基于曲面表达的几何特性计算及其在船舶工程中的应用

船舶静力性能计算中主要涉及到与水线面、横剖面、排水体积和舱容等相关的几何特性计算,在阻力和适航性等性能计算中还要对湿表面积进行计算,以便在设计阶段对船体外形的优劣进行评估和分析,为线型的进一步优化提供依据.为了更精确地计算相关的船舶性能,文章提出了基于曲面表达的相关2D或3D几何体几何特性计算新方法.该方法首先将所表达的曲面离散成四边形或三角形单元,将空间区域分割成若干广义棱柱,再通过四边形、三角形和广义棱柱的几何特性的组合,分别计算界定平面、曲面或空间区域的几何特性.对解析曲面进行NURBS表达,对其截面积、局部表面积和体积及几何特性进行计算,其结果与解析法计算的精确解非常接近.将该方法具体应用于实船的相关计算,结果表明了其可行性、合理性和精确性.     

临近空间目标光谱特性建模及仿真

针对临近空间飞行器提出了一种建立目标光谱特性模型的实用方法。通过对目标进行几何建模,提取面元参数;采用建立面元坐标系的方法计算各面元的方位坐标参数;基于电磁理论,分别采用Davies模型和Planck黑体辐射公式分析了目标面元的散射和辐射特性,从而建立了目标在可见光和近红外谱段的光谱特性模型。研究结果表明,该方法具有较好的有效性和适用性,其结论能够为观测谱段的选择提供数据支持。     

应用单参数曲面族包络面理论计算和分析空间凸轮机构

应用单参数曲面族包络面理论计算和分析空间凸轮机构,具有几何直观性强、计算精确度高、易于通过计算机实现分析计算等特点,本文应用该理论建立了摆动从动杆圆锥凸轮机构空间廓面方程的解析表达式,推导出凸轮机构压力角、廓面主曲率几何特性参数的计算公式。实际应用表明,本文的方法,计算结果正确并有利于空间凸轮机构ＣＡＤ／ＣＡＭ软件的开发。     

空间目标红外辐射图像仿真研究

介绍了大气层外空间目标动态红外图像仿真的实现.对空间目标进行了几何建模.在此基础上,着重研究了空间目标的红外辐射特性,建立了空间目标外表面的红外热辐射模型,并将计算结果量化,形成灰度值.最后,利用计算机图形学的方法生成了空间目标红外图像.     

海水对高斯激光脉冲的空间扩展效应研究

对传统半解析Monte Carlo方法进行改进,利用修正的Henyey-Greenstein函数表示海水散射相位函数,计算了高斯激光脉冲在水下的空间扩展分布.由于传统采用光学厚度的归一化方法不能较好地反映海水介质散射的非各项同质性,文章提出了一种新的归一化数据分析方法,利用介质的有效散射厚度τd代替光学厚度D.计算结果表明,在不同海水深度、不同海水条件下的光束空间扩展分布具有同样的形式.在不同海水散射特性和目标通信深度条件下,如果有效散射厚度τd相同,则激光光束的水下空间扩展分布基本相同.     

导弹目标散射特性研究

本文研究一种重要的军用目标——导弹的后向散射特性。采用几何绕射理论(GTD)、等效环流法、物理光学以及几何光学等综合方法,并计入目标各部分散射场间的相对相位,比较精确地计算导弹目标的散射场。利用常规测试设备,在室外进行测量。理论计算与测量结果比较一致。     

高斯求积在三维分布源法中的应用

三维分布源法广泛应用于各种海洋结构物的波浪载荷计算 .其中格林函数及其空间导数沿面元的积分和面元上流体力的计算是十分重要的 .首先阐述了基于四边形面元几何特性的二重高斯型求积公式 .接着讨论了如何应用这一公式计算三维分布源法中面元中心诱导速度和面元流体力积分 ,给出了相应的算例 .实际数值计算结果表明 ,在三维分布源法中面元诱导速度及流体力数值计算中采用 2× 2高斯积分 ,一般可以兼顾到计算精度和计算效率两方面的要求 .     

透视图中柱面镜反射成像点的一种求解方法

主要研究透视图中空间形体在柱面镜中虚像的几何原理及计算方法，并利用几何光学原理，通过解析的方法求出柱面反射镜成像点的坐标，为计算机图形学的应用提供了一条理论依据。     

有效折射率法分析复合结构波导的传输特性

针对具有多层介质和多导体的复合结构波导传输特性的复杂性,采用有效折射率法分析了波导传输特性与几何尺寸之间的关系.数值分析了一种具有复合结构的铌酸锂电光式调节器的传输特性,给出了其有效折射率随几何参数的变化规律.通过与实验结果的比照,验证了有效折射率法分析复合结构波导传输特性的有效性和正确性.有效折射率方法是一种解析近似法,比严格的解析方法简单易行,可用于分析横截面尺寸远小于微波波长的各种波导的性质.     

基于单目视觉的空间定位算法

为解决基于单目视觉的像机空间定位问题,基于射影几何原理,提出了一种利用特殊标志点的空间几何信息和光学像机实现像机与标志点的相对位姿测量,进而推算像机的空间坐标位置的方法.该方法避免了计算过程中对每帧图像都进行复杂的非线性解算,而利用像机与标志物间一种特殊姿态即正视投影作为连续位姿计算的起点和初始值,利用帧间约束来进行后续帧的位姿跟踪计算,达到既保证计算精度,又减少计算量的目的.在试验和实际应用中均取得良好效果.     

目标红外热像的等效辐射-汇聚法数值模拟

为得到红外成像阵列面上的目标辐照强度分布,提出等效辐射-汇聚法.将目标红外成像过程分解为目标表面辐射场的产生和空间传输与红外系统中的汇聚成像两个阶段.采用蒙特卡罗法模拟目标表面的等效辐射形成及其向红外系统的传输过程;利用光学成像位置和光强变换关系确定目标任意点的成像方位及汇聚到成像点的辐照强度.以SDM标准飞机模型为对象,采用该方法模拟获得了不同探测角度下的红外热像,并与从红外成像阵列面发射光线的反向蒙特卡罗方法进行了计算效率的对比.计算结果表明:对于单个探测方位,等效辐射法与反向蒙特卡罗的计算效率相当;而对于多个探测方位,由于目标等效辐射(或辐射传递因子)的独立性和可复用性,相对于反向蒙特卡罗法,等效辐射-汇聚法能够提高计算效率,更便于工程应用.     

基于ConvLSTM的空间进动锥体目标HRRP序列预测

宽带雷达对空间进动锥体目标进行持续探测能够形成高分辨距离像（high resolution range profile,HRRP）序列。HRRP序列携带空间进动锥体目标的空间几何信息和运动规律等信息,是进行目标关联跟踪和分类识别的重要依据,因此研究空间进动锥体目标的HRRP序列预测具有重要意义。卷积长短时记忆（ConvLSTM）网络将CNN和LSTM二者的特点有效结合,能够充分挖掘HRRP序列的空间和时间特性,完成对HRRP的预测。本文基于空间锥体目标的进动模型建立了多种尺寸、运动速度和运动方向等不同参数的HRRP序列数据集,并利用此数据集根据HRRP特性设计实现了适用于空间进动椎体目标HRRP预测的ConvLSTM网络模型。为了测试本文设计的ConvLSTM网络预测效果,将ConvLSTM网络与二维卷积神经网络模型进行预测效果对比分析。仿真实验结果表明,ConvLSTM网络预测结果与物理光学法计算得到的HRRP一致性高,皮尔逊相关系数高达0.973 1,平均绝对误差低至0.033 4,相较于二维卷积神经网络预测结果更加准确。证明本文设计的ConvLSTM网络模型能够有效提取HRRP序列的时间和空间特征,实现对HRRP序列的高精度预测。     

异型箱梁桥受力特点分析

分析了异型桥梁的特点及其与普通箱梁在受力特性上的差异,介绍了异型桥梁的空间分析方法,主要包括梁格法、板单元法、实体单元法;以某异型箱梁桥为背景工程,结合相应的空间计算理论,分别采用以上方法对其进行计算分析,得出异型桥梁在外力荷载及预应力荷载作用下的受力特点,为设计者提供参考.     

基于模拟目标技术的潜望式光学瞄准镜实战化训练系统

为解决某武器系统潜望式光学瞄准镜操作的实战化训练问题,根据瞄准镜战术技术特点及战场目标特征,基于嵌入式仿真框架,通过构建目标光学特性模型,拟合目标运动轨迹,封装目标在典型场景中的特征信息等模拟目标技术,给出了依托实际装备与模拟目标开展实战化训练的方法,实现了训练场景与其中的模拟目标和潜望式光学瞄准镜装备的无缝链接.应用...     

互补增强式空间运动目标高精度检测与分割

针对空间监视系统中的运动目标自主高精度的检测问题,提出一种显著性计算与光流检测互补增强式算法.以mean shift初检结果为导引,通过显著性区域检测与光流检测的互补增强而实现空间运动目标的高精度检测.首先通过梯度信息和频率调谐滤波的互补方式分别计算整幅图像和mean shift分割后各个分块区域的显著性,再以整幅图像显著性均值为参考,确定合理的阈值以检测候选目标;与此相并行,也采用光流计算及相应的阈值检测方法获取候选目标.进而通过对显著性计算与光流检测分别得到的两个不同候选目标分布图的合取运算进行目标确认,最后再辅之以形态学滤波使确认目标得以增强,从而实现空间运动目标的高精度检测与分割.研究结果表明,在无需知道任何场景和目标先验信息,也无需人工干预的条件下,所提算法能够有效实现空间运动目标的精确检测和分割,对光照变化和噪声干扰也有很强的适应能力.     

管道中沿任意不平整体的压力分布

本文应用有限解析法和拟合坐标变换法,对管道中的弓形不平整体的最小压力系数进行了计算,结果与实验值符合得比较好。同时也对任意形状的不平整体最小压力系数进行了计算。     

基于LWVD的机动目标ISAR成像新方法

为了提高机动目标的逆合成孔径雷达(ISAR)成像质量,提出了基于LWVD(L-Wigner-Ville分布)的机动目标ISAR成像新方法,通过计算回波数据不同距离单元的LWVD,得到不同时刻目标的瞬态ISAR像.与已有的时频分布相比,LWVD的时频聚集性进一步提高,而且对于多分量信号不存在交叉项干扰,计算简单,仿真数据结果验证了本文方法的有效性.     

Gain-Scheduling H∞ Autopilot Design for Tactical Missiles with Variable-Swept Wings

It is very important to determine the magnetic object location using the magnetic anomaly. This paper presents a method for determined the magnetic object location using the geomagnetic field intensity. The magnetic object center position can be obtained by the amplitude of the analytic signal( AS) of geomagnetic total intensity. The vertical distance can be obtained by the value of magnetic anomaly on center position. But the vertical distance from measuring plane to magnetic object is not relatively precious because of not eliminating the geomagnetic normal field in the calculation process. The method of modeling geomagnetic normal field in small space is proposed based on Taylor polynomial. The impact of geomagnetic variation field for the precious of model is analyzed. Through the measured data and the model data,total intensity magnetic anomaly on the measuring plane is obtained which is used for calculating the vertical distance of magnetic object by calculating model. The experimental tests have been conducted on open field on the campus of Harbin Engineering University. The results show that the calculated results and real values match perfectly using this method.     

基于MATLAB的空间桁架梁的内力分析计算

针对空间桁架梁杆件多、载荷工况复杂、计算量大、内力图多等特点,运用节点法总结并归纳出桁架梁的各个杆件的内力计算递推公式,并用MATLAB软件进行了仿真计算。该方法是根据推导出的计算公式,运用数学变换来建立空间桁架梁数学模型,确定变量之间的函数关系,分步编制弦杆和腹杆的内力计算程序仿真输出数据和图形。通过仿真得到桁架梁的各杆件在不同的载荷组合工况下的受力情况,找出在最不利工况下的受力杆件,为结构的轻量化研究提供理论基础。     

Curing Behaviour of MUF Resin in the Presence of Less Desirable Wood Material

In order to investigate the effect of different wood species on the curing of MUF resin,DSC spectroscopic analysis and a new procedure are used, an important component in wood composites manufacturing. The MUF resin is synthesised with an initial weak acidic condition. The final molar ratios of F /( M+U) and M / U are 1. 37 and 0. 32,respectively. Samples are prepared by mixing MUF resin with wood flours from different wood species. The curing behaviour and transformation of chemical groups are analysed by DSC. The curing activation energy of MUF resin generally decreases when the resin is mixed with wood flours due to the influence of wood extracts. When the heat rate is 5 ℃ / min,the relationship between the peak temperature of the MUF resin and p H values or base buffer capacities is observed.