基于三角多项式的一类曲线曲面性质及其应用

在三角函数空间Φ=span{1,sint,cost,sin 2t,cos 2t,…}中构造一类曲线。特别地,在空间Φ5,Φ6上,构造了基函数下的曲线称其为B-L曲线并给出其显式表达式,进一步讨论了该曲线的若干性质。最后讨论了B-L曲线曲面的若干应用,给出了无需有理形式的直线段,椭圆(圆)弧等的三次B-L曲线精确表示和椭球(球)面的B-L曲面精确表示,通过实例说明在造型设计方面使用简便和有效.     

向量值切触有理插值存在性的一种判别方法

文章利用Hermite插值的思想,给出并证明了向量值切触有理插值存在性的一种判别方法,同时给出了向量值有理插值函数的分子和分母的显式表达式,文章最后给出的实例说明了它的有效性。     

快速生成旋转曲面的一种新方法

圆弧、球面及旋转曲面的快速生成在CAD/CAM及CAGD中有重要作用。文章首先提出超限向量值有理插值函数的概念,再据此给出了一种算法来构造各种形状的旋转曲面(含球面),其准线是(分段)Bézier曲线或其他平面连续曲线。比较现在常用的构造旋转曲面的方法,该方法更加简便。对于上述算法,作者给出了严格的理论证明,并给出数值例子加以验证。     

流体自由表面模拟的一种改进算法

基于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法的流体自由表面的模拟需要在流体自由表面附近生成空气粒子来保证模拟精度,传统方法生成的空气粒子分布不够均匀平滑,影响模拟效果,而且计算量较大。文章对传统的连续表面力(continuum surface force,CSF)模型流体自由表面模拟添加空气粒子的方法进行改进,首先在流体自由表面的法向上动态生成双层空气粒子,然后对生成的空气粒子施加切向力,使得空气粒子均匀分布,从而提高流体自由表面的模拟精度。考虑到一般模拟的时间步长很短,空气粒子的位置在单位时间步长下变化很小,可以近似认为短时间内上一时间步的空气粒子还是下一时间步的空气粒子,因此文中提出自适应间隔时间步长重新生成空气粒子的的方法,减少了计算量,提高了模拟效率。     

自适应Snake-TV模型在彩色图像修复中的应用

文章在整体变分模型(TV)的基础上引入蛇(Snake)模型,同时考虑待修复区域的形状,提出了自适应Snake-TV模型,并将其应用到灰度图像和彩色图像的修复,该模型能很好地保持图像的视觉连通性.试验结果表明:该算法在迭代次数相同的条件下修复彩色图像的效果比TV模型好得多;与Snake-CDD模型相比,修复效果更好,同时...     

多形状参数的Wang-Said型广义Ball曲线的扩展

文章通过引入多个形状参数, 给出了Wang-said广义型Ball曲线的扩展,该类曲线的基函数是显式表示的,易于求导和求积;通过改变形状参数的值,可以局部或整体调控曲线的形状, 同时给出了带多形状参数的Said-Ball曲线.     

切触有理插值函数存在性的判别方法

利用Hermite-Newton插值多项式给出了一种代数方法,可直接计算切触有理插值函数的分母在节点处的值,进而得到判别切触有理插值函数存在性的一个充分必要条件;在判别出相应的切触有理插值函数存在时,给出它的具体表达式;文章的最后给出了两个数值例子,具体阐述了上述方法的有效性。     

一种参数有理圆弧样条

圆弧快速生成问题是CAD/CAM、CAGD等领域中一个重要的课题,具有理论研究价值,并且有着广泛的应用。文章利用向量连分式构造的参数有理函数快速、简便地生成了平面上的一段圆弧,并给出了它的圆心坐标及半径。与目前通用的从有理Bézier曲线或NURBS曲线出发,选择适当权因子的方法相比较,文章所介绍的方法要简便得多。此外,构造了一种可调参数有理圆弧样条,它达到GC1连续;在实际操作中,通过调整端点的切向量,可以使上述样条曲线保凸、保单调。     

基于物理碰撞的边界处理方法

传统的光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法在模拟流体时,核函数一致性的局限性导致在边界处产生较大的数值耗散,降低了边界处粒子的密度值及压强值的计算精度,导致流体体积的错误变化,进而影响模拟效果。文章提出一种SPH方法和物理碰撞相耦合的方法,对于非靠近边界的粒子,用SPH方法计算它们的各种属性;对于靠近边界处的粒子,赋予它们静止密度,使用纯粹的物理弹性碰撞来计算其速度和位置。在此过程中,文章给出了一种有效区分靠近边界的粒子和非靠近边界的粒子的方法;此外还加速了Marching Cubes算法。通过对比实验结果发现,该文方法可以准确计算流体的密度及压强,使得流体体积更加地接近精确值。     

一种新的流体自由表面张力模拟方法

在流体模拟中，为了真实、有效地捕捉流体自由表面的微观特征，表面张力的真实模拟十分重要。针对现有的处理表面张力的粒子间相互作用力(inter-particle interaction force, IIF)方法模拟流体表面张力存在的流体自由表面不光滑、计算效率低、模拟效果不稳定等问题，文章提出一种新的流体自由表面张力模拟方法。首先提出一种快速准确检测流体自由表面粒子方法；然后构造新的粒子间作用力模型和表面面积最小化修正项，对检测出的自由表面粒子进行表面张力模拟，减少不必要的计算量；最后对临近自由表面处的流体粒子进行密度修正，提高自由表面附近流体粒子密度的计算精度。仿真结果表明，与已有的方法相比，该文方法对表面张力的模拟效率更高、效果更好。