基于参数化L系统的植物结构模型可视化模拟

植物学家归纳出的植物结构模型,规定了植物形态发生的方式以及植物生长的最终结构.根据结构模型进行植物建模可以精确描述植物的结构特点,可视化模拟其生长过程.探讨了利用参数化L系统生成这些结构模型的方法以及基于这些模型的植物形态可视化模拟,给出了模拟这些结构模型所需的L系统的迭代公理和若干产生式参数.在模拟具体植物时,该方法可以方便、快速地生成植物的空间结构.     

飞行模拟器操纵负荷系统多余力的抑制

针对基于力回路的操纵负荷系统的内回路存在多余力影响其力感模拟逼真度的问题,依据结构不变性原理提出了速度正反馈结合逆补偿的复合控制方法对多余力进行抑制,并在此基础上,提出了阻尼补偿的方法抑制外回路振荡以增强整个系统的稳定性.仿真结果表明,提出的复合控制策略的可行性,较传统的控制策略能够提高力感模拟的逼真度.实验结果进一步表明,内回路速度正反馈结合逆补偿的控制方法可以有效补偿多余力,上述复合控制策略在阻尼补偿控制器消除外回路振荡的情况下,显著提高了操纵负荷系统力感模拟的逼真度.     

基于肌肉模型的人脸皮肤皱纹模拟

在传统肌肉模型所实现的人脸表情动画基础上,通过对三维人脸网格模型进行细分并基于肌肉模型进行人脸皱纹模拟,从而提高了表情动画的逼真度和真实感。     

高逼真激光雷达场景建模与分析

为了提高激光雷达场景的仿真逼真度,采用光线跟踪的方法构建了以激光成像模型为基础的激光成像模拟仿真系统.结合激光散射定律,对计算机图形学中基本光照模型进行了一系列改进,得到了简化的用于高真实感场景仿真的激光成像模型,具体的改进如下:1加入激光光源的直接反射分量;2将多光源光亮度模型改变为多次反射的功率模型;3在模型中引入探测器噪声项.对典型场景进行了激光雷达场景成像计算,用采集到的激光雷达图像数据进行对比分析.仿真结果表明,模拟结果与实采图像在基本特征上是相似的;定量分析结果表明,模拟图像与实采图像在主要特征上是相符的.     

具有重力因子的三维树木L系统建模算法

介绍了分形L系统的基本理论和构图方法,在此基础上,对L系统表达植物形态的机制进行了分析.针对L系统描述三维拓扑信息的局限性,在随机L系统的基础上,与三维分枝模型相结合,对树木模型进行了改进.将重力的影响加入枝段模型中,使生成的树木形态更加逼真.     

基于分形与图形学的自然条件下沙丘植被模拟

自然条件下的沙丘形状多变,自然条件恶劣的沙丘地带其赖以生存的植被常常呈现出不同状态。利用计算机图形学和分形几何技术模拟沙丘及植被的生长状况。通过函数迭代系统实现单棵树木及树林的形态模拟,对枝干进行加粗处理模拟树木在沙丘中的生长状况。采用追踪仿射变换点的方法对着色树木的树叶颜色进行划分,实现树木颜色季节性的变化。利用计算机图形学方法绘制花朵,采用随机函数对树木中的部分点用花朵替换,模拟繁花点点的林木。利用正弦曲线不同相位的组合绘制沙丘,与树木结合实现沙丘植被场景模拟,通过加入外力影响因子模拟自然条件下沙丘迎风坡上的自然形态。最后增加沙丘密度及扩大树木覆盖面积生成局部树林场景的模拟。     

利用迭代思想标定砂土三轴试验宏-细观参数

为提高离散元中三轴试验宏-细观参数标定工作效率,提出一种新的方法——迭代标定法.利用fish语言编写程序在PFC~(3D)中实现了三轴试验的数值模拟.基于接触黏结模型对砂土三轴试验进行模拟,验证了迭代标定法的有效性.结果表明:颗粒刚度大小和颗粒刚度比都会影响偏应力的大小;颗粒法向刚度会影响初始杨氏模量;细观摩擦系数对偏应力的影响程度取决于模型围压的大小;黏结强度对接触黏结模型的应力应变曲线形态影响较小,但对平行黏结模型的应力应变曲线形态有较大影响.迭代标定法可以有效标定宏-细观参数,减少"试参数"过程.     

树木枝条弯曲形态的生成算法

模拟树木枝条的弯曲是直观形象地表现树木形态的主要因素,对自然景物模拟有重要的作用.本文根据树木的物理属性,建立枝条弯曲模型,实现枝条弯曲形态的生成算法.算法应用材料力学原理,通过在不同半径情况下计算杨氏模量来表现枝条的弯曲程度,较真实地模拟了枝条的弯曲形态.     

基于GPU的植物生长模拟

为了提高复杂植物生长模拟的性能,结合虚拟器官网络和图形处理器（GPU）技术提出植物生长模拟方法.该方法采用虚拟器官网络作为植物生长模型,用于描述植物器官的生理属性和形态属性、植物器官间的关系、环境对植物器官的影响以及植物器官的生长规则.利用GPU架构的优势,以并行计算的方式实现植物生长演化和植物形态展现,从而提高植物生长模拟的计算速度.实验结果证明,采用该方法不仅能够模拟植物的生长,而且相对基于CPU的串行植物生长演化和形态展现有性能上的优势.     

使用MATLAB实现随机分形树模拟

阐述了植物模拟的典型方法L-系统及迭代函数系统（IFS）的基本原理.根据这两种方法,利用MATLAB软件工具,模拟了带有随机因子的分形树,模拟的分形树形态生动逼真.MATLAB具有强大的绘图工具和函数系统,实现随机分形树模拟的程序很简洁.     

小波零树编码算法的改进与实现

在嵌入式小波零树编码理论的基础上，探讨了一种改进的图像编码算法．通过结合空间方向树结构的分层树集合分割排序编码理论，继承了原小波零树编码算法的逐次逼近量化的思想．改进算法仍然采用了一种零树结构，但不仅把零树作为一个集合，而且把剩余树也作为一个集合进行处理．这样，被去除的节点存储在另一集合里，将不被重复扫描，从而提高了压缩的效率．实验仿真证明，这种改进编码算法能在一定程度上提高图像压缩效率和编码质量。     

分形递归树的森林景观实时模拟方法

为真实地模拟自然界的森林景观,在利用分形递归算法构建参数化三维树木模型的基础上,结合OpenGL函数,将纹理映射、Alpha测试和地面阴影应用到树木的真实感绘制中．并在算法中引入随机数,实现大小不同、形态各异的树木生成．绘制时,根据视点距离的远近,调整场景的精细程度,以符合视觉效果,且加快了图形生成速度．以此方法构造森林,可改变观察者的视点位置,实现对森林景观的实时模拟．     

卫星系统总体方案树合成技术研究

针对卫星数字化设计系统中分系统之间的耦合问题,分析了两种不同的分系统建模方式,研究了相应的系统总体方案合成技术,提出了针对并行和串行结构的建模方式对应的系统方案合成和校验算法,进行了合成方案的可行性分析,将总体方案树中出现的大量可能方案减少到少量的可行方案。研究表明,采用并行与串行结合的分系统建模、分系统版本验证可以降低数字化建模的难度,大量淘汰非可行总体方案,从而极大地减少了系统总体方案分析的工作量,提高卫星总体多学科设计优化能力。     

基于改进SPH的皮肤表面血流模拟算法

针对现有血流真实感绘制中采用的动力学模型精度较低的问题,提出一种基于改进光滑粒与动力学(smoothed particle hydrodynamics, SPH)的皮肤表面血流模拟算法。首先对血液模拟算法进行分析,选取Casson流体作为血液流动现象的流体动力学模型;然后,根据Casson流体的动力学方程的特点,对传统的SPH方法进行改进,并用改进后的方法对血液流动现象进行数值计算;最后将得到的血液粒子运动学信息用于模拟皮肤表面的血流过程。试验结果证明,该方法降低了传统方法的复杂度,提高程序的计算精度,为虚拟手术中对皮肤切口出血的仿真研究提供了新思路。     

基于改进四叉树算法的VR场景实时渲染

论述了一种基于四叉树结构的LOD技术对虚拟场景快速渲染的方法,以提高VR场景的实时渲染速度.通过建立四叉树结构将场景分割为规则的多个小块,利用线索法改进了以往递归遍历四叉树的过程,提高了遍历速度.对于边界的裂缝处理,文中采取将距离阈值加入到节点评价系统中,通过缩减边和剖分的方法将其消除.通过实验分析了此算法的效率.     

企业CIO甄选的定性表示与模拟建模研究

归纳了企业CIO甄选的特点，将定性模拟技术运用于甄选，提出了甄选过程的定性知识表示方法，改进基于QSIM算法的定性模拟方法与步骤，最后以提高企业招聘吸引力为目的建立了企业CIO甄选定性模拟模型，用于企业CIO甄选的科学决策。     

基于最小代价建立有源树

为在IP over ATM环境下实现组播,基于图的最短路径算法,提出了建立有源树的算法,组播信息在组播过程中占用的网络资源最少。此算法首次应用于有源树的建立。仿真结果证明算法是有效的。     

大客车侧翻耐撞性的结构设计方法

为了提高仿真结果的准确性,降低产品研发成本和缩短设计周期,提出动态仿真技术与试验相结合的大客车侧翻耐撞性结构设计方法.以某型大客车为例,建立原始车型的侧翻碰撞有限元模型,按照欧盟ECE R66法规对该车进行动态仿真分析;对原有车型进行侧翻试验,根据试验结果对侧翻碰撞仿真模型进行对标.仿真与试验结果表明：在侧翻碰撞过程中,车体变形过大,侵入了乘客生存空间,车身局部结构出现凹陷现象.对车身侧墙和车顶等部位作了多次结构改进,通过仿真分析来确定改进结构的侧翻耐撞性能,改进车顺利通过了ECE R66侧翻试验认证.     

虚拟预测方法在柴油机低噪声设计中的应用

为了降低柴油机的整机噪声，采用虚拟预测方法对该发动机的机体进行了低噪声改进设计.该虚拟预测方法采用了多体动力学法 有限元法 声学仿真法的集成预测方法， 用多体动力学分析机体承受的动态载荷，用有限元法分析载荷作用下的动态响应. 用声学仿真法分析了由机体表面的振动而辐射的噪声.依据该方法提供的振动与声学信息，对某发动机的机体和曲轴箱结构进行了改进，并比较了机体上某点的振动加速度值和辐射噪声值.结果表明，该虚拟预测方法的结果与试验结果吻合较好.改进后机体上与辐射噪声较大的薄壁件连接部位的振动显著降低，机体的噪声也得到了降低.