虚拟计算机硬件实验平台的设计与开发

笔者设计与开发了虚拟计算机硬件实验平台。针对虚拟计算机平台展开详细分析,首先介绍了虚拟计算机硬件实验平台的设计,其中包含虚拟现实开发平台、虚拟仿真交互系统、虚拟三维显示系统;其次阐述了虚拟计算机硬件实验平台的开发,具体从建模、模型优化、数据库连接、模型的动态导入主要模块设计等方面展开。目的在于提高虚拟计算机硬件实验平台设计、开发效率。     

基于Virtools的虚拟实验室设计与实现

本文介绍了虚拟实验的特点及Virtools虚拟软件开发平台,提出基于Virtools平台开发虚拟实验室的基本思路,并将其应用于油液分析虚拟实验室的设计与实现.利用基于可视化场景的编程思想和丰富的"互动行为模块",有效提高了虚拟实验软件开发效率,增强了虚拟软件的实验仿真功能.     

门式起重机虚拟仿真培训系统研究

介绍了虚拟仿真的门式起重机操作培训系统的组成及实现。重点介绍了虚拟仿真平台的建立和所采用的关键技术。虚拟仿真培训功能的设计与实现，不仅克服了传统的场地培训方式带来的缺点，而且提高了培训的逼真性。更重要的是可以为今后实现远程教学和开发为铁路货场服务的分布式虚拟现实应用系统打下基础。     

复杂产品虚拟样机协同开发平台设计与实现

提出复杂产品虚拟样机协同开发平台的体系结构和功能框架,设计统一数据访问接口,自主开发了“复杂产品虚拟样机协同开发平台”软件。该软件包括个人工作空间管理、仿真建模、数据管理、过程管理、模型库管理和仿真评估等功能模块,能够支持复杂产品从设计、仿真、分析和优化的整个多学科协同开发过程,实现了对协同开发相关的项目、人员、模型、数据和工作流等资源的集成化管理,为复杂产品虚拟样机的实施提供了设计、仿真和资源管理的分布式支撑环境。     

Creator／Vega Prime在船舶动力装置视景仿真系统中的应用

介绍了目前流行的视景仿真软件Creator和VegaPrime及其开发流程。介绍了进行三维建模过程中的纹理贴图技术和层次细节（LOD）技术等,利用VegaPrime实现了船舶虚拟机舱的漫游方法以及漫游过程中的碰撞检测技术等。开发出船舶机舱虚拟现实仿真系统,建立了逼真的船舶机舱虚拟场景,实现了人在虚拟机舱环境中的漫游,以及对虚拟场景中主要运动部件进行驱动。     

基于OpenGL的船舶电力系统三维可视化监控平台开发

船舶电力系统的监控对船舶的安全运行至关重要。为了更直观更真实的展示船舶电力系统的运行状态,设计开发了一种基于OpenGL的三维可视化监控平台。通过调用OpenGLAPI构造三维空间环境;根据船舶电力系统各种设备及其保护装置的物理特性建立三维模型,给定监控状态和仿真参数,实现了对设备模块的动态管理和对设备部件进行组态,构造了一个虚拟的船舶电力系统。通过采集设备状态数据,实现了对系统的组网监控和继电保护算法的实时仿真,配合各种颜色和动画展现出系统的状态,运行结果表明该系统具有直观、真实、交互感等特点,能够对设备的各种状态进行监控且具有保护功能。复杂的船舶电力系统结构和运行状态通过三维可视化的方式形象地表现出来,有助于操作人员更好地理解掌握系统运行过程,提高对船舶电力系统的操控能力。     

无人机视景仿真平台设计与实现

在Visual Studio开发环境下,利用DirectX 9.0设计并实现了无人机视景仿真平台;仿真平台的通信系统可通过多种通信方式获取仿真数据;根据DirectX中3D仿真技术特点以及无人机视景仿真需求,设计并实现了无人机在DirectX世界坐标系中的姿态变换方法;根据无人机视景仿真特点,设计了虚拟摄像机视场角控制方法;仿真平台仿真效果生动逼真且运行稳定,具有很强的实用价值,在无人机研制过程中起到了重要作用。     

装备分布式虚拟维修训练云仿真关键技术

传统分布式虚拟维修训练系统仿真任务和仿真设备耦合度高,系统仿真效率低,扩展困难;同时,作为分布式交互支撑的高层体系结构(HLA)和运行支撑框架(RTI)仅适用于局域网络,无法实现大范围的仿真资源共享和维修协同互操作。借鉴云计算和云仿真思想,提出了一种应用于装备虚拟维修训练领域的云仿真体系结构和框架实现方案;研究了面向Web服务的广域网RTI组件层次化体系结构,设计了基于Web服务的仿真邦员,实现了仿真过程监控和远程邦员任务迁移功能;基于最小调度法实现了仿真平台的动态负载平衡,研究了平台的可视化仿真功能和仿真数据的分布式存储技术。在此基础上完成了某型装备的虚拟维修训练网络化仿真开发,初步证明了虚拟维修训练云仿真的可行性和有效性     

基于OpenGL等的船舶阻力仿真软件系统

该文介绍了＂船舶阻力仿真软件系统＂的功能及实现方法.开发本系统的目的是将计算机技术、多媒体技术和仿真技术相结合,构建一个用于船舶实验教学的虚拟实验室.系统以Visual C＋＋和Authorware为主要开发工具,Flash、3DMAX、Photoshop等为辅助工具,同时结合应用了Visual C＋＋技术中的COM和ActiveX技术,开发出了界面友好、功能完善的多媒体教学仿真软件系统.在船舶运行模拟部分主要使用OpenGL技术进行三维仿真环境的建立,使用3DMAX工具建立船舶的三维模型,开发出了逼真的船舶运行仿真系统,具有较好的应用价值,极大地提高了学生的学习兴趣及学习效率.     

基于计算机三维建模理论的户内变电站电缆敷设技术研究

随着我国工业化的不断推进,电力需求日益旺盛,电力运输过程中室内变电站的建设也成为了重点研究对象。室内变电站在建设中由于电缆分布错综复杂,电缆敷设技术不是十分完善,因此其后期运营风险巨大。为了提高电缆敷设效率降和低后期运营风险,研究了BIM软件中电缆自动敷设技术。根据电缆敷设工程的特点分析了BIM技术基础上的电缆及桥架的计算机语言编辑方法,从电缆敷设的经济性和合理性角度出发分析了敷设中的最短路径算法,开发了一款自动敷设系统,最后将系统应用于某炼油厂66 kV变电站建设中,并达到了预期效果。     

Five decades of Computer-Aided Ship Design

This article will present a synoptical review of key developments in Computer-Aided Ship Design since its inception about five decades ago. Milestone events and major innovations will be identified in several categories of ship design application with the principal emphasis on the methodologies, the modeling and the integration of the ship design process. The discussion will address many specific subtasks of ship design on the common platform of a human-guided, computer-based decision process.     

基于B-样条曲线的线缆变形仿真

线缆变形仿真是线缆辅助设计和维修过程仿真需要解决的核心问题,也是目前虚拟现实技术研究的热点之一。B-样条曲线是计算几何学的重要理论成果,已经广泛应用于计算机辅助设计。本文首先对B-样条函数的概念进行了简单介绍,分析了用三次开放B-样条曲线进行线缆变形仿真的优越性;然后将全局能量优化方法与高度坐标置零法结合求解曲线控制点的坐标,建立关于已知两端点位置和通过指定点的线缆模型;用Lagrange乘子法建立指定点有切矢约束的线缆模型。这种方法描述的是处于平衡状态的线缆变形,计算量小,模型逼真,而且形状控制方便,能够实现线缆布线指导和维修过程仿真。     

船舶产品设计(SPD)系统

为打破国外船舶设计系统对我国船舶设计的垄断,提高我国船舶设计、建造的创新能力,开发具有我国自主知识产权的船舶产品设计(Shipping Product Design, SPD)系统. 该系统基于OpenGL开发具有自主知识产权的三维CAD图形平台,具有船体结构设计、管系设计、风管设计、电气设计、铁舾件设计和涂装生产设计等功能. SPD系统具有如下特点:能保持三维模型与二维图纸的高度一致;通过生成完整的加工制造信息实现CAD/CAPP/CAM集成,基本打通"壳、舾、涂一体化"的数字化生产线;通过生成壳、舾、涂完整的制造和管理信息,为实现船舶"设计、制造、管理一体化"奠定基础;通过实体和参数化技术为建立具有完整拓扑关系的船舶产品模型提供有力手段;并通过与其他系统的数据接口实现异构CAD的数据和信息集成,为厂、所协同设计创造技术条件等. SPD系统推广应用表明它有助于现代造船模式的推进和数字化造船目标的实现.     

基于物理模型的虚拟装配技术研究

虚拟装配是虚拟现实技术在产品设计领域的一个重要应用 .为了从运动学与动力学的角度来考察虚拟装配过程中零件的运动 ,以便更真实地反映虚拟环境中零件装配运动的本质规律 ,提出了一种虚拟装配环境中用于将装配几何约束自动映射为运动副约束的基于运动自由度分析的物理约束生成方法 ,同时 ,提出了基于变刚度弹簧模型的装配力交互输入方法 ,并实现了位移输入与装配力输入的映射 .另外 ,还给出了基于物理模型的虚拟装配的基本过程 .该方法在虚拟设计与装配原型系统的研究与开发中已得到实现 .     

融合Google Earth的船舶监控与应急系统的设计

Google Earth的高分辨率卫星地图资源、三维虚拟环境和人机界面,可以为船舶监控与应急系统提供丰富的地理信息资源。在Google Earth的KML技术及其COMAPI的研究和扩展开发的基础上,对海洋船舶的位置监控、信息融合和救援服务地理信息系统进行分层设计,整体提升船舶信息管理水平。该系统应用在浙江省的渔政应急救援系统项目中,收到良好效果。     

船舶舾装生产信息动态采集、分析与预警技术研究

船舶舾装过程是造船工艺的难点。船舶舾装属于典型的劳动密集及技术密集型作业,工艺复杂,对精度要求高,对舾装件设计与制造协同要求高。舾装技术水平制约着整个造船技术水平。船舶舾装生产信息动态采集、分析与预警技术研究,是将船舶舾装进行信息化处理,可以提升船舶舾装生产效率、降低成本、缩短生产周期、提高产品质量,对我国造船业发展具有重要的意义。     

浅析虚拟现实技术在座椅设计人机工效分析中的应用

针对当前座椅设计时进行人机分析时存在的周期长、投入大的不足,将虚拟现实技术应用到座椅设计当中。井以JACK软件为例。对虚拟现实技术在座椅设计人机工效分析中的应用进行实例验证。结果表明：虚拟现实技术能够有效地加快座椅设计的开发进程,提高了人机分析的效率,满足了座椅设计人机研究的需求,具有较高的先进性与实用性。     

船舶在波浪中运动的计算机仿真

该文叙述了将虚拟现实技术运用到船舶运动中的可行性和方法，介绍了在虚拟现实环境中整个船体的建模方法与步骤。然后根据船舶在规则波中的频域六自由度运动方程，理论计算船舶在规则波中的六自由度运动响应。在数值模拟的计算机编程中，使用了Visual C 编程语言并结合Ooen GL(Open Graphics Library)图形接口技术，开发了一套船舶运动仿真的软件系统。     

An expert system using rough sets theory for aided conceptual design of ship’s engine room automation

More and more complicated conceptual design of ship’s engine room (CDSER) heavily depends on designers’ engineering knowledge and existing ship data. To achieve intelligent design at the initial ship design stage, many researchers have made much significant progress in this field, however, most of them only focused on how to find the similar constructed ships. At present, how to utilize these existing data remains an untouched topic. In order to make good use of the existing data and reduce the dependence on designers’ experience, a novel system named Expert System for Aided Conceptual Design of Ship’s Engine Room Automation (ESACD), is elaborated in this study. With the support of the constructed Ship Data Warehouse System, two core subsystems Configuration Selection Assistant (CSA) and Design Scheme Decision Assistant (DSDA) are included in ESACD. A promising approach integrating Fuzzy c-means algorithm (FCM) and Rough Sets Theory (RST) to extract configuration rules from the stored data is adopted in CSA. According to engineers’ proposals, RST is utilized to reason knowledge in incomplete scheme information systems for getting design scheme rules in DSDA, which are useful suggestions for engineers to get better schemes at this stage. Finally, the validity and necessity of this interactive expert system are demonstrated through the CDSER of a new 50,000 DWT Handymax bulk carrier. It is proved that ESACD can efficiently facilitate rapid and intelligent design in CDSER, and reduce the cost of a new ship design.     

飞行器虚拟样机分布仿真实现

该文介绍了飞行器虚拟样机系统设计环境的基本构成 ,在此基础上 ,建立了分布式虚拟样机网络结构 ,研究了虚拟样机分布仿真模型的构造方法。对基于RTNET实时网络的共享内存中件设计进行了研究 ,并建立了分布中件设计中共享内存的分配和管理机制。对虚拟样机分布仿真策略进行了研究 ,建立了分布仿真运行机制。