水下声信号空间位置探测研究

为了对水下声信号进行精确定位,基于液体表面的声光衍射原理,使激光束斜射到液面,促使水下声信号在液体形成表面波。通过建立精准的水下定位装置,改变声源在水下水平方向与深度方向上的位置,获得声源水下空间位置信息。实验发现,通过声源不同空间位置,得到不同光强度的衍射图样。分析衍射图样光强,可推导出水下声信号空间位置与衍射图样光强度的变化关系。研究表明,衍射图样光强随着水下声信号空间位置改变而变化,进而推导出衍射光斑强度与水下声信号空间位置的初步关系,为进一步实现声源空间位置探测提供依据。     

运动基阵的混响信号仿真研究

研究建立混响信号的模型,针对水声混响信号来源于水中大量的随机散射体的散射,并对抗混响信号的研究提供保证.为适用于水声实时仿真系统中的混响环境,保留混响信号所具有的统计特征实现仿真混响信号,提出了基于FIR及IIR滤波器设计的实现方法,从而提供了一种适用于半实物仿真的实时混响信号实现方法,通过对比仿真条件下IIR滤波器设计实现混响信号的效果进行仿真.结果表明,采用滤波器设计实现的仿真混响信号与随机点散射累积实现的混响信号统计特征一致,但混响信号生成速度明显快于后者,为实验混响模型提供了依据.     

水下仿真中声信号可视化研究

为满足水声对抗视景仿真中水声信号的实时可视化需求,基于OpenGL三维图形编程语言和多线程技术,实现了对水声信号类型、频谱的嵌入和单独窗口的绘制;根据正方形均匀平面阵接收波束旋转对称的结构,提出水平切分的方法,利用GL的二次几何体"Cylinder"实现了对其波束的绘制,并对波束增益、功率、状态等参数进行了可视化映射,然后用GL的显示列表进行了优化;俯视图中通过适当可视化映射,实现了搜索扇面的绘制.最后将其嵌入到利用OpenGVS 搭建的多通道水声对抗视景仿真环境中,实现了在视景中的实时同步显示.     

基于过零点双耳时间差的运动声源定位

人耳听觉定位的一个主要因素是ITD。在传统的计算声场景分析方法中,对ITD的估计采用对双耳神经发放率做互相关求得。但该方法具有计算量大和抗噪声能力弱两大缺陷,给实现运动声源实时定位带来了巨大瓶颈。对较新的过零时间差（ZCTD）方法进行了改进,采用Teager能量算子（TEO）提取语音包络截取可靠语音段估计ITD,避免了ZCTD方法中用信噪比的估值提取可靠ITD的繁琐步骤,能够更快速、准确地估计ITD,具有较强的抗噪声能力。将该方法运用到运动声源定位上,提出了基于过零点双耳时间差的运动声源定位模型,通过仿真实验验证了其实现运动声源实时定位的可行性。     

微观仿真信号交叉口车辆运动的实现与研究

主要介绍了对信号交叉口的车辆运动的微观仿真研究的思路及具体实现中遇到的问题与思考。首先概述了国内外信号交叉口控制系统和微观仿真系统的发展与现状,接着介绍该文所要实现的信号交叉口微观仿真软体的总体思路和程序流程,并针对各组成部分具体详细说明了实现的方法,进一步探讨了用计算机如何对车辆运动进行描述。最后,构想了在微观仿真平台上研究路口公交优先控制方案并展望了今后的发展。     

56 Gbps高速信号传输系统仿真验证设计

新一代高性能计算机的高速信号传输系统采用56 Gbps PAM4信号实现,传输通道跨越多块PCB板和多级连接器,信号完整性设计面临极大挑战。提出了面向全通道的56 Gbps高速信号传输系统仿真验证方案,通过板材参数校准、连接器参数测试、PCB布线模型提取,建立了更接近实际情况的复杂传输通道模型,并进行了全通道协同仿真实验。通过仿真实验与设计优化迭代,成功保障了56 Gbps PAM4高速信号的稳定可靠传输。     

高速PCB信号完整性仿真分析

随着PCB设计越来越复杂,设计周期越来越短,信号完整性仿真分析正变得越来越重要.本文简介了信号完整性针对的基本问题.介绍了基于信号完整性仿真分析的高速PCB设计方法,并结合一个高速PCB设计案例,给出仿真分析的流程和分析结果.     

基于场的人群运动仿真

人群仿真目前在工业、建筑、交通等多种领域中应用广泛.实现复杂场景中的人群运动实时仿真,效率是亟待解决的关键性问题,而提高仿真效率所必须面临的挑战主要有人群的渲染、位置及状态的实时更新和碰撞检测.提出一种基于场的方法来实现人群运动的实时仿真,通过构建导航场和密度场引导人群运动.导航场能够引导人群按最优可行路径到达其目标位置;而密度场通过对人群运动速度的影响,再与基于GPU的碰撞检测方法结合,有效地避免了人群碰撞.应用基于场的方法,搭建了人群运动实时仿真系统,在复杂的场馆中对几千人规模的人群进行了实验,成功地对人群进行疏散.实验结果表明,本文方法能够获得良好的渲染效果和仿真效率.     

高速列车运动仿真可视化建模研究

以CRH 系列高速列车为研究对象,建立了基于变参数的列车三维动态仿 真模型,实现了多种列车单元模型在运动过程中的实时调入和装配,满足了高速列车运动仿 真多样性的要求。采用Visual C++ 6.0、OpenGL 三维图形库和Oracle 数据库开发完成高速 列车运动仿真系统,实现高速列车运动仿真可视化建模以及与线路设计之间的有效集成。通 过实际应用,取得了较好的仿真效果。     

深水锚缆水下运动三维优化仿真研究

深水锚缆在波浪、海流等环境载荷的作用下在三维空间内产生运动,形成较为复杂的运动轨迹构形,对锚缆浮式结构产生了较大的作用力,存在锚缆在环境载荷作用下的大位移、大转动的几何非线性干扰.传统的基于悬链线理论的三维运动仿真方法在非线性干扰的情况下,无法准确仿真三维浮动特征点,仿真效果较差.为此提出一种新的锚缆三维运动仿真的方法.针对锚缆在环境载荷作用下的大位移、大转动的几何非线性问题,采用细长杆模型和拓展的拉伸方程进行时域三维数值计算仿真;结合三维图形库VPython解决缆索的三维模型的可视化抖动问题,并借助多线程方法提高仿真效率.以数据文件作为数值计算程序和可视化仿真程序进行仿真.结果表明新方法较为完善地联接了锚泊系统运动仿真的核心计算模块和后处理模块,锚泊运动仿真过程计算准确快速、可视化仿真效果流畅.     

运行体的水波生成与扩散模拟算法

根据数字图像处理的基本原理,采用邻域扩散的思想,结合水波的物理意义,提出了一种综合线性叠加和线性滤波的运动体在水域中形成的运行水波的生成与扩散数值模拟算法.首先,讨论了在无外力影响的情况下,波源加入的算法模型,并给出了几个振荡发生器及其快速实现方法.然后,对水波扩散与衰减给出了八邻域滤波和二十四邻域滤波实现的模拟方法.接着,对实现水波立体感的方法进行了分析,给出了水波折射效果及其表达方法的算法模型.最后给出了通过本文算法进行模拟实验的效果对比图.该算法准确度较高,速度快,效果较好,对虚拟现实的实现具有较大的实用价值.     

流域水循环调控水动力水质仿真模拟技术

梯级水库群形成的复杂巨系统的复杂性给运行管理和调控决策带来了不确定性,保障水库群效益的发挥亟需先进的信息技术和水利专业模型来提供支撑。本文以虚拟现实技术、模型计算和在线监测为基础,以水流水质的可视化表达为核心,系统分析了虚拟现实技术与数值模拟结合方式,研究了梯级水库群调控虚拟环境建模方法、三维虚拟流域环境平台研发、模型和监测驱动的水动力水质虚拟仿真技术。初步以三峡工程为例,验证研发技术的可行性,为梯级水库群智能化管理和调度提供了新的思路。