基于分布式虚拟现实技术的汽车驾驶模拟器的研究

介绍了正在研制的基于分布式虚拟现实技术的汽车驾驶模拟器。这是一个基于虚拟现实环境和网络环境的软硬件集成系统。重点研究视觉系统，包括外景系统和驾驶内景。对有关建模技术中的基于NLTRBS曲面法线的路面纹理(含路标线等)自动校准和生成技术、基于高程的多重纹理映射生成技术、模型和纹理的无缝切片技术和基于物理特性的环境仿真试验与交互技术进行了研究。给出了该汽车虚拟仿真驾驶系统在选择车辆、选择天气状况和时间以及选择各种路况等的示例。     

基于Direct3D的虚拟战场环境中动态地形的实现方法

动态地形技术突破了以往地形结构不可破坏的限制，能够体现环境自身的内力作用和仿真实体的行为对环境的作用而引起的地形结构的变化，拉近了仿真与现实之间的距离。以最常用的不规则地形网格为研究对象，提出了通过建立“参照网格”来规则化的管理不规则网格的方法，分析了Direct3D环境中地形数据库的存储格式，给出了确定地面上任意一点在地形网格中的投影位置的遍历方法，基于以上，通过修改地形数据库内存数据实现地形外观的局部修改。     

求解非结构四边形二次拉格朗日有限元方程的代数多重网格法

针对一类带间断系数的椭圆边值问题,在非结构四边形部分下,讨论了两种二次拉格朗日有限元方程的代数多重网格法,通过利用双线性元和二次元基函数之间的表示关系,给出了一种新的网格粗化算法和构造提升算子的代数途径.数值实验表明:新的AMC法具有更好的“鲁棒”性和效率.     

一种基于网格的工作流系统

基于网格的工作流系统采用混合式的体系结构,在工作流引擎上集中管理,在任务处理上进行分布执行.工作流引擎通过解析树实现对过程模型中活动的处理,并给出遍历算法.工作流图形化建模工具支持模型向XML文件的转换,并支持XPDL标准.系统基于开放源码的Globus Toolkit 3.9.1实现,对于过程模型定义工具和工作流引擎,通过Web服务封装技术,把已有工作流系统的相关COM组件实现为网格服务,并把支持工作流的网格资源发布到协同设计环境中.对于工作流过程模型中的XML表示,采用C#实现为Web服务.多个Web服务结合在一起,实现网格环境下的工作流的布置.     

一种简单的基于固定网格的空间直线索引算法

介绍了空间索引的功能，建立了空间索引的方法．针对地理信息系统中空间索引的重要性，以及在地理信息系统空间元素中直线和由直线组成的复合元素占了绝大部分的现象，改进了一种图形学中常用的直线生成算法，以快速建立基于固定网格的直线空间索引的算法，并分4种情况进行分析．本算法具有原理简单、易于实现等特点，并且在作者开发的一个GIS项目中得到了具体应用．     

AMS实验中的副本管理研究

提出了一种新的副本管理策略同时结合了预测和淘汰代价因素.通过预测副本在未来时间窗内的流行程度,热点副本被保留下来可以提高平均作业响应时间.代价因素主要关注的是副本的替换代价诸如网络延时和带宽,以及副本尺寸.经过使用OptorSim仿真器对AMS国际合作实验中数据的仿真模拟,比较副本管理策略和传统的替换算法的性能,结果表明管理策略在平均工作时间和带宽消耗方面取得了很好的平衡.     

基于熵产方法的跨音速翼型减阻优化设计

将熵产方法引入跨音速翼型气动优化设计中,采用涡黏性模型对翼型流场熵产进行计算,进而阐述熵产对翼型阻力的影响.通过类别形状函数(CST)方法和径向基函数(RBFs)网格变形方法完成翼型参数化建模与网格变形,并将改进的NSGA2多目标遗传算法与CFD计算耦合起来实现了翼型自动优化设计,用此方法进行了跨音速翼型的气动优化设计,目标函数为来流马赫数为0.73、攻角为2.54°时升阻比最大,熵产最小.设计结果表明:优化方法在小种群下有很好的全局收敛性,得到的非支配解集分布均匀,质量较高.与参考翼型相比,优化翼型通过降低流场熵产,有效地减少了翼型阻力,大幅度提高了翼型升阻比,消除或减弱了翼型上表面激波,有效提高了翼型的气动性能.     

基于网格变换技术的9岁儿童C4-C5颈椎有限元模型开发与验证

针对通过手动画高质量网格的传统有限元建模方法存在建模周期长的问题,应用网格变换技术,结合开发的一套自动识别并提取标识点的方法,快速地建立了9岁儿童C4-C5颈椎有限元模型.应用材料缩放的方法,获得了9岁儿童颈部材料参数,并参考尸体试验数据,在拉伸、前屈及后伸工况下对模型进行了验证.结果显示,与全部人工识别并提取标志点的方法相对比,该套取点方法节约了2/3~3/4的时间.开发的有限元模型网格质量高,平均几何模型精度误差是0.46mm.模型仿真输出值与试验值吻合良好,精度达到90%以上.通过该方法开发有限元模型可节省大量的时间,并且模型具有较高的生物逼真度.同时该方法具有较强的适应性,可应用于各类复杂几何的快速有限元建模.     

拉索预应力巨型网格结构布索形式研究

针对由预应力和巨型网壳结构组合而成的一种超大跨度拉索预应力空间结构体系,总结了该结构体系已提出的两种预应力布置形式的索杆布置原则、受力机理、具体形式与几何拓扑关系;并在此基础上提出两种改进型拉索预应力布索形式.通过与已提出的两种布索形式及未布索桁架拱进行对比分析,初步研究了改进型布索形式下立体桁架拱的静力及稳定性能.对比指标包括结构最大位移、支座水平反力、杆件内力峰值、结构稳定极限承载力及失稳模态等5个方面.分析结果表明,两种改进型布索形式的引入均可有效地提高桁架拱的结构刚度,改善结构的静力性能,并能较大地提高其稳定承载力,同时还能改善已有布索形式的缺陷,是较合理的索杆布置;其中第2种改进型布索形式的综合性能更好,是一种更有效的布索形式.     

城市快速路路段行程时间估计方法

为有效提高城市快速路路段行程时间估计精度，本文提出一种基于自适应滤波和网格虚拟车的行程时间估计方法。首先，利用自适应平滑滤波插值获得固定检测器之间的速度数据，实现固定检测器之间的时空速度场重构。然后将重构的速度场细分为若干网格单元，通过计算虚拟车在重构时空速度场的虚拟轨迹估计路段行程时间。最后，选取城市快速路感应线圈实测数据进行实例验证。实验结果表明，本文方法在自由流、平稳流和拥堵流3个运行时段下，均方根误差分别为0.15、0.35和1.06,平均相对误差均低于10%,具有较高的估计精度。