基于网格的球面上等距线的构造方法

构造曲面上曲线的等距线是计算机辅助几何设计中一个重要的工具,鉴于已有的等距线构造方法会产生局部无效环,为优化上述问题,提出了一种新的球面上曲线的等距线构造方法.利用球面三角化技术将球面分割成多个三角片;并将球面与某一空间隐式曲面求交,求得的交线作为球面上的基曲线,用逐步递增求等距的方法,求出球面基曲线的等距线.在逐步递增求等距的过程中能消除局部无效环.仿真结果表明,方法能快速有效地构造球面上曲线的等距线,达到理想的效果.     

圆环面/球面求交算法

将圆环面看成中心在大圆上的一族圆,从而将球面／圆环面求交的问题转化为球面与一族圆的求交问题,该算法不需要跟踪交线,首先利用点圆最近距离的理论,直接判断是否无交、相切于一点、交于一个圆或交于两个圆等简单的情况;其他情况下,通过求解关于圆环面大圆的参数的一元四次方程的根,然后对该参数区间[0,2π]进行划分,并通过简单的符号判断来确定有交的参数子区间,在这些有交的子区间上直接给出所有交曲线段的参数表示形式。     

球面坐标下的凸组合球面参数化

球面参数化是一种应用价值很广的几何参数化方法.对于封闭且亏格为零的三角形网格,该文提出了一种新的球面参数化方法.通过引入多个球面坐标覆盖,在球面坐标系下,用凸组合方法,得到了接近线性的球面参数化求解方法.与已有的直角坐标系下的凸组合参数化方法相比,该文所提出的方法大大降低了求解方程组的非线性程度,因此求解时间大幅度降低.此外,还避免了直角坐标系下求解的多种退化情况.最后,给出了实验结果,并对凸组合球面参数化中存在的几个问题进行了讨论.     

基于改进球面透视投影的鱼眼图像畸变校正方法

针对传统的球面透视投影计算量大、校正过程繁琐的问题,对主视图投影半径进行 改进,以提高校正效率。首先采用Hough 变换圆检测法求得鱼眼图像像主点和半径,并以一条弧 线经过球面透视正向投影后拟合直线的相关系数作为评价指标,求得最优投影球面半径后校正鱼 眼图像主视图;在此基础上提出一种新的2D 校正法——扇区映射法,该方法从主视图边界在鱼 眼图像中的投影轨迹出发,在极坐标中直接对鱼眼图像进行映射,得到校正后的周围视图。两个 实例结果验证了所提方法的有效性与可行性。     

螺旋锥齿轮球面渐开线齿面形成原理及推论

从螺旋锥齿轮的精确齿面形状出发,详细地论述了球面渐开线齿面的基本 组成。基于球面渐开线理论在螺旋锥齿轮方面已取得的研究成果,分析并总结其特点与不足, 提出了螺旋锥齿轮的球面渐开线齿面形成原理。并对球面渐开线齿面形成过程中的关键环节 产形线、工作齿廓和球面渐开线齿面的基本方程进行了推导和论述,为其设计及加工提出了 一些方案,以便为螺旋锥齿轮的研究提供理论基础和思路。     

三维装配约束推理的球面几何和球面机构法

分析了装配姿态约束和位置约束的可解耦性,提出求解姿态约束的球面几何和球面机构法.将姿态约束的组合分为可操作和不可操作的情形,可操作的情形利用简单的球平面中平移、旋转和刚性变换推理,快速地判定冗余约束和求解约束;不可操作的情形利用球面四杆机构求解.该方法具有很强的几何解释性和可操作性,降低求解复杂度.该方法在自主研发的CAD浏览器系统InteVue中实现.     

一种改进的基于微分方程的曲面求交跟踪算法

参数曲面求交是计算机辅助几何设计领域中的关键技术之一。针对传统跟踪算法 中曲面求交的漏交和法向共线点处难于处理的问题,提出一种改进的基于微分方程的跟踪算法。 首先选择边界点和拐点作为跟踪的起点,解决了漏交问题。并采用基于交线微分形式的跟踪公 式计算后继交点,解决了法向共线点处难于处理的问题。最后利用牛顿迭代得到精确交点。该 算法不仅正确地跟踪到交线的每个分支,而且易于处理法向共线点处的跟踪,不遗漏关键点, 解决了传统跟踪法在法向共线点处交线不连续的问题。与传统跟踪法对比,其鲁棒性和稳定性 更强,精度更高且收敛略快,适用于求解任意参数曲面求交问题。     

用球面向量法解机械手逆运动学问题

本文首先介绍球面向量理论。在以点O为原点的所有右手坐标系的集合与以O为中心的单位球面上的所有球面向量的集合之间存在一一对应的关系。从而坐标系的旋转变换等价于球面向量在单位球面上的运动。通过解球面向量三角形即可达到研究坐标系旋转变换的目的。球面向量法是与“旋转矩阵法”和“旋转向量法” (即,四元数法)完全不同的一种新方法,不仅可以用来建立机械手运动学方程,而且特别适用于解逆运动学问题。本文介绍了如何用球面向量法解机械手运动学问题,并给出了几种适于常见机械手的具体解法。     

双球面投影几何可量测全景模型的构建

针对全景影像难以提供空间度量的问题,提出一种基于双球面投影几何的可量测立体全景模型构建方法.该方法依据球面全景投影关系与多视几何原理,采用对应变换与本质变换求取旋转及平移参数,并推导出双球面核线约束;在此基础上,建立起双球面投影几何的立体全景模型,解决了球面全景的量测问题.实验结果表明,文中方法可使全景影像在真实呈现户外场景的同时,提供满足一定应用需求的量测分析功能.     

基于四元数的球面太阳跟踪装置位置反解

在太阳能转换设备中应用太阳跟踪装置可以有效地提高太阳能的利用率。文章运用四元数法对球面三自由度并联机构太阳跟踪装置进行数学建模,解出各个运动副相应位置;然后根据几何关系建立约束方程,求解出球面三自由度并联机构太阳跟踪装置的位姿,进而得出根据太阳在天空中的方位改变该跟踪装置的输入角度,实现该跟踪装置对太阳的实时跟踪。四元数法在解决球面机构问题时具有简便易行、计算量小等特点,这对于实现该跟踪装置跟踪太阳进行角度的实时调整,以最大限度地利用太阳能有一定意义。     

Do blending and offsetting commute for Dupin cyclides?

A common method for constructing blending Dupin cyclides for two cones having a common inscribed sphere of radius r>0 involves three steps: (1) computing the (−r) -offsets of the cones so that they share a common vertex, (2) constructing a blending cyclide for the offset cones, and (3) computing the r -offset of the cyclide. Unfortunately, this process does not always work properly. Worse, for some half-cones cases, none of the blending cyclides can be constructed this way. This paper studies this problem and presents two major contributions. First, it is shown that the offset construction is correct for the case of ≠−r , where is the signed offset value; otherwise, a procedure must be followed for properly selecting a pair of principal circles of the blending cyclide. Second, based on Shene's construction in “Blending two cones with Dupin cyclides”, CAGD, 15 (1998) 643–673, a new algorithm is available for constructing all possible blending cyclides for two half-cones. This paper also examines Allen and Dutta's theory of pure blends, which uses the offset construction. To help overcome the difficulties of Allen and Dutta's method, this paper suggests a new algorithm for constructing all possible pure blends. Thus, Shene's diagonal construction is better and more reliable than the offset construction.     

用正交配置法求解搅拌槽液相吸附动力学模型──以权函数数ω(x)=1和球形吸附剂为基础

用正交配置法求解了球形吸附剂在搅拌槽中的液相吸附动力学模型，并构造出权函数ω（x）＝1时配置点数从1至20且适用于球体对称性问题的正交配置系数表，同时还讨论了权函数对收敛速度和粒内吸附量分布的影响．结果表明，对于文中所讨论的搅拌槽液相吸附，若用低次正交多项式求解，则对大部分吸附过程，权函数为ω（x）＝1－x2时的收敛速度比权函数为ω（x）＝1时的更快；而仅在吸附初始阶段，后者的收敛速度才比前者的更快．与权函数ω（x）＝1-x2时一样，矩阵A和B具有各行元素之和等于零的特性，而矩阵W具有各个元素之和等于形状因子之倒数的特性．     

信息系统硬件资源需求测算方法

信息系统硬件资源作为支撑企业信息业务的基础设施,其容量的准确测算对于信息系统的建设、运行以及扩容具有重要意义;目前信息系统硬件资源容量测算方法主要有TPC,SPEC,SAP基准测试,Linpack以及RPE2等;研究表明,这些方法有一定的通用性,但在反映系统运行的实际性能指标等方面仍有不足,导致企业在信息系统建设过程中普遍缺乏合适的硬件资源容量评估与配置方法,造成信息化建设成本增高或资源浪费;为解决这一问题,通过对实际信息系统进行性能测试,基于实测数据,运用拟合方法和灰色关联方法对系统的硬件资源容量的关键参数进行分析,建立硬件资源容量评估与测算模型,从而对资源需求和性能指标进行较为准确的量化测算;算例表明,所建立的模型正确有效,具有一定的工程应用价值;运用该方法结合企业信息系统实际,建立适合企业自身特点的测算标准,帮助企业在硬件资源配置中明确需求,确定选型,降低采购成本,达到避免浪费的同时满足业务需求的目标。     

A new learning algorithm with reference-following variables

A learning algorithm is presented for the learning of neural networks, in which the learning trajectory is convergence without any over-learning by changing of topological construction of the algorithm near any local minimum points of learning error. Became the topological construction is not convergent for some functions by usual BP method near some local minimum points, there is an over-learning phenomenon. To avoid the over-learning phenomenon, reference-foUowing variables are used to change the topological construction of this algorithm. The theoretical analysis and the simulation results indicate that the proposed method is simple and useful.     

Evaluation of sphericity error from coordinate measurement data using computational geometric techniques

The measurement data of a spherical component can be obtained from inspection devices such as coordinate measuring machines (CMMs). The sphericity error is evaluated from such coordinate data based on the minimum circumscribed sphere, the maximum inscribed sphere and minimum zone spheres. Appropriate methods based on the computational geometry have been developed to establish these assessment spheres. The present methods start with construction of 3-D hulls. The 3-D convex outer hull is established using the computational geometric concept presently available. For establishing a 3-D inner hull, a new heuristic method is suggested in this paper. A new concept of 3-D equidistant (ED) line is introduced in the present method. Based on this concept, the authors have constructed 3-D farthest and nearest equidistant diagrams for establishing the assessment spheres. Algorithms proposed in the present work are implemented and validated with the simulated data and the data available in the literature.     

基于落滚法则的球团矿生球堆积改进模型

针对球团矿生产过程生球堆积排列对球床渗透率、表面积等物理特性的影响,根据由实际物理现象抽象出的“落滚法则”,考虑生球球体塑性变形和生球粒度分布,建立了球团矿生球顺次累加堆积的改进数学模型.对于不同的堆积高度和生球粒度分布进行了生球堆积模拟,并对球床的空隙率、渗透率和单位体积表面积进行了精确计算.仿真结果表明该模型符合实际生产过程,为球团矿生球干燥和烧结过程精确模型的建立奠定了坚实的基础.     

基于工作过程的《网站编程》课程开发

阐述了基于工作过程的《网站编程》课程开发,探讨了依照网站建设的工作过程,将教学内容进行选取与组织的方法。通过基于工作过程的教学设计,可以突出课程的职业性,提高学生综合能力。     

基于SPH算法的钢球高速撞击肥皂数值仿真

运用光滑粒子流体动力学分析方法,对钢球高速侵彻肥皂靶标进行了数值仿真分析。建立了钢球与肥皂高速撞击数值计算模型,运用侵蚀接触算法,求解了高速钢球侵彻肥皂的动力响应时间历程,获取了钢球侵彻肥皂靶标的侵彻深度与投射物速度关系图和瞬态Von—Mises等效应力云图,分析了高速碰撞过程及碰撞过程中空腔的形成和变化情况,并与实验结果及Lagrange数值仿真结果对照,计算结果具有良好精度,表明运用SPH方法能够较好地描述高速撞击现象。文中的研究表明,SPH技术是开展创伤弹道研究的有效手段。     

重大项目协同监管信息系统指标体系构建研究

旨在研究建立一套符合我国国情的、贯穿整个项目管理周期的完整严格的量化重大项目协同监管指标体系.通过建立重大项目稽察协同监管全过程监测评价概念模型,提出了重大项目协同监管共性指标体系构建方法以及行业性指标构建思路.据此向监管部门提供项目全过程动态信息,以提高监管的有效性、精确性和客观性;对促进政府投资项目建设规范管理,维护经济建设秩序,提高政府资金使用效率,以及宏观经济决策等能发挥积极作用.     

Computational science and scientific method

The process of constructing mathematical models is examined and a case made that the construction process is an integral part of the justification for the model. The role of heuristics in testing and modifying models is described and some consequences for scientific methodology are drawn out. Three different ways of constructing the same model are detailed to demonstrate the claims made here.