恒模型，都存在着巨大的计算量问题。若仅用一台微机进行计算，不能够得到实时动态的仿真结果。从网格计算思想出发，采用SWAN（Simulating WAves Nearshore）模型，提出了网格计算的体系结构和基于网格计算的动态波浪仿真的建模，最后对近海岸波浪进行动态仿真。     

导弹仿真中海浪的数字仿真及其动画生成

根据某型潜射导弹仿真的需要,利用海浪谱,用线性叠加法建立了海浪的数学模型。在此基础上,用法线扰动法生成了三维海浪动画,应用于导弹攻击过程的动态模拟     

一种基于分形的海浪视景仿真方法

鉴于目前的海浪视景仿真模型要么逼真性不好、要么实时性较差的现状,提出了一种基于分形的海浪视景仿真方法,即以简单三维进行波为基本波形,采用地形模拟中的连续随机增加法对基本波形进行变形,同时为了保证图像的连续性采用了多重插值的方法。该方法能够很好的体现海浪的随机性,具有较好的逼真性和实时性,且容易构造视点相关的LOD模型。     

基于海浪谱的波浪模拟

近年来，自然景物的模拟一直是计算机图形学中最具挑战性的问题之一。作为自然景物模拟的重要内容，对流水、波浪的模拟正日益引起人们的关注。现有的模拟方法要么从流体力学方程组出发，去求解复杂的Navier-Stokes方程，要么根据波浪的形状，去构造具体的波形函数。本文从海洋学现有的观测和研究成果出发，利用海浪频谱和方向谱的相关公式，实现了基于海浪谱的浪波造型及显示，实践证明该方法可以快速有效的模拟波浪。     

基于方向谱的海浪合成方法

研究海浪对反舰导弹的控制系统与飞行弹道的影响,需要对海浪进行逼真模拟。在分析随机三角函数叠加产生海浪及反演海浪频谱模拟海浪不足的基础上,提出基于方向谱的海浪合成方法:采用Gerstner波形描述海面,通过对方向谱进行四叉树采样,提取组成波振幅、频率、传播方向等参数合成海浪。该方法能够模拟远离海岸的任意大小、任意精度的连续海洋表面,效果逼真,可用于海浪的数值仿真与视景仿真中,能够为反舰导弹控制系统仿真及三维弹道仿真提供连续海洋波面数据。     

大规模海战场景建模与绘制技术研究

提出了一种考虑球面曲率影响的海浪建模方法,解决和消除了模型生成中存在的计算量大和高纬度"压缩"等问题;依靠可逐点计算生成海浪模型,利用屏幕细分自适应算法将计算和绘制限制在与视点相关的可视球面海洋区域.基于船行波理论和粒子系统理论方法,根据船行波粒子所受外力构建其运动方程,模拟船行进过程中船首波.船尾波.最后,在PC机上进行了实验,结果表明用户可以在数字地球平台上实现大规模海战场景交互漫游.