改进的实时海浪网格模型

基于深水中的长峰波波浪模型,给出了视点相关的梯形海面网格自适应模型,能快速逼真的实时生成航海仿真系统中的多通道海浪。本算法只对每个通道可见部分的网格海面进行计算,满足屏幕图像各点的分辨率,在保证较好的图像质量的同时提高了绘制效率。可以通过控制网格的疏密和波浪序列的数目,灵活的控制绘图的质量和计算时间上的花费,满足不同配置的仿真应用。     

一种用于软组织变形仿真的动态质点弹簧模型

针对可以用面模型近似表示的软组织，提出一种俺单可靠的软组织变表仿真的质点弹簧建模方法，虚拟体弹簧动态地产生一种约束力表现软体的体特征，准静态方法求解模型使仿真效果更好；用修改的蝶形细分方法把比较粗糙的表面网格模型先细分成若干细节层次，仿真时依质点所受力的大小动态细分，以提高模型仿真的精确度，实验表明：所提出的方法确实增强了软组织变形仿真的体积感；局部动态细分模型与粗网格模型的计算量相差甚少，但其计算精度却提高多倍。     

干扰力作用下潜艇近水面运动的仿真

潜艇近水面运动时受一介波浪力和二阶波浪力的影响较大，本文对一阶波浪力、二阶波浪力和海流力进行了数值计算，然后把这些干扰力作为干扰项加入静水中的潜艇六自由度运动方程得到潜艇近水面运动模型。最后对潜艇近水面运动模型和压水及操舵对消除波浪力的影响进行了仿真分析，仿真结果与实际情况吻合，说明文中提出的潜艇近水面运动仿真模型是合理有效的。     

基于动态广义势能场的行人微观模型及仿真

为了改善既有行人微观仿真模型计算效率与模型精度的矛盾,遵循“时空离散,属性连续”的原则,建立“大网格,小时段”的仿真环境。根据障碍物空间占有率的大小将网格分为空地网格、完全障碍物网格、渠化障碍物网格和小型障碍物网格4类,研究不同“体型”行人通过网格的速度衰减变化,并引入机会成本,建立基于动态广义势能场的行人微观仿真模型。通过仿真实验,从行人步速、轨迹和基本图对模型进行验证。结果表明本模型能兼顾效率与精度,并充分体现行人特性的差异。     

潜望镜深度潜艇的数学建模与运动仿真

潜艇在潜望镜深度航行时，会受到来自波浪的干扰力。采用波浪频谱的方法来计算波浪对潜艇的作用力和力矩，然后将干扰力叠加在深水中航行的潜艇运动方程上，得到在一阶和二阶波浪力干扰下的潜艇垂直面上的动力学模型。最后使用龙格=库塔法来求解方程，得到潜艇状态参数的仿真曲线，对潜望镜深度的潜艇操纵规律进行分析。计算机仿真结果是合理有效的。     

方坯连铸三维动态凝固模型有限元模拟

方坯连铸三维动态凝固模型能够真实反映工艺参数变化时的温度动态调节过程,考虑数值求解计算量大和计算速度慢等难题,改变铸坯横断面节点和单元网格的人工生成模式为自动生成模式,采用密度函数和网格质量评价函数,控制节点和单元网格及优化网格形状以保证网格划分的合理性;引入单元节点商和节点商及节点最大最小编号为约束条件的优化方法优化节点编号,缩小带宽节约存储空间.仿真结果表明,动态凝固模型采用有限元网格自动生成和优化方法以后具有更高的计算速度和计算精度.     

某型导弹发射筒的弹射工况建模仿真研究

基于网格理论和有限元理论,建立了某型导弹复合材料发射筒的结构模型,计算了水压加载下的应变情况。与发射筒水压试验检测数据比较,仿真数据表明,网格理论误差较大,无法对发射筒效能有效性进行评估,有限元模型与检测数据模拟较为精确,且能有效地确定应变最大部位。通过对发射筒进行弹射动态加载,完成对发射筒弹射工况下整体应变的计算,仿真模型计算表明,利用有限元方法可有效分析发射筒弹射工况下的应变模拟仿真。     

面向虚拟矿山的复杂异构地形网格渐变仿真

针对虚拟矿山动态仿真中地形网格具有规模大、结构复杂和变化前后拓扑异构等特点,实现了一种边界一致的快速异构网格渐变仿真方法。首先将大地形网格划分为静态区和动态区,对变化前后的动态区网格进行双向插值,实现顶点对应和拓扑重构;然后利用k-d树等结构建立动态区顶点和三角形网格的空间索引关系,实现对地形网格变化区域的快速查找和更新;最后根据地形网格特征自动计算符合实际生产工艺的渐变推进方向。通过实验表明,该方法在效率和逼真度方面均能满足虚拟矿山动态可视化仿真需求,可以较好地完成复杂地形网格渐变模拟过程。     

波浪干扰下的AUV纵向运动建模与模型预测控制

针对近水面航行的AUV,研究了其波浪影响下定深控制问题。基于弗劳德—克雷洛夫假设(Froude-Krylov Hypothesis),采用切片理论计算AUV近水面运动中受到的随机波浪干扰力和力矩,并以此作为扰动项建立随机波浪作用下AUV纵向运动的线性化数学模型。采用模型预测控制方法进行仿真研究,使AUV的航行深度和俯仰角达到期望值。仿真结果表明:该方法能够有效提高AUV近水面航行过程中的抗波浪干扰能力,系统具有良好的动态性能。     

地下水多层含水层系统的动态数值仿真

建立地下水多层含水层系统的动态数值仿真模型，对郑州市地下水流场进行预报和评价。以非均质各向同性渗流模型仿真地下水流，用不规则三角网格有限差分法求解三维数值仿真模型。先解逆问题反求参数，再解正问题计算地下水各项资源量，数值仿真预报地下水渗流场至１９９８年。通过地下水渗流场的优化调控，使研究区内不合理开采地下水资源所引发的环境问题减小到最低程度，为郑州市水资源管理提供科学依据     

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。     

基于网格的军事模型服务体系结构

军事模型是实现作战模拟的核心基础,它不但具有描述的静态性,而且还具有计算的动态性。采用面向服务的方式建立的军事模型服务可以有效地实现军事模型计算过程和结果的共享。应用网格技术建立的军事模型服务,其结构在逻辑上区分为服务基础设施层、服务接口描述层、服务存储与管理层和服务应用层。通过一个军事模型实例,说明了建立服务的实际方法。     

复杂电磁环境生灭模型及特征生成

复杂电磁环境主要由各类辐射源辐射的电磁信号交互作用而产生。应用随机理论,建立了辐射源的生灭过程模型,采用蒙特卡洛方法动态仿真辐射源状态;建立了给定目标点的有效辐射源筛选、功率密度计算和辐射脉冲流密度计算模型;给出了仿真流程。满足电磁环境仿真的适应性、动态性和实时性需求。

Abstract：

Complex electromagnetic environment comes from many different radiations and their interaction. A birth-death model of radiant points was built on the stochastic theory, and then the states of radiant points were dynamically simulated by Monte Carlo. Some characters creating models were built, including model of filtering valid radiant points, model of power density computing and model of pulse steam density computing. Finally, a simulation process was proposed. All of those have met electromagnetic environment simulation requirement in adaptability, dynamic and real-time.     

普适仿真体系结构及关键技术研究

普适计算与网格技术是当前信息领域的研究热点,基于普适计算和网格技术,集成分布仿真技术、Web技术构建层次化、网络化、面向服务的普适仿真体系结构,实现各类仿真资源的服务化、普适化及在广域网络中的共享和应用,支持基于智能终端Web浏览器的资源调用以及复杂仿真系统的动态组装和快速构建.对普适仿真体系结构中涉及的五类关键技术和相应的技术途径进行了研究和探讨.     

三维随机海浪交互式仿真技术研究

随着自然现象的交互式模型不断发展,海浪的可视化模拟日益受到关注。通过研究三维随机海浪的仿真技术,基于Gerstner海浪模型开发仿真系统,并利用海浪谱对其进行仿真控制。此外,从网格模型的建立与优化,纹理映射与光照三个方面讨论了三维海浪的仿真方法。仿真结果表明,该系统不仅可以实现实时、逼真的三维随机海浪仿真,同时具有较好的交互性。     

一种基于路网网格化的微观交通仿真模型

针对采用元胞自动机进行微观交通仿真空间分辨率较差的特点,提出了一种基于道路路网网格的微观交通仿真模型.通过在仿真前或者仿真期间设定一维车道和二维路口网格的大小,对道路路网进行不同空间分辨率的分割,但在仿真车辆运动模型方面,仍采用元胞自动机模型进行仿真.这样既保留了元胞自动机进行交通仿真的优点,又克服了该方法在空间分辨率较差方面的缺点.文中还通过仿真实验,对一维路网网格和二维路网网格大小的设置对仿真结果的影响进行了分析.分析的结果表明：不同的仿真空间分辨率对车辆的平均速度和车道/路口占有率有较大的影响,但对流量的影响不显著.     

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。     

细长潜体在层化海洋内波中受扰运动建模与仿真

在船舶流体动力学和内波动力学基础上，根据定解条件，建立了层化海洋内波对水下细长潜体的作用力的数学模型，结合潜体运动方程，对细长潜体在层化流体界面波中受扰运动进行了仿真。计算结果与实验结果的比较验证了该算法的有效性。     

仿真网格系统数据资源的集成和访问

为解决目前大规模仿真系统中对于分布、异构的数据资源进行统一访问和控制的问题,提出了一种仿真网格系统中数据集成和访问的框架,阐述了该框架下的OGSA-DAI的实现机制,并结合XML分析了数据集成和访问的原理。结合OGSA-DAI,给出了仿真数据资源集成和访问的具体实现方法。在仿真网格环境下,通过仿真网格数据库的构建实现对分布、异构的仿真数据、模型资源的动态分配和多用户的并发访问。     

基于网格的先进分布式仿真综述

当前的先进分布式仿真技术部分解决了模型的互操作和重用问题,但是它在支持强健的系统性能、仿真资源管理和仿真活动协作方面存在缺陷。网格技术支持动态异构环境、资源的优化管理和强健的系统性能,将网格技术应用于先进分布式仿真领域能够弥补现有先进分布式仿真技术存在的这些缺陷。该文提出了基于网格的先进分布式仿真,从仿真系统性能增强、仿真资源管理、仿真技术集成与机构协作、以及仿真网格四个方面综述了相关的研究成果,在仿真资源管理中提出了一种仿真资源分类方法,接着概述了基于网格的先进分布式仿真技术在国防军事、工业、生物医学和环境等方面的应用现状,最后展望了发展方向。