质子剂量微分谱预估空间辐射剂量

利用M on te C arlo方法结合小体积元人体模型对航天员空间质子辐射剂量进行估算。使用核磁共振全身扫描图像,通过识别组织器官,再利用参考人数据,建立由4mm×4mm×4mm小体积元组成的人体模型。该人体模型包括23种辐射敏感器官,并用查找表技术压缩模型数据。使用GEANT 4 M on te C arlo程序包,结合该模型,计算得到各个组织器官单能质子入射下的微分剂量估计谱库。对空间质子微分注量谱和微分剂量能谱积分,得到空间辐射剂量估计值。估算出1972年8月太阳质子事件的皮肤当量剂量为9 256 cSv,与文献值9 350 cSv相近,验证了算法的可行性。     

遥感信息模型、粒子系统与元球结合模拟坡面水蚀过程

从计算机图形学领域引入粒子系统与元球技术,同坡面土壤水蚀遥感信息模型(RSIMWEH)结合,提出侵蚀体元的概念,从三维可视化角度动态显示坡面水蚀过程.从三维GIS理论上来说,这是一种新的探索,在技术上,结合实际应用证明了其可行性.     

基于保积分算子的一类对称有限体元格式

针对一类自共轭椭圆问题,在四边形剖分下,利用一类保积分算子,选取一种特殊的控制体和线性有限元空间,构造了一类对称有限体元格式,并给出其误差的L2模、H1模和L∞模估计,数值实验验证了理论结果的正确性.     

地下电缆参数的有限体元与虚拟媒质耦合分析方法

为处理二维局部非均匀大地媒质开域电磁场的求解问题,以地下隧道中电缆参数的计算为例,提出了有限体元与虚拟媒质耦合的分析方法。考虑隧道区域不导电的空气媒质对电缆参数的影响,采用虚拟媒质方法建立矢量磁位满足的积分方程,确定隧道边界节点与其内部节点的关系,从而可精确地截断开域边界。对于隧道内部的节点,采用有限体元方法,通过选择合适控制体单元,可确定隧道内部各节点之间的关系。该法基本保证了系数矩阵的稀疏性,避免了面积分多次重复计算,因此,该法的计算效率较高。数值算例表明,该法与积分方程法的计算结果的相对误差不超过3%。     

辐射热传导问题的SFVE格式与数值仿真

在柱坐标系下,首先为多介质的输运管单温辐射热传导和多介质的三温辐射热传导两类模型问题,构造了一种针对非混合网格的保对称有限体元(SFVE-I)格式;接着针对一种特殊混合网格,分别为定常扩散和三温辐射热传导模型问题,构造了一种有限体元(FVE-II)格式;进行了数值实验与数值仿真,其结果表明:对定常问题,在一致网格上有限体元解函数关于真解函数和流函数的逼近分别具有二阶、一阶精度;对上述两种模型问题,数值仿真得到与实际物理现象基本相符的热传导过程和温度分布,且能量守恒误差均小于5%。     

一种基于医学三维数据场模糊分割的体元投射算法

论证了医学三维数据场边界过渡区域的存在性，并提出了一个修正体元投射算法。该方法先对三维数据场进行归一、整数化的预处理，并修正扩展二维图像的分割方法，使之适用于提取三维数据场边界过渡区。在此基础上将三维数据场非此即彼的分类优化为将数据场分为边界过渡区域和非边界过渡区域的模糊分割，再分别予以不同的体元投射绘制。最后给出的实验结果表明，算法既可以提高了数据场过渡区域的图像质量，又可以保证图像的绘制速度。     

三维体元拓扑数据模型中空间剖面的定义及坐标转换研究

三维地质建模是当前研究的一个热点和难点课题。在各种三维地质建模的数据模型、建模系统开发及可视化过程中,空间数据在不同坐标系统之间的转换研究意义重大。本文在简要介绍三维体元拓扑数据模型基本建模思路的基础上,着重研究了该模型中空间剖面的定义方法、空间剖面局部坐标与大地坐标及屏幕象素坐标三者之间的换算方法和相应的转换公式。最后,就各坐标系统之间的坐标换算进行了编程验证。     

一种快速的体剖面空间生成技术

提出超体元几何模型和相应的三维重构方法，制定了空间几何模型的判断准则和连接准则，并对截面与实体的空间关系进行了分析和归纳，基于三维模型简单的数据结构和拓扑关系，剖面生成算法可以快速自动地生成任意角度，任何方位的剖面及交叉剖面群，直观，准确地表达了三维对象的内部结构及其相互联系。     

空间跳跃的光线投射加速算法研究

光线投射算法原理简单而且易于实现,但是绘制速度较慢。提高光线投射算法的绘制速度,降低算法时空复杂度。利用光线跳跃到相邻光线所需在空区域内穿过的距离即光线的相关性,不需要任何的数据预处理和三维的数据结构、独立于转换函数。作为一种基于图像空间的加速技术,它和所需绘制的体数据的复杂程度没有关系,因而加快了绘制速度。     

有限元分析中体元和壳元的连接

对三维体壳组合结构进行了深入的研究,提出了新的合理假设,并以该假设为基础,应一维２０节点等参元与退化壳元的连接建立了一组新的多点约束方程,考虑了壳元节点的法向变形,实现了体壳的良好连接,这是一种增扩自由度法,消除了常规方法产生的不合理附加和,从理论上完善了有限元分析中的体壳连接问题,具有极大的工程意义,此外,还捞 单元的特性,并给出了算例分析。