基于方向谱的海浪三维数值模拟

为进行海面视景仿真,对基于方向谱的海浪三维数值模拟方法进行了研究.采用Gerstner波对海浪模型进行了建模,并增加陡度控制参数控制海浪波形,总结了常用的海浪谱和方向扩展函数,分析了波浪立体观测计划(SWOP)和Donelan方向扩展函数之间的异同,采用PM谱和Donelan方向扩展函数构成的海浪方向谱,进行了海浪的三维数值模拟.结果表明,该方法仿真效果逼真,具有较高的应用价值.     

基于快速Fourier变换三维海浪建模方法研究

提出了基于海浪谱的快速Fourier变换的大范围深海场景的建模方法.针对海浪三维结构上的缺陷,计算出用于水面网格变形的顶点三维数据,还计算出用于水面光照计算的表面法向量和切向量,将得到的高度场数据平铺到可见区域的网格上,以模拟出整个可见海面的波浪效果.该方法能够区分杂乱的海浪细微轮廓,可以很好的完成海浪的三维模拟,最终改进了三维海浪仿真的真实感和清晰度,达到了令人满意的效果.     

基于OpenGL的远海岛礁海浪模拟

远海岛礁海域不同于大陆沿海海域,对其进行仿真模拟时,需充分考虑其特殊性.针对P-M谱不适用于复杂环境海浪模拟的问题,通过加入岛礁因子,对原有算法进行改进.通过分析岛礁海域附近可能发生的折射、绕射等现象,以Gerstner波为原型进行环岛海浪模拟,并为其设置触发条件.最终依据波的线性叠加原则,将改进后的海浪谱与环岛海浪进行叠加,建立了完整的海浪模型,并利用OpenGL开发工具和Microsoft Visual Studio实现了整个远海岛礁海浪模型的三维仿真模拟.仿真结果表明,岛礁因子的加入使得P-M海浪谱可以更好地适应于岛礁地形,整体模拟效果具有较好的实时性和真实感.     

基于LabVIEW的手术机器人虚拟仿真平台设计

为了清晰地观察手术机器人的运动状态,文中提出了一种基于LabVIEW的3D虚拟仿真平台构建方法。该方法将图形化编程软件LabVIEW作为构建平台,结合SolidWorks机械建模、LabVIEW的GUI前面板、三维显示控件以及LabVIEW Robotics工具包搭建了可视化程度高、模型效果逼真的手术机器人3D虚拟仿真平台。针对文中设计里自主构建的从手机械臂和主手操作台,详细讲述了虚拟仿真平台的构建过程,并且使用算法实现了手术机器人在主从控制系统中的实时参数控制。最后结合MATLAB对手术机器人末端位置运动进行测试对比。测试结果表明轨迹路径一致,可以通过该方法实现对手术机器人的虚拟仿真平台构建。     

基于3DS Max 与OpenGL的机械臂仿真与控制

阐述了在以Vc＋＋6．0为平台的基础上，利用3DSMax与OpenGL对机械臂进行可视化三维仿真的一种方法。为满足蒸汽发生器六轴机械臂检修控制系统的要求，建立一个多功能的实验仿真平台。一方面从正解、反解两个方面对机械臂进行了运动学分析，从而实现了机械臂的各轴在多种控制下的运动；另一方面将OpenGL与3DSMax相结合建立系统模型，给出机械臂在空间运动与抓顶的三维动画实现过程。实验结果证明仿真平台在实际工程中具有一定价值。     

基于OpenGL的海面场景模拟

研究海面场景的三维模拟技术。针对军事试验中对海面场景的需要,从分析海浪的物理模型出发,分析和研究基于海浪谱的海面建模方法,选取Pierson-Moskowitz海浪谱,利用具有平台独立性的OpenGL图形库对海面场景进行模拟,快速实时有效地的模拟了,不同风速下的海面场景。     

动态海面红外视景仿真研究

动态海面红外视景仿真在战场红外视景重构以及红外跟踪制导装备研究方面有着极其重要的作用.为提高海面红外仿真效果,采用Gerstner波进行海浪波面建模,采用基于PM谱和SWOP方向扩展函数的海浪方向谱进行波面参数计算,根据海面辐射特性进行海面红外辐射效果模拟,实现了动态海面高逼真度红外视景仿真.仿真结果表明,该方法符合实际情况,具有较高的应用价值.     

基于DSP并行架构的海浪模拟系统设计与实现

大面积的海浪模拟存在计算量大、计算效率低、容易对计算机造成内存不足等特点。根据海浪模型的特点提出了结合DSP并行系统进行计算的方法。介绍了各DSP分别计算小区域海面,再进行边缘缝合,最后拼接成大面积海面的方法设计。从计算机图形学的边缘缝合提出了通过海浪高度矩阵的边缘计算方法。详细说明了系统的设计思路,分别介绍了系统的硬件结构和软件设计,并在该架构上进行了算法仿真实现。实验结果表明,该设计海浪模拟效果显著,边缘缝合效果好。     

基于Vega的多功能电子战系统作战效能视景仿真技术

视景仿真采用计算机图形图像技术,根据仿真的目的构造仿真对象的三维模型或再现真实的环境,达到非常逼真的仿真效果。以多功能电子战作战效能视景系统的设计和实现为目的,对视景环境制作和仿真驱动进行了研究,以MultiGen公司的Creator和Vega为主要开发工具,在Microsoft Visual C＋＋编程环境下构建三维模型数据库,导入MultiGen Vega运行环境中实现交互,进行视景模拟。     

一种基于Vega Prime的水下海浪建模方法

为了实现水下动态海浪这一关键仿真要素,分析了常用的海浪建模方法,提出一种creator制作海浪动画与Vega Prime程序驱动相结合的简单建模方法,并详细描述了其实现过程。该方法能够满足基本的视觉逼真度要求,同时具有易于理解、编程量小、可调节海浪透明度等特点。     

Wave spreading evaluation of interconnect systems

This paper derives general multiport interconnect constraints and presents a new approach, wave spreading evaluation (WSE), which uses S-parameter based network techniques to analyze coupled, multiconductor interconnect systems for high speed analog and digital integrated circuits. WSE is based on the spreading process of voltage waves with initial spreading waves created by the sources. The spreading process is independent of input sources, and every step of wave spreading meets the constrains of KCL and KVL. The continual spreading of voltage waves will create accurate results. Since the spreading voltage waves is the process of energy attenuation, the WSE method is always convergent for passive networks     

浅海中声源激发的波场成分及特性分析

为更好地认识和利用浅海波导中的声场,该文对浅海中声源激发的波场成分及特性进行了研究.提出了能给出浅海中声场全波解的理论研究方法,给出了声场的复积分表达式,并在复平面上利用围道积分对声场复积分式进行求解,得出了浅海中声源激发出的声场组成部分;同时应用高阶交错网格有限差分法对浅海中声场进行数值模拟,呈现出了不同海水深度、声...     

基于二维连续小波变换的SAR图像海洋现象特征检测

 本文对合成孔径雷达(SAR)图像中存在的多种海洋现象,如内波,海洋锋等进行讨论,提出了一种基于二维连续小波变换及能谱思想的新的海洋现象检测方法.针对各种海洋现象在SAR 中反映出来的海浪波形的不同,采用不同的连续小波变换基提取SAR图像中五种典型的海洋现象.通过大量试验,证实了该方法在多种海洋现象的定位检测中的有效性.     

具有空间宽带效应的毫米波3D MIMO信道估计

在现有的大规模三维多输入多输出（3D MIMO）系统中,相邻天线间的距离可能非常大,这往往会导致电磁波穿过阵列孔径时出现物理传播延迟,被称为空间宽带效应。而大多数学者在研究信道估计时为方便通常会忽略它,仅仅有学者研究雷达系统时提到了空间宽带效应。而去年有学者将其引入到了2D MIMO毫米波系统中,本文在此基础上将其扩展到了毫米波大规模3D MIMO系统中,基于平面天线阵列的水平角和垂直角设计了一种新的信道模型,并提出了一种信道估计算法,仿真结果表明其具有良好的信道估计性能。      

基于全频谱共享的三维轨迹和功率优化方法

当前蜂窝系统频谱资源极度短缺,免授权频谱因而被建议在蜂窝系统中使用。无人机(UAV)的飞行轨迹和功率控制对频谱利用效率有重大影响。然而,基于频谱共享的3维轨迹和功率优化方法却鲜少研究。为此,该文首先提出一种全频谱共享方法,即无人机通过控制上行蜂窝用户和设备到设备(D2D)用户的发射功率,在不影响WiFi设备正常传输的前提下使用免授权频谱;同时无人机也能够在不影响其他下行蜂窝用户的前提下使用授权频谱。然后基于提出的全频谱共享方法,该文构建了无人机电池能量约束下的3维飞行轨迹和发射功率的联合优化问题。为了求解提出的复杂多变量耦合的非凸优化问题,该文采用块坐标下降和连续凸逼近方法将原问题转化为3维轨迹优化和功率控制两个凸优化子问题并迭代求解。大量仿真结果证明提出的基于3维轨迹和功率优化的全频谱共享方法能够显著提高频谱利用效率。     

一种地面电磁覆盖范围的可视化方法

电子设备会向空间辐射电磁波,研究电磁波在空间的分布特性,在民用和军事领域都具有重要的意义。提出了一种电磁波在地面上覆盖范围的快速可视化方法,将方法分解为6个主要的功能流程：预估电磁覆盖区域、提取局部高程网格、计算网格点场强值、网格点着色、生成纹理图片和纹理贴图。基于计算机图形学和地理信息系统的相关原理,分析了每个功能流程,主要从可视化的角度讨论了其中的技术特点。通过仿真实验验证了方法的正确性和有效性。     

基于异常反射型超表面的天线反射面设计

在实际应用中有许多场合需要对电磁波的传播进行人工调控, 传统的光学器件或者人工电磁介质都是采用三维结构, 但传统的三维结构介质很难与其他器件或设备进行集成.利用相位非连续人工电磁表面则可以在传播路径的介质分界面上引入相位突变, 进而实现人工调控电磁波.文章在此基础上在微波波段利用构造分界面相位梯度提出了一种异常反射型超表面的设计, 用作天线反射面可将圆极化波高效地转化为交叉极化波, 为微波段的电磁波人工调控提供了新的手段.根据广义反射定律及斜入射时相位突变修正设计的天线反射面, 在X波段可以实现对入射电磁波的人工调控, 并通过仿真分析验证了该设计方法的准确性, 为人工电磁表面作为天线反射面提供了一种设计思路.     

一种跨介质的空中-水下激光致声探测技术研究

跨空水介质间的探测技术是世界主要海洋国家的热点研究问题。为研究空中平台与水下的激光致声探测技术,文中在光击穿机制下采用纳秒脉冲激光与水听器之间的光声信号转换来进行空-水跨介质探测模拟实验研究及验证工作。搭建了激光致声空气-水下实验测试系统,采集了激光声扫描探测数据,对典型实验数据在时域内进行分析得出了激光激励声波的传播特性,根据时间互易原理实现了水下激光声信号的三维探测成像。利用有限元法进行激光在水下激发声波及传播的数值仿真,据此对实验进行了验证。此外,从仿真中发现通过提高脉冲能量至2.8×1010 W/cm2所激励的声波在传播400 m后仍能观测出明显的信号,信噪比约为11.3 dB,证明了百米级传输及探测的可能性。此研究结果为采用激光致声技术进行跨空-水介质探测提供了依据。     

基于角谱法分析圆形活塞声源近场声特性

圆形活塞的声辐射应用较广,大多数超声检测应用中所用的声源,都可视为活塞式辐射器。利用角谱法分析了传播波和倏逝波在声场轴线上的分布与空间位置、声源半径及辐射频率间的关系,通过比较两种波的声压幅值确定了倏逝波的有效传播距离。利用近场声全息(NAH)理论计算了倏逝波在换能器近场空间的声压分布,并对结果进行误差分析。仿真结果表明,基于空间傅里叶变换的角谱法和NAH法均可准确反映圆形活塞辐射近场声压呈现数衰减的分布规律。