海量地形三维仿真系统的设计与实现

在CTS和Vegaprime软件的基础上,建立海量地形三维仿真系统.收集中国福建省的ETM数据和数字高程模型数据,预处理后利用CTS软件生成虚拟纹理和地形格网,并进行纹理映射.在VegaPrime下引用地形格网和虚拟纹理形成三维的海量大地形场景,并基于MFC环境下实现海量大地形三维仿真系统.通过采用虚拟纹理技术、层次细节模型、大地形数据的组织、地形纹理的映射技术、大地形碰撞检测技术、大地形调度技术,解决了在大区域尺度下海量地形数据漫游的难点.     

一种可应用于分布式仿真的连铸物流仿真系统

介绍了一种可应用于分布式仿真的连铸物流仿真系统,该系统通过模拟连铸各个生产环节、内嵌与物流相关的模型、搭建连铸生产环境,实现了对连铸物流的仿真.还介绍了系统通用性、可作为分布式仿真节点的特点及实现方法,及其在生产过程管理方面的作用.     

地下矿山可视化及最优路径漫游的研究

本文根据现代化矿山安全生产、安全管理要求,提出了建立地下矿山的可视化和漫游技术。针对矿山安全教育与培训、事故应急救援、安全生产、安全管理的组织优化,介绍了VRML对地下矿山系统的模拟以及VRML与Java语言结合,实现最优路径漫游;就当前外三维虚拟场景都仅提供简单的导航功能,提出了将最优路径算法引入到三维场景的思想,将二维平面与三维虚拟场景相结合,实现了三维场景中的最优路径漫游,增加了系统智能型,增强了虚拟场景与用户的交互性。     

基于Unity 3D的井下测量虚拟仿真程序设计

通过3D Max建模软件构建了全站仪、水准仪、三角架等测量仪器3D模型及井下巷道虚拟场景，基于Unity 3D虚拟现实引擎平台进行测量场景的集成，采用C#语言进行系统开发，实现测量仪器模型的交互，具有测量仪器结构认知、井下对中、角度测量、水准测量等一系列关键功能。该系统将虚拟仿真技术与专业实践教学联系起来，构建了虚拟的矿山测量学习环境，为矿山井下测量实践提供了新的途径。     

中厚板轧制操作实时虚拟训练系统中的可视化仿真

可视化仿真子系统作为中厚板轧制操作实时虚拟训练系统的一个重要组成部分,把一次完整的轧制过程作为仿真对象,在对其进行数学建模的基础上,运用OpenGL图形库技术,通过对生产工况、场景进行模拟和再现,实现了轧制过程的可视化仿真。本文重点讨论了该子系统的设计和实现。本系统已在舞阳钢铁公司轧钢厂应用并取得了较好的效果。     

基于SAP的分布式远程信息系统开发与应用

介绍了安钢基于SAP的分布式远程信息系统的开发和应用情况.该系统基于SAP套装软件和MES软件系统,采用SAP ABAP、C#、ORACLE等语言开发,实现了采购、库存、销售等业务的全流程管控,利用VPN技术实现了数据通讯和远程异地办公.该系统经过近一年的运行,取得了良好的效果.     

集中式供电的船舶岸基供电系统

为适应船舶用电负荷容量越来越大场景,高可靠接入和供电是当前大容量岸电电源系统的关键要求。结合工程实际项目,针对大容量岸电电源的高可靠、稳健接入控制策略进行研究,构建了集中式供电的船舶岸电系统。为了实现岸电—船侧供电系统柔性接入和无缝切换控制,研究了基于虚拟发电机的功频、电压下垂控制策略,并进行稳健的功率主导输出。     

基于VRML的金属材料热处理虚拟仿真系统

传统虚拟仿真系统在检测金属材料热处理的过程中容易出现变形,降低了系统的稳定性,为此基于VRML提出金属材料热处理虚拟仿真系统。基于VRML的金属材料热处理虚拟仿真系统应用CAD建模软件和仿真平台硬件系统,通过模拟推演对数据库进行管理和控制,了解金属在热处理中的状态,从而保证系统运行的稳定性。实验证明,基于VRML的金属材料热处理虚拟仿真系统具有较强的稳定性和高效性。     

宝钢2030冷连轧系统仿真

介绍一种冷连轧全过程仿真系统,仿真对象包括优化设定计算机系统、过程控制计算机系统、模拟量控制系统、机械系统及材料形变系统.这是一项多学科的集成,其目的是为不同领域的工程、研究人员建造一个平台,用来开发新产品、研究故障诊断、提高产品质量等.各子系统的开发与运行是基于MATRIXx平台,并可在独立的PC机上运行.整个系统可集中在一台计算机上运行,也可依靠pLUG&SIM平台进行多台计算机协同仿真.另外,基于Flash的动画和基于Altia的虚拟操作台提供了现场的虚拟实景.     

混合选别过程半实物仿真系统

为了满足复杂工业过程控制技术的研究需求,需要建立具有代表性的半实物仿真系统.针对混合选别过程,研发由对象计算机、控制器设计计算机、监控计算机、虚拟执行机构与检测仪表装置和控制系统组成的半实物仿真系统.该系统基于工业控制系统软件开发控制算法,运用MATLAB研发虚拟对象、虚拟执行机构和检测仪表、控制器设计模型,研发了相应的可视化界面.在对象计算机、控制器设计计算机和监控计算机的基础上完成了被控对象机理建模、控制器设计模型参数辨识、控制器设计和控制器性能评价等研究.为复杂控制算法研究进一步工业应用奠定了基础.     

Modeling and Visualization of Underground Structures

Based on the solid modeling, transformation operation and Boolean operation techniques widely available in computer-aided design and drafting system, first, this paper proposed a general modeling method for dynamic underground structure simulation. Then, representations of underground structures, ground, and related information in three-dimensional space were investigated. Some suggestions were put forwarded to improve visualization results, including object organization by layers, thematic viewing, level of detail for object representation, and spatial cueing for useful information. Application examples were given to illustrate the visualization effects. Finally, virtual reality technology was employed in the simulation of the underground structures. By positioning objects using real-time information, picking objects, and then accessing their real world working status through the Internet, the realistic results of a virtual system were further discussed. It has also been found that in order to obtain satisfactory visual results using an inexpensive desktop computer, a virtual reality model must be optimized from the perspective of reducing object complexity as well as efficient scene management.     

基于VR技术的非煤矿山火灾应急培训系统的开发

为了克服非煤矿山矿井火灾传统应急培训方式效果不佳和部分培训内容难以实现的问题,设计了包含项目基本介绍、事故场景体验、人员角色体验和综合考核评价4个子系统的矿井火灾应急培训系统功能框架。利用3Ds Max三维建模软件和Unity3D游戏引擎建立了矿井火灾虚拟场景,通过C#语言脚本编程和HTC VIVE头显设备实现学员与矿井火灾虚拟场景的交互,从而完成了系统的开发,并对系统进行了评估。评估结果表明,VR培训系统的用户体验指标一般是PPT培训的2~4倍,其中沉浸性是PPT培训的22.5倍,培训效果指标一般是PPT培训的1~2倍,说明基于VR技术的矿井火灾应急培训系统的用户体验和培训效果更好。     

COREX熔融还原工艺模拟仿真软件开发

针对COREX工艺开发了模拟仿真培训模型及相应软件。该软件由数值模拟、系统模拟和工艺优化及仿真培训三个大功能模块组成，是采用数值计算和图形用户界面相结合而设计的。该软件除 对COREX工艺数值计算的透明化操作外，还收入了COREX开停炉操作、典型故障及其处理等资料，对操作和管理人员的提前培训提供了虚拟现实环境。     

基于虚拟材料复模量非均匀分布的螺栓连接薄板结构半解析建模

基于非均匀分布的虚拟材料模拟螺栓连接薄板搭接部分的力学特性,其中虚拟材料的材料参数用复模量表示,可直接生成复刚度矩阵以表示搭接部分的刚度及阻尼特性,省却了常规建模中生成结合部阻尼矩阵的步骤,在保证模型精确性的基础上简化了建模流程,以此建立了螺栓连接薄板结构的半解析模型并对其进行了动力学分析。首先描述了建模理念,将虚拟材料分别假定了三种复模量非均匀分布形式模拟螺栓搭接部分的力学特性,提出用反推辨识技术确定虚拟材料储能模量与耗能模量的方法。接着,基于能量法并用正交多项式假定模态,推导了螺栓连接薄板的半解析分析模型,并创新性地给出了求解半解析模型任意锤击点与拾振点处频响函数的公式。最后,以一个具体的螺栓连接薄板结构为对象进行了实例研究,结果表明:用所创建的半解析模型计算出的各阶仿真固有频率与实验测得的各阶固有频率的误差均在5%以内,计算得到的各阶仿真模态振型以及频响函数曲线与实测值均较为接近,从而证明了利用复模量非均匀分布的虚拟材料模拟螺栓搭接部分可有效简化螺栓结合部建模,亦可达到较高的仿真计算精度。      

铝厂通风模拟的虚拟现实研究

针对铝电解厂房的自然通风问题，以东北大学虚拟现实和系统仿真中心的虚拟现实立体投影系统为平台，研究Fluent数值模拟结果的三维立体可视化虚拟显示。在CFD三维立体显示过程中，引入了虚拟现实技术，利用Fluent软件包对厂房的通风状况进行数值模拟和结构优化，其结果经过格式转换等处理导入到VR软件，并借助输入和演示设备，进行人机交互和立体显示，从而实现虚拟现实的功能。该技术解决了Fluent数值模拟的立体显示问题。     

特殊钢大棒材连轧规程的研究

为方便研究特殊钢大棒材的现场生产条件、轧制工艺参数对其在轧制过程中变形、温度、轧制力矩的影响,采用C语言编写源程序、MFC模块编写人机交互界面,开发了特殊钢大棒材连轧规程系统。通过本系统对20CrMnTi齿轮钢大棒材的实际轧制工艺参数进行计算,计算值与实测值进行比较,得出计算值与实测值吻合较好。验证了该系统可以较准确预测轧件在轧制过程中温度、轧制力、轧制力矩和能耗的变化情况,为研究特殊钢大棒材的生产工艺以及质量和组织的控制提供可靠的工艺参数。     

Distributed Augmented Reality for Visualizing Collaborative Construction Tasks

Augmented reality is a visualization method in which virtual objects are aligned with the real world and the viewer can interact with the virtual objects in real time. In this paper, a new methodology called distributed augmented reality for visualizing collaborative construction tasks (DARCC) is proposed. Using this methodology, virtual models of construction equipment can be operated and viewed by several operators to interactively simulate construction activities on the construction site in augmented reality mode. The paper investigates the design issues of DARCC including tracking and registration, object modeling, engineering constraints, and interaction and communication methods. The DARCC methodology is implemented in a prototype system and tested in a case study about a bridge deck rehabilitation project.     

基于VR技术的矿山冒顶片帮事故教学培训

为了提高非煤矿山冒顶片帮VR培训效率,基于Unity3D、3DMax和Visual Studio 2019软件开发了包括预培训、隐患岩块识别培训和灾害现场逃生培训3个模块的矿山冒顶片帮事故教学培训平台.该平台采用虚拟教练进行示范性教学,指导受训者识别、清理隐患岩块和完成灾害现场逃生,并将虚拟教练培训与传统UI文字培训的...