基于粒子系统的陨石爆炸模拟

陨石爆炸效果可以大大增强虚拟现实系统的沉浸感,对陨石爆炸模拟在计算机游戏、影视、视景仿真系统中有着广泛的应用.粒子系统是模拟陨石爆炸的一种有效方法,目前还没有基于粒子系统的陨石爆炸模拟方法.文中给出了一种基于粒子系统的陨石爆炸模拟方法.基本思想是运用匀加速运动实现陨石粒子的运动轨迹,并采用OpenGL中的纹理映射和色彩融合技术绘制陨石粒子.运用VC++6.0和OpenGL开发工具实现了陨石爆炸的模拟.实验表明该方法实现简单,模拟的陨石爆炸效果满足实时性和逼真性的要求.     

三维爆炸与冲击问题的图形仿真

对三维爆炸场进行图形仿真，可以便于研究人员对难于直接观察、分析的爆炸场进行全貌和细节的观察和分析。在三维多流体网格法(3DMMIC)数值模拟结果的基础上，采用体视化方法对三维爆炸场进行图形仿真。用Visual C 编制了相应计算机仿真程序，通过实例的仿真结果的动画模拟与理论上爆炸冲击过程的比较，验证了算法的正确性与可行性，仿真效果比较满意。     

隔爆外壳内爆炸压力叠加现象研究

针对隔爆型防爆电器设备危险情况下可能产生的压力叠加现象,进行了研究和模拟试验,提出了一种避免压力叠压现象产生的隔爆型产品结构设计方案。首先,利用现有文献中气体爆炸压力值计算公式,对模拟试验中所产生爆炸压力进行计算。然后,根据所计算及实际测量出的压力值,对压力叠加现象的成因进行试验验证。最后,将产生压力叠加现象的试验数据与未产生压力叠加现象的试验数据进行分析比较。通过试验分析发现,压力叠加现象会造成腔体内爆炸压力的急速升高,使爆炸压力快速到达极大值,对隔爆外壳的防爆性能产生不利影响。对隔爆产品设计作出提醒,在结构上注意避免小孔或窄小通路造成两腔联通的现象。     

一种基于改进的粒子系统的烟花模拟

粒子系统是用来模拟不规则运动物体的一种比较有效的方法。该文首先阐述了粒子系统的基本原理,对烟花粒子系统的基本模型和燃放原理进行了分析。然后利用粒子系统的基本原理,结合烟花燃放的具体特点,建立了基于粒子系统与纹理映射的烟花动态模型,模拟了烟花从上升到爆炸,再到消失的过程。在已建好的模型中对烟花模型进行了改进,使得单个烟花在绽放后再次绽放成其他形状,从而提高了用粒子系统模拟烟花的灵活性。     

一种基于改进的粒子系统的烟花模拟

粒子系统是用来模拟不规则运动物体的一种比较有效的方法。该文首先阐述了粒子系统的基本原理,对烟花粒子系统的基本模型和燃放原理进行了分析。然后利用粒子系统的基本原理,结合烟花燃放的具体特点,建立了基于粒子系统与纹理映射的烟花动态模型．模拟了烟花从上升到爆炸,再到消失的过程。在已建好的模型中对烟花模型进行了改进,使得单个烟花在绽放后再次绽放成其他形状．从而提高了用粒子系统模拟烟花的灵活性。     

RTL级模拟矢量自动生成设计化简方法研究

提出一种Verilog程序切片算法，给出了该算法的正确性证明的理论框架；并利用提出的Verilog程序切片算法对Verilog RTL级设计进行化简，实现模拟矢量自动生成状态化简目的，实验结果表明：该算法对状态化简效果非常明显，可以有效地解决状态空间爆炸问题。     

油气储罐火灾爆炸风险模拟评估方法研究及软件系统开发

油气储罐由于固有的火灾和爆炸危险性,一旦发生泄漏会导致火灾和爆炸事故的发生,因此研究油气储罐的风险评估方法对于预防和控制事故的发生具有十分重要的意义.随着计算机技术的发展,运用计算机模拟技术模拟危险化学品储罐事故后果,以及对环境的危害过程成为可能.针对油气储罐的火灾爆炸特性,在对现有各种火灾爆炸损伤模型总结分析的基础上,对几种常见事故选择和确定了其模拟数学模型,并开发了火灾爆炸事故评估的软件系统,详细介绍软件系统的功能和组成框架.软件系统由储罐危险源识别系统、火灾爆炸分析评估系统、油气储罐事故预防和控制训练系统和数据库系统组成.该系统可以对事故后果包括危险区域、人员伤害范围、经济损失等进行量化计算和分级,通过对模拟结果的分析与比较可以得剑火灾爆炸事故的等级,软件系统可以完成风险评估,从而大大提高了评估的效率和科学性.     

基于Vega的虚拟战场环境中特效仿真研究

在简单介绍了Vega的特效模块后,运用Vega的特效模块模拟了坦克在虚拟战场环境中开火时的爆炸烟火特殊视觉效果,并重点讨论了Vega的特效模块自定义粒子系统的基本属性及仿真运用。实践证明,利用Vega进行虚拟战场环境中特效的可视化仿真不仅方便快捷,而且效果较好。     

一种大规模并行程序模型的检测方法

JPF是NASA开发的Java程序模型检测工具。该文通过改写JPF内核中生成状态空间的模块,使待检测程序在受监控状态下模拟执行。用Data-Race算法收集警告信息,引导程序模型检测工具只对死锁相关线程进行模型检测,避免了状态空间爆炸,实现了对大规模并行程序部分线程死锁问题的模型检测。利用启发式搜索算法,在不同的搜索深度赋给待执行线程不同的权值,进一步优化了模拟执行 结果。     

带有遗传算子的烟花爆炸优化算法

受烟花爆炸现象的启发并结合遗传算法思想提出一种新的优化算法——带有遗传算子的烟花爆炸优化算法(GAFEO)。该算法主要模拟烟花爆炸的方式对解空间进行基本的并行弥漫式爆炸搜索,引入自适应局部搜索策略和遗传算法中的交叉变异策略以改善算法的优化性能。通过实验对12个常用高维测试函数进行优化计算,结果表明,与PSO算法以及其他新型算法相比,GAFEO算法在寻优能力、寻优精度等方面都具有较好的性能。     

大型军辅船抗空爆结构毁伤特性数值研究

选取现代典型反舰武器和大型军辅船作为研究对象,利用LS-DYNA对典型上层结构在空中攻击武器接触爆炸作用下的毁伤效果进行了数值试验分析,试验结果表明:采用的数值试验方法具有较高的精度,满足工程应用要求;船体上层建筑近炸药结构在空爆载荷作用下直接产生破口和大面积塑性变形,且区域大致呈圆形;近炸药的甲板结构破坏形式与距离爆源稍远的位置处破坏形式不同;船艏舯艉工况毁伤效果相差较大,这与结构形式密不可分。     

基于多种语言混合编程的优化软件设计

针对爆炸结构的设计及优化,采用APDL、Matlab和VC 语言混合编程的方法优化软件的设计,不但可以方便地实现优化算法和设计友好的用户界面,还能实现数值模拟计算程序与优化程序联合使用,可以有效地缩短程序设计时间.对LS-DYNA分析计算结果的整理及结构材料信息文件的修改给出了解决办法,实现了全自动优化过程,提高了优化效率.优化软件的设计实例表明了该方法的可行性和有效性.     

A method for computing selfgravitating gas flows with radiation

We present a numerical method which is suitable for calculating selfgravitating gas flows including thermodynamic processes and radiation. Such problems arise for example in connection with the formation of new stars by gravitational collapse of interstellar clouds. A particularly difficult problem which must be numerically solved in a consistent way is the settling of matter from a supersonic flow into a hydrostatic equilibrium after passing through a strong shock front. Because this must be done without continuously exciting spurious oscillations with extremely small time scales, very stringent constraints are imposed upon the method of solution. Technically, the method here described incorporates a freely moving coordinate system with a generalized form of Richtmyer's artificial viscosity for smoothing shock fronts (tensor viscosity), the two most important improvements to earlier attempts to solve this problem. The method has been extensively tested for spherically and axially symmetric flows. How to proceed in the full 3D case is briefly outlined. Accuracy problems are discussed in connection with numerical stability. We give examples for collapse, accretion and explosion in spherical symmetry and for collapse and ring formation in an axially symmetric rotating cloud.     

水下爆炸冲击载荷作用下舵的动态特性

利用Arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE)有限元方法求解爆炸冲击过程中的流固耦合问题:采用ALE算法描述流体和炸药模型,采用Lagrangain方法描述舵结构模型,不同介质间的界面采用接触罚函数耦合算法。应用有限元软件ANSYS/LS-DYNA仿真模拟舵遭受TNT炸药爆炸冲击作用的全过程,得到舵的应力云图、位移云图,典型位置压力时间历程,加速度时间曲线等冲击响应。计算结果表明:利用A L E方法可以预估舵在水下爆炸冲击载荷作用下的损伤情况,为舵的抗冲击设计提供依据。     

三维几何约束的球面几何求解

研究了球面几何学在三维几何约束求解中的应用，提出了球面求解法．该方法建立在姿态约束与位置约束解耦的基础上，并以求解关键的姿态约束为主，一旦姿态约束被解出，则位置约束很容易求解；同时将表征刚体姿态的矢量映射到球平面上的点，将姿态约束映射为球平面上两点的距离，借助球面几何的知识，能够高效、直观地推理出多数情况下姿态约束的解析解，而特殊的情况则结合数值法求解，并很好地解决了数值法的初值问题．     

圆柱壳在水下爆炸载荷作用下的动力仿真分析

圆柱壳是船舶、潜艇和海洋工程结构物的重要组成部分,研究其在水下爆炸载荷作用下的响应对提高结构物的使用周期有着重要的作用.利用LS-DYNA动力有限元程序对张效慈等人做的深水爆炸水动压力场对潜体结构的动态响应试验进行数值模拟.分析了不同材料圆柱壳和不同参数复合材料圆柱壳在水下爆炸载荷作用下的抗冲击性.计算结果表明,复合材料比钢、铜、铝合金金属材料的抗冲击性好,弹性模量小的复合材料的抗冲击性好.方法可以简单快速的计算圆柱壳的抗冲击性,为舰船的设计提供参考.     

Study of stress waves in geomedia and effect of a soil cover layer on wave attenuation using a 1-D finite-difference method

The propagation and attenuation of blast-induced stress waves differs between geomedia such as rock or soil mass. This paper numerically studies the propagation and attenuation of blast-induced elastoplastic waves in deep geomedia by using a one-dimensional (1-D) finite-difference code. Firstly, the elastoplastic Cap models for rock and soil masses are introduced into the governing equations of spherical wave motion and a FORTRAN code based on the finite difference method is developed. Secondly, an underground spherical blast is simulated with this code and verified by software, RENEWTO. The propagation of stress-waves in rock and soil masses is numerically investigated, respectively. Finally, the effect of a soil cover layer on the attenuation of stress waves in the rear rock mass is studied. It is determined that large plastic deformation of geomedia can effectively dissipate the energy of stress-waves inward and the developed 1-D finite difference code coupled with elastoplastic Cap models is convenient and effective in the numerical simulations for underground spherical explosion.     

Omnidirectional texturing based on robust 3D registration through Euclidean reconstruction from two spherical images

We propose a semi-automatic omnidirectional texturing method that maps a spherical image onto a dense 3D model obtained by a range sensor. For accurate texturing, accurate estimation of the extrinsic parameters is inevitable. In order to estimate these parameters, we propose a robust 3D registration-based method between a dense range data set and a sparse spherical image stereo data set. For measuring the distances between the two data sets, we introduce generalized distances taking account of 3D error distributions of the stereo data. To reconstruct 3D models by images, we use two spherical images taken at arbitrary positions in arbitrary poses. Then, we propose a novel rectification method for spherical images that is derived from E matrix and facilitates the estimation of the disparities. The experimental results show that the proposed method can map the spherical image onto the dense 3D models effectively and accurately.     

基于吹塑成型方法的微玻璃空腔的设计与制备

根据硼硅酸盐玻璃的内部结构特殊性和热学性质,设计并制备出两种3D微玻璃空腔,主要讲述了3D微玻璃空腔的设计过程和吹塑成型的制备方法。 CORNING Pyrex 7740玻璃是硼硅酸盐玻璃的代表。将硅片进行深硅刻蚀形成深槽,并与7740玻璃进行常压下的阳极键合,形成微空腔;将得到的微空腔放入真空退火炉中进行退火,使玻璃空腔内部空气膨胀,最终形成3D微玻璃空腔。经过实验得到的两种3D微玻璃空腔表明其制备工艺的可行性,将制备出的3D微玻璃空腔运用到导航器件的设计和微结构的封装等方面,具有比较好的发展前景。     

虚拟地球下的小比例尺制图研究

目前地图上的所有投影方法(无论是墨卡托投影、高斯—克吕格投影还是伪投影)都存在着投影变形(包括角度、面积、长度)，这是由于无法平面投影，无法将椭球面没有裂隙和褶叠地表示在平面上。以虚拟地球为研究基点，直接进行从地球球面要素到计算机虚拟球面要素的映射，进而实现小比例尺制图，以纠正平面制图中存在的变形问题。