海面连续溢油的三维实时绘制

对短时间尺度内的连续溢油进行研究.海面采用同心圆网格模型模拟,海浪高度图采用快速傅立叶变换方法生成.提出利用平面折射技术实现海面油膜的绘制,采用粒子系统实现油粒子模型,粒子所在位置的潮流速度采用分区方法高效计算.模拟试验表明,该方法可实现海面连续溢油的逼真、快速模拟.     

基于物理模型的海上溢油实时可视化仿真

提出一种基于物理模型和纹理映射技术的海面溢油实时三雏可视化方法对海上溢油进行实时动态仿真.通过分析海上溢油扩展和漂移过程的数学模型,在视点相关的自适应海面网格模型的基础上,运用纹理映射技术在海面特定区域实现了海面油膜扩展和漂移的实时动态仿真和可视化,方法简单、实用.     

基于SPH的中国水墨画风格烟气动画系统

提出一个基于平滑粒子动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)模型的中国水墨画风格烟气动画制作系统.系统利用流体物理方程支配SPH运动规律,以少量粒子描述烟气运动的轨迹信息;通过在可编程GPU上采取投影纹理映射技术,进行快速、准确的绘制.系统包含5个模块:参数设定模块、烟团纹理库构建模块、运动骨架提取模块、浓度纹理生成模块和基于GPU的实时绘制模块.实验证明,系统能以简单、直观的方式体现水墨风格烟气动画的抽象性特征.     

基于溢油模拟的船舶溢油污染风险评估

以长江口海域的船舶溢油风险分析为研究对象，通过对已有的溢油模型的多次仿真模拟，观察常见油类在不同的环境条件和溢油状况下的漂移及扩散情况，总结出影响溢油油膜面积及运动轨迹的因素，在此基础上，对长江口船舶溢油高影响区域进行了识别。研究表明：基于溢油模型的船舶溢油风险分析是可行的；影响溢油油膜面积的重要因素是风况；潮流则是影响溢油运动轨迹的主要因素；长江口海域船舶溢油高影响区域为南北槽航道入海口门区域。     

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。     

航海仿真虚拟环境的海浪视景生成技术

分析了海面浪花的生成条件，用粒子系统和图象合成相结合的方法，实现了动态海面及海面浪花的实时仿真。在模拟船舶周围浪花时，作者提出了椭圆模型，可方便行确定粒子的随机初始位置，通过调整粒子在椭圆上的限定范围，可用同一粒子系统，分别模拟出船体首部，尾部以及其它部位的兴波，并给出了粒子各属性的确定方法。     

基于改进粒子群算法的滑模控制方案

针对一类非线性系统, 提出了一种新的滑模控制方案.将改进粒子群算法与滑模控制方法结合,利用改进粒子群智能优化方法设计切换函数和指数趋近律系数,加快了系统到达滑平面的速度,改善了系统的动态性能和保证较强的鲁棒性,系统能快速精确跟踪期望的状态轨迹,而且有效地消除了滑模控制固有的高频颤动现象.最后应用到倒立摆系统进行了仿真研究, 结果表明了该方案的有效性.     

基于数值仿真的X波段极化SAR海杂波统计建模与特性分析

针对3~5级海况下X波段极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)海杂波的仿真和统计建模, 首先利用Apel海浪谱模型和Monte Carlo方法仿真不同风速下的大尺寸二维粗糙海面, 进而分别利用物理光学模型和弹跳射线法两种高频电磁散射模型考虑海面的单次散射和多次散射, 实现大尺寸海面的极化SAR海杂波仿真, 并利用X波段地球物理模式函数和岸基实测海杂波对仿真海杂波的精度和统计分布进行验证。基于仿真海杂波数据, 利用典型的乘积模型和Mellin类统计量开展海杂波统计建模和特性分析。仿真结果表明, 在2 m×2 m的高分辨率条件下, X波段同极化海杂波并不服从适用于中低分辨率海杂波的K分布, 且在不同风速风向下呈现出不同的纹理特征; X波段交叉极化海杂波表现出较弱的纹理特征, 服从Wishart分布; 随着入射角和雷达视数的增大, 海杂波的纹理特征逐渐减弱。     

数字地球上的海面建模与绘制技术研究

采用基于Perlin噪声的海浪模型,将投影平面分割算法应用于球面海浪绘制,得到视点相关的球面高度场网格生成算法,生成海面网格,对海面光照效果进行了较好模拟,在数字地球上实现了海面的建模与绘制,具有较好的绘制效果和较高的绘制效率.     

基于粒子群优化的高超声速飞行器航迹规划

提出了一种基于粒子群优化算法的高超声速飞行器航迹规划方法并进行了仿真验证.首先计算了高超声速飞行器的最小转弯半径,然后建立威胁模型,将威胁模型投影到赤道平面内,利用一个有限项的多项式函数采逼近实际航迹在赤道平面内的投影,使航迹规划问题简化为在一个多项式系数空间中的搜索寻优问题.利用粒子群优化算法,鉴于高超声速飞行器特点,规划得到赤道平面内的航迹,根据对应关系,最后得到实际航迹.仿真结果表明,生成的航迹自动避开了威胁.