基于GLScene的尿动力学参数关系的可视化研究

针对医学领域排尿功能障碍性疾病的诊断问题,提出了利用计算机仿真的方法,对排尿过程中尿动力学各参数之间的关系进行三维可视化仿真研究.利用GLScene组件设计了一种表征各参数关系的三维可视化系统,该系统集三维坐标系的建立、各参数曲线的绘制与生成、三维模型的多视角观测与缩放、三维模型的保存与重用等功能于一体.实际应用结果表明,该系统运行得到的仿真曲线与理论曲线基本吻合,为医学领域排尿功能障碍性疾病的研究起到积极的推动作用.     

机械多体系统动力学可视化仿真方法研究

应用低序体阵列描述多体系统拓扑构型，采用AutoDesk公司的MechanicalDeskTop(MDT)建立三维几何模型，使用AVI数字视频压缩对多体系统的运动过程进行可视化处理，实现多体系统动力学可视化仿真，采用面向对象的程序设计方法，开发了集成化的软件系统MDAS。该系统可者多体系统动力学计算机、数据处理和多体系统可视化仿真，最后，以带有太阳帆板的复杂卫星系统为例，对MDAS软件的合理性，有效性和正确性进行了分析验证。     

重型飞机拦阻系统的仿真可视化研究

提出了一种基于VC的重型飞机拦阻系统的仿真可视化方法,通过Multigen Creator建立三维模型,然后利用Lynx将三维模型导入建立虚拟场景,通过Matlab引擎调用Simulink进行模型仿真计算,最后,采用VC作为用户控制界面,将Matlab与Vega有机地统一于同一窗口,控制整个拦阻系统的仿真可视化运行和实时显示,法实现了拦阻系统仿真计算的可视化,直观逼真地反映了各参数对重型飞机拦阻效果产生的影响。     

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。     

铁路仿真通用三维可视化系统建模研究

铁路仿真通用三维可视化系统是一个通用可视化平台,用户以三维漫游的方式查看铁路仿真数据。在分析仿真业务需要和铁路三维场景的数据特性的基础上,本文对系统建模进行研究,设计了系统框架和模块,给出了三维场景漫游控制流程。实验室初步试验证明,这个概要模型时可行的。     

大型水利工程三维可视化仿真方法研究

以GIS为开发平台，研究了大型水利工程三维可视化仿真方法．首先讲述空间数据库的建立，然后详细阐述了地形及地物数字模型的建立及其整合方法，最后介绍了与三维数字模型的交互，并结合实际工程开发了一个能科学、直观、逼真地表现大型水利工程施工的三维可视化仿真系统，为工程施工管理决策提供依据。     

1000m海试水面船运动监测可视化仿真

1000m海试水面船运动监测及其可视化仿真系统是专为中国1000m海试而开发的仿真系统．它首次综合运用了可视化仿真的多种知识。首先．运用动力学、运动学知识建立了水面船横摇运动监测数学模型；接着，运用3ds MAX绘制了水面船的三维模型；然后．本系统采用Paradox创建了数据库，编制了数据库应用程序；采用TCP/IP协议进行客户/服务器间的通信；最后．利用基于Ddphi的OpenGL实现了对水面船的实时可视化仿真、人机交互。     

基于MFC的Pro/E标准件库的研究与开发

三维标准零件库的建立对提高企业的设计效率和质量具有重要的意义。通过对标准件库的自动检索和参数化仿真设计,生成设计人员所希望的三维模型。该文分析了对三维辅助设计软件Pro／E进行二次开发的各种方案,着重研究了基于MFC的Pro／TOOLKIT开发技术,探讨并解决了MFC应用程序集成、数据库建立、ODBC数据库访问技术、参数化仿真设计技术以及Pro／E菜单定制等关键问题。开发实例给出了用可视化编程语言VC＋＋进行二次开发,设计并实现了一个实用的Pro／E三维标准零件库系统。     

导弹姿控系统关联性仿真系统的设计与实现

研究导弹姿控系统关联性,为分析导弹姿控系统的工作状态,提高异常情况下机理分析的效率,以建立某导弹姿控系统关联性仿真系统。为了直观分析姿态控制系统,提出了整体分析和多参数耦合复现的一个可靠的信息可视化显示与分析平台。以研究导弹姿控系统关联性数学模型为基础,采用虚拟现实仿真技术,利用3ds Max与三维渲染引擎OpenSceneGraph完成实体模型的建立和虚拟场景的渲染,并进行仿真系统的开发。仿真系统可完整演示某导弹飞行过程中伺服系统与陀螺仪系统的工作状态,并对各系统中的部件关联性进行了仿真和分析。建立的仿真系统在测试中取得了较好的效果,对同类虚拟现实仿真的研究也具有重要的指导意义。     

基于虚拟样机技术两栖仿生机器蟹的仿真研究

采用“虚拟样机”技术,建立一个集三维实体设计、动力学建模、控制、可视化仿真于一体的两栖仿生机器蟹机算机仿真环境,对两栖仿生机器蟹的静力学、运动学以及动力学进行了仿真研究,获得了较理想的仿真结果,为进一步进行机器蟹研究工作提供了新的条件。     

基于虚拟样机的机械臂动力学建模与仿真*

基于多刚体动力学的原理,在分析机械臂的运动学和拉格朗日动力学方程的基础上求解其雅可比矩阵,并采用虚拟样机技术建立了机械臂的三维仿真模型,进行了动力学分析,获得了机械臂的动态特性。通过将获得的动态特性还原到模型中,建立了基于可视化技术的机械臂运动姿态的计算机动画,逼真地模拟了机械臂的整个运动过程,检验了机械臂动力学模型的相关性能。     

基于GPU的流体动力学模拟

提出了一种基于GPU的流体动力学可视化方法。首先,分析了流体动力学的物理模型,用合理的数学表达式表述了该模型,并且给出了求解方法;其次,设计了在GPU上实现流体动力学模拟的算法,既模拟出逼真的运动效果又控制了算法的复杂度;最后的实验证明了该文算法在执行效率上较以往基于CPU的算法有很大的提高,并且模拟的结果逼真、可信。算法充分吸收了以往方法的优点,对流体动力学的可视化的细节采用了最优的物理模型及快速的数值解法,具有较强的稳健性和创新性。     

Freight car models and their computer-aided dynamic analysis

Computer models of freight cars with three-piece and Y25 bogies are considered and compared. Efficient numeric methods for simulation of vehicle models in the presence of frictional contacts are discussed. Some simulation results on derailment safety analysis and influence of track gauge value on freight-car dynamics are presented. Methods of stress loading and durability analysis based on computer simulation and some results are presented. A tribodynamic model of railway vehicle-track interaction and results of computation of wheel and rail profile wear are discussed.     

MGB-IPH model for hydrological and hydraulic simulation of large floodplain river systems coupled with open source GIS

Large-scale hydrological models are useful tools for water resources studies, however, river network flow routing is generally represented using simplified methods, which may lead to simulation errors in flat regions. We present recent improvements to the large-scale hydrological model MGB-IPH to improve its capability of simulating large river basins with extensive floodplains. We also describe the coupling of MGB-IPH to an open source GIS and a large set of developed pre-processing tools with a user-friendly interface for remote sensing data preparation and output visualization. The new features implemented are demonstrated applying the model to the whole Araguaia river basin (380,000 km²). Results are compared to the previous MGB-IPH routing method, observed flow and water level data and remote sensing imagery, showing improvement in the representation of floodplain inundation dynamics. The test case also shows that the proposed model software framework amplifies possibilities of large-scale simulation of ungauged basins.     

纳米切削分子动力学仿真可视化研究

为了更好的理解纳米切削的机理，陔文使用C＋＋和OpenGL技术构建了纳米切削分子动力学仿真可视化系统MDView。MDView根据仿真模型特点采用面向对象技术动态建立与仿真结果对应的原子集合类，应用显示列表和显示细节技术优化可视化性能。实现的三维数据显示、剖视显示和交百操作功能可用于仿真结果观察和程序调试。最后利用MDView对金刚石刀具切削单晶铝材料的纳米切削分子动力学仿真进行了可视化。可视化结果对于调试纳米切削分子动力学计算程序和观察切削变形起到了良好的作用。     

AVTOP: a full integration of TOPMODEL into GIS

The integration of environmental models and Geographical Information Systems (GIS) usually takes two approaches: loose coupling and tight coupling. This paper, however, presents a full coupling approach within a GIS environment that is achieved by developing the existing hydrological models with the macro language of GIS. Such an approach makes it easy to capitalize on the GIS visualization and spatial analysis functions, thereby significantly supporting the dynamic simulation process of hydrological modelling. The full coupling approach is illustrated by AVTOP — a realization of TOPMODEL (TOPography-based hydrological MODEL) with the macro language Avenue of ArcView — within which all stages of model building are undertaken, from the initial parameter input and transformation of datasets, to the visualization of intermediate maps and the final presentation of results in various graphical formats in their geographic context. Furthermore, this approach provides a convenient and single environment for users to visually interact with the model, e.g. by adjusting parameters and observing the corresponding results simultaneously, which significantly facilitates users in exploratory data analysis and decision making in relation to the model applications.     

Interactive visual steering--rapid visual prototyping of a common rail injection system

Interactive steering with visualization has been a common goal of the visualization research community for twenty years, but it is rarely ever realized in practice. In this paper we describe a successful realization of a tightly coupled steering loop, integrating new simulation technology and interactive visual analysis in a prototyping environment for automotive industry system design. Due to increasing pressure on car manufacturers to meet new emission regulations, to improve efficiency, and to reduce noise, both simulation and visualization are pushed to their limits. Automotive system components, such as the powertrain system or the injection system have an increasing number of parameters, and new design approaches are required. It is no longer possible to optimize such a system solely based on experience or forward optimization. By coupling interactive visualization with the simulation back-end (computational steering), it is now possible to quickly prototype a new system, starting from a non-optimized initial prototype and the corresponding simulation model. The prototyping continues through the refinement of the simulation model, of the simulation parameters and through trial-and-error attempts to an optimized solution. The ability to early see the first results from a multidimensional simulation space--thousands of simulations are run for a multidimensional variety of input parameters--and to quickly go back into the simulation and request more runs in particular parameter regions of interest significantly improves the prototyping process and provides a deeper understanding of the system behavior. The excellent results which we achieved for the common rail injection system strongly suggest that our approach has a great potential of being generalized to other, similar scenarios.     

直升机飞行动力学建模及可视化研究

研究了直升机飞行动力学建模及可视化仿真的相关技术。建模时综合考虑了直升机的主要气动力部件的建模以及气动干扰等问题。主旋翼是直升机建模的关键，详细讨论了与其相关的翼型气动力模型、诱导速度模型和挥舞运动模型的建模方法。同时利用虚拟现实技术构建了直升机三维实体模型。基于Simulink和虚拟现实工具箱，给出了将飞行动力学数值模型同虚拟场景结合起来的方法，实现了计算、仿真、显示一体化。最后采用算例直升机数据，进行了定直飞行的配平计算和操纵响应分析，结果证明了模型的合理性和有效性。     

植物生长建模与可视化——回顾与展望

回顾了植物生长的建模与可视化研究.为了加深对不同模型的目的、内涵与局限性的 理解,该文对植物生长模型进行了分类.在植物生长机研究中,对目前常见的分形方法、随机过 程、人工智能等建模方法的特点进行了比较分析.分别介绍了植物仿真与可视化方面的研究进 展及其相关技术,以及植物生长软件的发展状况.最后,总结了该领域研究中存在的主要问题, 并讨论了未来研究与应用方面的发展趋向及其前景.