可视化的地下水数值模拟

首先简述了DOS环境下，地下水数值模拟面对的问题，随后以地下水模拟系统GMS4．0为例介绍了图形用户环境下地下水数值模拟专业软件的特点。在图形用户环境下，借助于面向对象编程的概念及地理信息系统空间分析技术，地下水数值模拟从模型建立、数据准备到结果输出实现了图形化和可视化，建模过程是面向对象的。这大大有助于人们对地下水数值模拟这一有力分析工具的掌握与应用。同时文中也从一个侧面反映了目前地下水数值模拟专业软件的主流趋势及发展方向。     

海洋三维仿真平台的潮流模拟可视化建模

潮流数值模拟的科学可视化与虚拟现实是海岸海洋科学研究重要的现代技术手段.首先从地理信息系统的角度对潮流数值模拟系统的数据模型进行了论述,指出三维潮流数学模型基本方程(Navier-Stokes方程组和Boussinesq假定),同时建立了基于海洋物理的实时海面模拟潮流数学模型,提出了适合水文数值模拟的对象模型方法;其次探讨了空间流场的可视化技术,阐述了虚拟现实在潮流数值模拟中的作用;最后设计并实现了一个海岸海洋潮流模拟虚拟现实的原型软件系统3DVROcean,并在黄海辐射沙洲等的潮流数值模拟试验中进行了实际对比检验.     

可视化的地下水数值模拟

首先简述了DOS环境下,地下水数值模拟面对的问题,随后以地下水模拟系统GMS4.0为例介绍了图形用户环境下地下水数值模拟专业软件的特点。在图形用户环境下,借助于面向对象编程的概念及地理信息系统空间分析技术,地下水数值模拟从模型建立、数据准备到结果输出实现了图形化和可视化,建模过程是面向对象的。这大大有助于人们对地下水数值模拟这一有力分析工具的掌握与应用。同时文中也从一个侧面反映了目前地下水数值模拟专业软件的主流趋势及发展方向。     

桩群阻力数值模拟与物理模型比较研究

为了在潮流数值计算中更好地模拟桩群，将现有的两种在潮流数值计算中模拟桩群时确定阻力系数的方法在数值水槽中进行了计算对比，并对同一桩群码头地区进行了数值计算.与某高桩码头物理模型所进行的比较结果表明，两种方法所得结果之间存在一定差异，其中一种方法所得结果与物理模型结果较为吻合.虽然两种方法计算的结果有所差异，但随着桩群排列的稀疏，差异会逐渐减小.     

高温环境下容器内液化气的热响应分析

介绍了采用数值模拟技术预测高温环境下容器内液化气热响应的基本方法，并给出了模拟结果与实验结果的比较与讨论。结果表明模型能较好地预测高温环境下容器内液化气的热转换机理。     

ECOMSED数学模型研究悬浮物对海洋环境影响

文章利用ECOMSED三维水动力数学模型,对莱州海事工作船码头工程海域潮流进行数值模拟,在潮流模拟验证确的基础上,建立了悬浮物输移、扩散预测模型,预测了在工程基槽开挖、航道和港池疏浚施工过程中引起的悬浮物浓度,给出了悬浮物超标的面积等,从而分析了该扩建工程对海洋水质环境的影响。     

渗透法在苏北辐射沙脊群海域潮流计算中的应用

针对苏北辐射沙脊群海域潮滩边界坡度小、存在浅滩显露的地形特点,将渗透法引入到潮流数值计算中,推导出考虑渗透时的二维潮流控制方程,并进行了数值模拟.数值模拟的计算结果和实测结果吻合较好,从计算得到的流场图中,明显可见潮滩、沙脊对潮流的影响,表明渗透法对于该海域的潮流计算具有很好的适用性.     

伽玛分布环境因子的极大似然估计和Bayes估计

针对伽玛分布位置参数已知情形,给出了伽玛分布环境因子的极大似然估计,并给出了伽玛分布环境因子的Bayes估计.用Monte-Carlo法进行数值模拟,数值模拟结果表明伽玛分布环境因子的Bayes估计优于极大似然估计.     

关于住宅小区风环境的数值仿真

由于建筑间强烈的气动干扰,住宅小区的绕流风场异常复杂。为避免因建筑排列方式不当而导致不良风环境的出现,需要在规划阶段对风环境进行预测并优化方案。结合某一住宅小区风环境的研究,采用以k-εRNG湍流模型封闭控制微分方程的时均数值模拟方法,模拟了该小区在夏、冬季节主导风向下的绕流风场,针对风速场及风压场的模拟结果,分析评价了该小区的风环境。模拟表明,数值方法预测小区的风环境可以为优化规划方案提供科学依据。     

同时考虑余流和潮流的海洋模式开边界条件

为较真实地数值模拟浅海环流，需考虑潮流的作用，因在浅海潮混合和潮致余流对环流具有较重要的作用。为保证计算区域内水量流进和流出的平衡，开边界条件需以流速代替水位给出。但这样做必须首先验证开边界条件在以潮流和潮位给出的情况下，计算域内的潮汐和潮流是一致的，随后才能考虑潮流和余流的合成。能否在开边界上同时考虑余流和潮流，在数值上必须首先得到验证。该文设计一个理想海湾，应用ECOM模式，数值试验表明开边界条件用潮流替代潮位，计算域内计算结果是一致的；开边界上同时给出余流和潮流可成功地模拟计算域内的余流场的分布。该文结论对余流和潮流共存情况下海流的数值计算具有推广价值。     

Real Time Simulation of Large Scale Ocean Surface near the Seashore

A new wave modeling method and a level of detail (LOD) scheme are proposed for ocean surface simulation in this paper.The modeling method describes ocean wave by modifying the sine wave,and gets wave direction at any position of ocean surface under any ocean floor conditions using wave num decomposition.LOD scheme is proposed based on quad-tree block,which simplifies the ocean surface regular mesh and realizes the real-time rendering of large-scale ocean surface.Experimental results show that these methods can get realistic effect and fast rendering speed,which are appropriated to the applications of 3D games and battlefield simulation.     

基于物理模型的动态海面电磁仿真方法研究

针对微波海洋遥感中复杂海面电磁环境难以准确建模的问题,给出了粗糙海面及目标的电磁仿真方法。通过海浪谱模型建立了与实际情况相符的三维海面,设置相应的电磁参数,准确复现海洋环境。采用时域有限差分方法(FDTD),将空间和时间离散化并进行迭代运算,计算动态实时的电磁分布状态。最后通过仿真对海面模型进行验证,并给出了相应的电磁分布状态。结果表明,该方法能够有效实现完整的海洋电磁散射仿真系统。     

基于MATLAB的海浪及船舶横摇仿真模型研究

在分析随机海浪的波倾角和能量谱以及船舶运动受力的基础上，建立了随机海浪的仿真模型，利用MATLAB软件对海浪波倾角及船舶的横摇运动进行了仿真，为船舶横摇控制及隔离船摇稳定平台的建立奠定了基础。     

基于二阶谱的海面微波散射特性仿真

基于波面的二阶谱特征,研究了粗糙海面后向散射特性并进行了数值仿真。仿真结果表明,在散射模型中考虑海浪波面的二阶谱特征时,海面微波后向散射特性呈现出随方位角和入射角等参量变化的差异,体现了粗糙海面的非线性效应。     

基于频谱的湍流函数海浪仿真

针对海浪仿真的物理模型都非常复杂，还没有简单的方法来实时描述动态海浪．文中提出一种可以实时描述深水动态海浪的简单方法，通过真实的海浪频谱控制三维次摆线，产生海浪模型之后叠加j维湍流函数来描述细节．这种方法建立的海浪模型在频域非常接近于真实的海浪频谱，在时域中可以得到比较真实的海浪形状．     

基于分形融合FBM的海浪模型研究

海浪模拟作为非线性模拟代表方向之一。国内外研究划分为两种派系,由此产生的各种单一模型都不能满足逼真、快速和可控的需求。提出了一种新的改进海浪模型。该模型融合了分形的分数布朗运动曲面模型,以及经典的线性叠加浪谱Gerstner模型;并通过两种模型产生高度场的权重比值,来对海浪模拟进行调节和控制。实验证明,新模型生成的海浪逼真度高,能够产生大面积海面,改变视点,可以通过人为参数设定改变海浪海况;与经典模型相比,具有计算效率好、逼真度高、可控性好的优点,说明新模型在海浪模拟模型研究方面具有一定的改善。     

基于柱Kadomtsev-Petviashvili模型的海洋内孤立波非线性相互作用传播特征仿真模拟研究

在考虑到海洋内波的二维效应时,含有横向微扰的二维模型可以较好地模拟海洋内波的传播,因此为更好地描述海洋内波这一复杂非线性现象的传播特性,利用二维柱Kadomtsev-Petviashvili模型研究了海洋内波非线性相互作用的传播特征。首先,利用解析法获得该二维模型的双抛物线型孤子解,同时模拟研究了南海东沙群岛的海洋内波的弹性碰撞及随时间变化的传播特性;其次,基于不同的海域背景参数分析研究了上升型和下降型抛物线海洋内波弹性碰撞引起的海洋表层流速的变化。经比较分析,本文模拟结果与已有的遥感卫星图像较一致,因此可为进一步深入研究海洋内波的传播特性、动力学机制解及内波参数反演等提供一定的借鉴。     

在c#中结合LOD技术实现海浪模拟

利用海浪P-M频谱及SWOP方向函数计算得到的不同频率、方向角、振幅的组成波,线性叠加生成海面高度场.通过OpenGL的顶点数组结合细节层次(LOD)技术,建立海面网格,应用光照和纹理映射的渲染,在基于.net平台上使用C#与OpenGL结合进行海浪建模和仿真,实现深海区域的海浪模拟.     

多机协同的分布式海上攻防视景仿真

基于高层体系结构,构建了在分布式网络环境下多机协同的海上攻防对抗仿真系统.根据舰载反舰导弹的攻防过程设计仿真模型.为逼真描述作战环境和态势进行视景仿真,采用改进的快速傅里叶变换算法进行海浪建模;利用粒子系统的基本原理,结合OpenGL的纹理映射技术,实现动态爆炸模拟.根据仿真模型设计各联邦成员,将三维视景仿真作为联邦成员加入仿真系统的联邦执行以实现多机协同渲染,从而大幅度提高了显示帧率,并使视景仿真可灵活扩展.     

大型海洋资料浮标波浪能供电装置数值模拟研究

本文以10 m大型海洋资料浮标为研究对象,分析了可适应其结构特点的波浪能供电机构。通过数值模拟计算了10 m浮标体的垂荡波浪力以及横摇角度,同时计算了波浪能转换为电能的输出功率,输出功率满足海洋资料浮标蓄电池的充电电压。最后提出了适用于此类海洋资料浮标的结构设计方案以及系统集成方案。该研究为今后海洋资料浮标波浪能供电装置的研发提供了思路。