压电式弹性梁生理信号传感器的建模、仿真与试验

研究了一种用于检测人体生理振动信号的压电式弹性梁传感器结构及信号传递特性。生理振动信号传递至传感器的表面,通过内部结构,作用于压电膜上,对这个传递过程分别通过二自由度振动系统与欧拉-伯努利梁进行建模,并结合材料力学、振动力学与压电理论,得到了传感器对载荷响应的数学模型。通过COMSOL有限元仿真分析,以及激振器的激励试验,验证了理论建模及仿真分析的正确性。通过实际采集信号与多导仪的对比,验证了信号的有效性。本研究对传感器性能的改进提供了理论依据,有助于算法对信号补偿,获取更准确的心跳、呼吸等生命体征信息。     

基于弹簧质点模型的三维布料仿真

随着游戏、动画、工业等商业领域的快速发展,较多研究者尝试使用计算机模拟真实世界物体形变,其中布料仿真是物体形变研究中的热点和重点。文章是基于欧拉显式积分和Verlet积分在布料模拟中的研究和实现。文章通过对比两种不同积分算法的研究,表明欧拉显式积分所获取的效果更具有真实性,但会出现超弹性现象,而Verlet积分所获取的效果具有稳定性,但存在失真性。当两种算法在布料模拟中的质点数较多时,文章采用通用图形处理器（General-Purpose computing on Graphics Processing Units,GPGPU）计算来弥补算法的不足。     

中心刚体-柔性梁刚柔耦合动力学模型降阶研究

有限单元法被广泛的采用来描述柔性体的弹性变形,然而有限元节点坐标数目庞大,将会给动力学方程求解带来巨大的计算负担.如何降低柔性体的自由度,是当前柔性多体系统动力学研究的一个重要命题.本文以中心刚体-柔性梁系统为例,采用Krylov方法和模态方法进行降价.然后分别采用有限元全模型、Krylov降阶模型和模态降阶模型,对中心刚体-柔性梁进行刚-柔耦合动力学仿真.仿真结果表明,与采用模态降阶方法相比,采用Krylov模型降阶方法只需要较低的自由度,就可以得到与采用有限元方法完全一致的结果.说明Krylov模型降阶方法能够有效的用于柔性多体系统的模型降价研究.     

900 t 移梁机结构有限元仿真分析

为保证900 t 移梁机的作业安全,利用ANSYS 有限元软件建立移梁机整体空间模 型,基于作业工况进行有限元分析。介绍了900 t 移梁机的结构组成、功能特点和作业工况,提 出了移梁机有限元模型的建模原则与方法。结合各种作业工况进行移梁机有限元仿真分析,得到 不同工况下等效应力和结构变形云图,并将仿真计算结果与试验数据进行了对比分析。结果表明, 利用上述建模原则得到的有限元仿真分析结果与试验数据较为吻合。最后分析了个别有限元结果 与试验数据存在偏差的原因。研究结果可为移梁机的设计制造提供借鉴指导。     

基于索-梁结构的斜拉桥非线性振动仿真研究

本文建立了索-梁结构的有限元模型,对斜拉桥线性和非线性振动问题进行研究.首先对结构进行模态分析,发现结构振动表现出全局模态,局部模态以及混合模态,且索梁两者之间固有频率相互影响,对低阶频率影响较大,对高阶频率影响较小.其次,应用有限元软件对索-梁结构的自由振动和强迫振动进行仿真研究.结果表明：整个自由振动过程中频率有先增大后减小的趋势,且最终小于真实频率;在强迫振动中,观察到了丰富的非线性振动现象,包括索的亚谐波共振和内共振,与以往的实验和理论研究结果定性上得到验证;为斜拉桥全桥非线性动力学分析提供参考.     

三维城市道路仿真模型构建

通过对现有城市道路模型的分析,提出了使用ArcGIS软件构建三维城市道路仿真模型。构造了道路几何网络模块、交通检测模块和控制管理设施模块的二维和三维模型。重点介绍了交叉口节点的二维模型建立,以及基于数字高程图得到城市道路的三维模型。最后将该模型应用于微观交通仿真系统中,可以为仿真系统中其它仿真模型提供空间参照、几何模型和逻辑模型,为各类交通行为数学模型提供存储空间和作用空间,为各种程序算法提供调度接口。与其它道路模型比,该模型能更准确、细致地反映道路网的拓扑关系和道路几何条件,从而为交通仿真模型真实地反映路网交通状态奠定了基础。     

索杆梁钢结构施工动力学仿真软件研制

充分利用Matlab功能强大的数学函数库和C＋＋的面向对象特性,采用Matlab和C＋＋混合编程求解索杆梁钢结构施工过程中的柔性多体系统动力学问题．研制基于AutoCAD二次开发工具ObjectARX的三维实体索杆梁钢结构施工过程仿真软件系统,该系统能对各种索杆梁钢结构的施工过程进行仿真计算并给出完整计算结果．     

飞机动力学仿真模型误差分析及调整

飞机动力学模型精确度的高低直接决定了飞行性能的可信性,飞机动力学模型的逼真程度很关键.由于在模型建立及解算过程中采取的种种近似和简化,导致最终建立的动力学模型和飞机实际动力学特性存在一定误差.具体分析了建模过程中的主要误差来源.为解决上述问题,给出了一种弥补上述误差的方法.针对飞机的主要性能指标,通过对影响性能指标的可调整参数进行适当的调整,有效缩小了动力学模型和实际之间的误差,提高了动力学模型和实际飞机动力学特性之间的吻合程度.     

基于线上-线下超网络模型的舆论演化仿真分析

目前在舆论演化模型及其动力学规则的研究中大多数都没有考虑线下网络,导致其无法真实反映舆论传播过程。为解决上述问题,首先利用线上-线下社交网络映射方法得到线上-线下社交网络拓扑结构;然后构建线上-线下超网络模型,集成舆论事件态势信息形成舆论演化仿真环境;最后,利用传播学原理制定线上-线下超网络模型动力学交互规则,进行舆论动力学仿真。将提出的模型用于事件实例分析,仿真结果与舆论事件实际发展情况之间的余弦相似度达到0.99,平均差值为1%。实验结果表明,所提出的模型取得了比其他方法更好的仿真效果,验证了线上-线下超网络模型和舆论动力学交互规则的正确性和有效性。     

平行梁式电容传感器力学性能的仿真与分析

针对S型平行梁式电容称重传感器参数结构设计问题,运用有限元软件ANSYS Workbench对平行梁式弹性体结构进行参数化模拟仿真,基于二次多项式曲面拟合建立其结构力学性能与主要结构参数的函数关系,并通过算例分析验证了拟合公式的有效性。研究表明,拟合公式对复杂仿真计算后的结果有很好的近似,能更好的反应实际情况,公式结构更加简洁,具有较快的收敛速度、较高的精度和较好的推广能力,有利于准确实现平行梁式电容称重传感器结构参数设计。     

波束方向探测技术的注入式仿真系统验证

这篇文章主要介绍采用功率探测仪方式的注入式仿真系统对波束方向地面探测试验系统进行验证的系统设计和软、硬件控制与实现;通过向注入式仿真系统输入模拟目标星在不同位置发射的信号功率,以及目标星在平台坐标下的角度和位置信息,一方面确定地面探测试验系统技术方案的可行性和检测相关设备的性能,另一方面验证对目标星发射天线主波束方向的探测是否满足精度要求;通过仿真试验证明该注入式仿真系统不仅使用方便、节约成本,而且通过控制相关仪器设备能够准确记录地面探测试验系统对目标星仿真数据的计算信息,进而实现验证。     

Finite Element Simulation of Three-Dimensional Free-Surface Flow Problems

An adaptive finite element algorithm is described for the stable solution of three-dimensional free-surface-flow problems based primarily on the use of node movement. The algorithm also includes a discrete remeshing procedure which enhances its accuracy and robustness. The spatial discretisation allows an isoparametric piecewise-quadratic approximation of the domain geometry for accurate resolution of the curved free surface. The technique is illustrated through an implementation for surface-tension-dominated viscous flows modelled in terms of the Stokes equations with suitable boundary conditions on the deforming free surface. Two three-dimensional test problems are used to demonstrate the performance of the method: a liquid bridge problem and the formation of a fluid droplet.     

Nonlinear Strain Measures,Shape Functions and Beam Elements for Dynamics of Flexible Beams

In this paper, we examine several aspects of the development of an explicit geometrically nonlinear beam element. These are: (i) linearization of the displacement field; (ii) the effect of a commonly adopted approximation for the nonlinear Lagrangian strain; and (iii) use of different-order shape functions for discretization. The issue of rigid-body check for a nonlinear beam element is also considered. An approximate check is introduced for an element based on an (approximate) intermediate strain measure. Several numerical examples are presented to support the analysis. The paper concludes with a discussion on the use of explicit nonlinear beam elements for multibody dynamics simulation.     

波束控制系统测试仿真平台设计研究

相控阵雷达波束控制系统的主要功能是实现对天线扫描波束的控制,在天线阵面的研制过程中,需要对波控系统及TR单元性能进行测试。本文介绍了一种用于波束控制系统的测试仿真平台的设计,并结合硬件技术、网络技术、自动测试技术及软件技术实现了该测试仿真平台。     

自由曲面前照灯近光配光的计算机仿真分析

汽车前照灯防眩日技术是影响汽车行驶安全的一个关键技术,同时,它又是一个目前尚未很好解决的世界难题。该文分析了自由曲面前照灯的发展背景,阐述,ECE法规对前照灯近光配光的要求,对光线追踪原理进行了理论探讨。利用ReflectorCAD软件反求出了自由曲面反光镜的三维模型,然后,通过TracePro软件建立线光源的仿真模型,对光线进行追踪,最终仿真出了自由曲面反光镜在25m外配光屏上的实际配光效果。     

A Perturbation Method for Dynamic Analysis and Simulation of Flexible Manipulators

This paper presents a perturbation method for the dynamicsimulation of flexible manipulators. In this method thevibrational motion of the manipulator is modeled as a first-orderperturbation of the nominal rigid link motion. For that purposethe flexible dynamic model is split into two parts. A rigidifiedsystem describes the nominal rigid link motion of themanipulator. A linear system linearized about the nominaltrajectory describes the vibrational motion. These equations arecomputationally more efficient than the non-linear dynamicequations and offer more insight in the dynamic phenomena of thesystem. The method is based on a full non-linear finite elementformulation which treats the general case of coupled largedisplacements motion and small elastic motion. A planar one linkmanipulator and a spatial two link manipulator with flexiblelinks are used for case studies. A comparison is made between thenon-linear and the perturbation analyzes. The perturbation methodappears to be a very efficient approach for dynamic analyzes offlexible manipulators and yields accurate results even forsystems with low frequency elastic modes.     

基于仿真预案的柔性仿真构建

随着仿真应用的进一步深入,仿真快速开发和集成的需求越来越大。仿真的柔性构造不仅可以缩短仿真开发周期,提高效率,而且还可以提高仿真系统的可维护性和可扩充性。该文介绍了一种基于仿真预案的柔性构建方法,分析了它的基本构建思想,并给出了具体的构建算法。     

嵌入式操作系统RTX51 Tiny的分析及应用

在嵌入式开发中，嵌入式操作系统的应用是重要的一环。文中对一种适用51单片机的实时多任务操作系统——RTX51 Tiny进行应用。首先从任务管理和内存管理的角度来分析该操作系统，在此基础上，用C语言编写应用程序traffie。应用实践得到以下结论：该操作系统的应用程序启动简单，没有操作系统的启动过程；短小精悍，代码不足50行；运行可靠，仿真、硬件运行结果充分证实了这一点。从而得到RTXSI Tiny操作系统对任务和堆栈管理的有效性及其代码精简和运行可靠的基本特点。