基于同轴线相位法的多相流仿真分析系统设计

在采油高含水期,为适应水平井采油及产出剖面测井的需要,开展了油水两相流流型流态的实验研究,为分析油水两相流流型流态对仪器响应的影响特性,设计了一套系统分析油水两相流的流型流态,采用希尔伯特黄变换和复杂性测度的方法分析对比数据,并用人工神经网络SVM的方式进行预测仿真,为更进一步分析流型流态对测井仪器的响应性能。采用可移植的、轻量级的方式,设计研发了一种同轴相位传感器的流型流态模拟分析系统软件,仿真结果表明,上述系统能适应分析需求,能够快速识别流型,对研究流型流态对仪器响应的影响提供了借鉴。     

基于FLUENT的固体发动机内流场数值仿真

通过使用Fluent软件的欧拉-拉格朗日离散相模型,对某型导弹固体发动机喷管内含铝推进剂的两相流动进行二维数值模拟,将模拟结果与已知试验事实进行对比,结果表明该方法对两相流具有较好的模拟。     

滨海湿地碳源/汇模拟系统的构建与应用

目前,针对滨海湿地生态系统碳过程模型构建的研究有一定的进展,但在如何耦合生态过程模型与遥感技术去估算湿地碳源/汇的时空格局动态方面仍处在尝试阶段。通过对湿地生态系统碳过程模型和遥感反演模型的构建,数据库技术和地理信息系统(GIS)软件的二次开发完成了"滨海湿地碳源/汇模拟系统"软件的开发。在此基础上,以区域遥感卫片、野外湿地监测和气象观测数据为主要驱动变量,模拟了崇明东滩湿地潮间带芦苇群落和旱生芦苇群落的碳收支时空格局动态。系统可为管理者估算区域尺度滨海湿地碳源/汇时空动态,预测这一类型湿地碳汇潜能在人类活动和气候变化影响下的发展趋势,为管理者提供一定的理论与技术支持。     

蒸发冷却器的流场仿真与优化设计

针对蒸发冷却技术相关理论模型并未完全成熟的问题,通过计算流体力学方法模拟转炉煤气干法除尘系统中蒸发冷却器的工作过程.仿真采用离散相模型（Discrete Phase Model,DPM）,并在分散相液滴上应用蒸发换热模型.通过该数值方法优化该干法除尘系统中蒸发冷却器的喷淋布置方案,减少壁面的高温区域,提高温度的均匀性,使出口最高温度偏差由18.6%降低至3.4%.     

水下管汇模块化设计技术与仿真系统研究

水下管汇是水下生产系统重要的组成部分,水下管汇设计制造技术被国外公司所垄断。针对水下管汇设计技术国产化尚处于探索阶段、设计手段仍以二维和三维混合建模方法为主,导致设计效率较低、设计效果无法实时动态显示等问题,提出水下管汇的模块化设计理念,开发基于Unity 3D平台的水下管汇模块化设计仿真系统。通过对国内的水下管汇案例和水下管汇单元部件的总体布置原则分析,进行水下管汇模块化设计关键技术的研究,完成了水下管汇设计模块的拆分,梳理了模块设计流程,建立了模块的模型库与信息库,实现了水下管汇总体布置方案设计、管汇单元部件设计、智能装配、管汇的重量投资的计算与统计、管汇优化、作业场景可视化漫游等功能。实验表明：水下管汇模块化设计系统设计自由度高、设计结果与实际误差小、可快速验证设计布局,为水下管汇国产化、智能化设计提供了技术支持。     

多相流灾害场景的真实感建模与绘制

自然灾害场景的真实感建模与绘制在防灾救灾、影视特技制作及数字娱乐等方面有着广泛的应用.提出一种新的基于物理的多相流模型来模拟洪水、泥石流、山体滑坡等一系列自然灾害景象.基于各种灾害现象的成因建立不同阶段的流体行进模型,并通过改进传统的平滑粒子流体动力学方法,成功地实现了固液两相之间的相互作用,建立了新的多相流运动模型;通过调节模型中的固相体积比及其他特征参数,可绘制出洪水、泥石流和山体滑坡等不同灾害场景的动态过程,并生动地展示灾害性多相流摧毁建筑物的过程.     

轮胎均匀磨损建模与仿真

建立了轮胎均匀磨损模型并进行了仿真.在已有轮胎刷子模型的基础上建立轮胎接地模型,和轮胎运动模型结合起来,建立了可预测轮胎均匀磨损的稳态模型.磨损量是表征轮胎磨损程度的关键指标,通过分析从能量的角度对磨损量进行了初步估算.轮胎磨损模型主要考虑了轮胎力学特性,通过仿真分析了纵向力、侧向力和侧偏角对磨损量的影响趋势,得出了应着重于轮胎侧向力学特性来控制轮胎磨损量的结论,因此对车轮定位参数优化能更好地减少轮胎磨损.所建模型有利于进一步研究轮胎瞬态磨损和偏磨损.     

计算机离散事件仿真的原理

在介绍有关系统、模型和系统仿真的基本概念的基础上,本文详细说明了计算机离散仿真,其中包括离散事件系统的基本要素、离散事件系统模型及离散事件系统仿真策略.     

多相图像分割Vese-Chan模型连续最大流方法

目的 多相图像分割是图像处理与分析的重要问题,变分图像分割的Vese-Chan模型是多相图像分割的基本模型,由于该模型使用较少的标签函数构造区域划分的特征函数,具有求解规模小的优点。图割（graph cut,GC）算法可将上述能量泛函的极值问题转化为最小割/最大流问题求解,大大提高了计算效率。连续最大流（continuous max-flow,CMF）方法是经典GC算法的连续化表达,不仅具备GC算法的高效性,且克服了经典GC算法由于离散导致的精度下降问题。本文提出基于凸松弛的多相图像分割Vese-Chan模型的连续最大流方法。方法 根据划分区域编号的二进制表示构造两类特征函数,将多相图像分割转化为多个交替优化的两相图像分割问题。引入对偶变量将Vese-Chan模型转化为与最小割问题相对应的连续最大流问题,并引入Lagrange乘子设计交替方向乘子方法（alternating direction method of multipliers,ADMM）,将能量泛函的优化问题转化为一系列简单的子优化问题。结果 对灰度图像和彩色图像进行数值实验,从分割效果看,本文方法对于医学图像、遥感图像等复杂图像的分割效果更加精确,对分割对象和背景更好地分离;从分割效率看,本文方法减少了迭代次数和运算时间。在使用2个标签函数的分割实验中,本文方法运算时间加速比分别为6.35%、10.75%、12.39%和7.83%;在使用3个标签函数的分割实验中,运算时间加速比分别为12.32%、15.45%和14.04%;在使用4个标签函数的分割实验中,运算时间加速比分别为16.69%和20.07%。结论 本文提出的多相图像分割Vese-Chan模型的连续最大流方法优化了分割效果,减少了迭代次数,从而提高了计算效率。     

发动机排气歧管流固耦合仿真

应用AVL-fire软件和Abaqus软件对某发动机排气歧管进行流固耦合仿真.对排气歧管材料进行各温度下的材料试验,得到准确的材料在不同温度下的属性曲线.由AVL-fire软件和Abaqus软件进行流固耦合仿真得到排气歧管的温度场分布,并进行排气歧管应力和应变分析.仿真结果与试验结果的对比表明,塑性应变高的区域正是发生开裂的区域.     

黎曼流形上的多模态医学图像配准

针对传统多模态配准方法忽视图像的结构信息和像素间的空间关系,并假定灰度全局一致的前提。本文提出了一种在黎曼流形上的多模态医学图像配准算法。首先采用线性动态模型捕捉图像的高维空间的非线性结构和局部信息,然后通过参数化动态模型构造出一种李群群元,形成黎曼流形,继而将流形嵌入到高维的再生核希尔伯特空间,再在核空间上学习出相似性测度。仿真和临床数据实验结果表明本文算法在刚体配准和仿射配准精度上均优于传统互信息方法和基于邻域的相似性测度学习方法。     

Dynamic simulation and visualisation of coastal erosion

A key requirement for effective coastal zone management is good knowledge and prediction of land erosion rates due to encroachment of the sea. However, in addition to demarcation of the hazard through modelling and mapping, a policy of risk mitigation necessitates significant attention should also be addressed to communicating the transient behaviour of the predictions and associated uncertainty. With climate change and sea level rise implying that historical rates of change may not be a reliable guide for the future, enhanced visualisation of the evolving coastline has the potential to improve awareness of this changing risk. This visual content is developed by linking scientific modelling with the transformation of digital elevation models, and then using GIS to integrate other spatiotemporal content. The resulting high-resolution visualisations may meet demands from decision-makers for tools to communicate scientific results more effectively, due to their realism and apparent authenticity. Nevertheless they can also produces a tension with the underlying scientific content because of the necessary extrapolation of extra detail, and the lack of established procedures to communicate the resulting uncertainty in the visualisation. Coastal managers also have concerns about releasing the visualisations to the general public. These issues are explored through analysis of future cliff erosion in Norfolk on the eastern coast of Great Britain.     

基于高斯加权和流形的高保真彩色图像降噪

针对用矢量法对彩色图像进行降噪处理,算法复杂度较高,无法达到实时处理的问题,提出了基于改进高斯加权和自适应流形的高保真彩色图像降噪方法。首先,将彩色图像用非局部均值算法得到高维数据,使用改进的高斯内核对彩色图像进行加权计算;然后,采用抛雪球方法处理这些高维数据,以高斯距离为权值,投影每个像素点的颜色到自适应流形;接着,对流形进行平滑降维,采用迭代法实现图像平滑;最后,收集流形中的平滑值,将平滑值对所有像素进行插值,得到降噪后的图像数据。实验证明,该方法对彩色图像进行降噪处理后,能够很好地保留原图像的细节,不会掺杂周围像素的颜色,算法处理速度较快,能够达到实时处理效果,降噪效果与原算法相比峰值信噪比(PSNR)提高近2.0dB,结构相似度提高了1百分点以上。     

发动机排气歧管热应力分析

应用Fire软件建立排气歧管CFD计算分析模型,模拟计算发动机在不同工况下的温度和换热系数(Heat Transfer Coefficient,HTC).用Abaqus建立热机疲劳分析模型,利用CFD结果中的温度和换热系数作为热机械疲劳分析的边界条件,计算各工况点下排气歧管的温度场和塑性变形等结果,并对结果进行评估,提出相应的改善意见,为后续发动机零部件结构强度开发提供参考,从而大大减少试验开发的工作量和费用,加快开发进度.     

应用有限差分法模拟高炉炉缸侵蚀

现有有限元、边界元方法模拟高炉炉缸侵蚀状况需要对炉缸进行网格划分的前处理,对于自由变动边界问题,这类模型计算十分复杂。应用基于适体坐标的有限差分方法模拟高炉炉缸侵蚀状况：通过求解Possion微分方程建立适体坐标系,将炉缸的不规则边界变换到规则的计算平面上,利用有限差分方法在计算平面上离散并数值求解热传导方程,给出高炉炉缸等温线的数值模拟。该方法计算简单,运行时间短,适合在线实时监测,邯钢7号高炉在线运行表明模型可以动态地跟踪炉缸侵蚀状况。     

流形学习在三维人脸特征降维中的应用*

三维人脸识别是未来人脸识别的新方向,有望解决二维人脸识别的瓶颈问题;但三维人脸特征维数过高又制约了三维人脸识别的发展,特征降维意义重大。首先分析了传统降维算法的局限性和几种主要的流形学习算法,提出了将流形学习应用于三维人脸特征降维的思路,并构建了一个基于流形学习的三维人脸识别框架。     

An erosion model based on velocity fields for the visual simulation of mountain scenery

Visual simulation of natural scenery using computer graphics is an interesting research field with wide applications such as flight simulation and special effects in movies. There have been many studies of fractal techniques that use 1/f noise generated by FFT or the midpoint displacement method as modelling methods for imaginary mountain scenery. These methods are suitable for creating impressive mountain scenes, but they cannot create clear ridge and valley lines, which are notable features of mountains produced by erosion processes. Although a few reports have presented modelling methods that take erosion processes into account, the results have not been satisfactory. In this paper we present a simple ‘quasi-physically based’ method for simulating the topography of eroded mountains based on velocity fields of water flow. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于多智能体的液压集成块智能设计

液压集成块布局设计与油路连通设计是强耦合、弱鲁棒性的设计,而采用自动优化算法又难以保证设计关联和工程设计意图。提出一种基于多智能体的液压集成块智能设计方法,多智能体系统由元件智能体、油路智能体和控制智能体三类智能体组成,元件智能体可实现元件布局的优化调整,油路智能体可进行连通油路的自动创建、内部有效性验证和关联更新,控制智能体用于协调元件智能体与油路特征智能体之间的设计活动及冲突消解方案决策等。三类智能体之间的通信采用黑板模式,通过三者的交互协调,可以实现液压集成块动态关联的智能设计。