一种平面简单多边形核的求解算法

平面简单多边形的核是该多边形内部的一个点集,该点集中任意一点与多边形边界上一点的连线都处于这个多边形内部。可见核的这一性质在摄像机定位等问题上得到了应用,本文提出了一种简单多边形核求解的新方法,该方法不仅可以判断核的存在性,而且可以得到核多边形顶点序列。给出的算法容易理解,便于实现,可以广泛地应用于此类问题的求解。     

重力坝地震断裂的多边形比例边界有限元模型研究

为研究重力坝的地震断裂破坏机理,基于线弹性断裂力学和多边形比例边界有限元法(Polygon SBFEM)提出一种全自动的重力坝动态断裂分析模型。该模型继承了SBFEM在断裂分析中高精度和高效率的优势,通过建立多边形比例边界有限单元广义动态应力强度因子的时域分析方法实现任意时刻断裂参数的求解,并结合裂缝扩展准则可实时判定裂缝稳定性;对达到临界状态的裂缝采用多边形网格局部重剖分技术,开发了考虑裂缝张开-闭合行为的动态接触模拟算法,进而实现了裂缝动态扩展高效自动化模拟。以Koyna重力坝为研究对象,考虑大坝库水动力相互作用,模拟了地震作用下坝体裂缝扩展过程,获得了断裂路径,验证了模型的正确性。其后,进一步探讨了数值模型中网格密度和裂缝扩展步长等因素的影响,结果显示仅用粗网格即可获得满意的计算结果,且三种裂缝扩展步长模拟的大坝裂缝扩展轨迹接近,但随着裂缝扩展步长增大,大坝更早失效破坏。研究成果可为混凝土坝的地震断裂分析提供有力的技术手段。     

基于几何差异的目标识别算法

为降低目标识别算法复杂性且提高其抗噪能力,提出一种基于几何特征差异的目标识别算法;将获取到的目标图片经图像处理后提取轮廓,并以最小周长多边形算法构造目标轮廓的近似多边形;然后根据模板库标准目标做放大或缩小处理后使其面积与模板面积相等;再使用摆放算法使其与模板库图形部分重合;并提出一种改进型双向链表算法求多边形相交部分,通过计算相交部分面积大小达到识别图像的目的;经过仿真实验验证了此方法简单易行,能够快速识别目标。      

基于Creator的多边形旋转金属壳体的三维建模

多边形旋转金属壳体的外形具有不规则性,纹理特征复杂,在运行过程中需要进行实时渲染。传统的三维建模方法对该类壳体的三维建模逼真性不好,光泽感不强。提出一种基于Creator的多边形旋转金属壳体的三维建模方法。构建多边形选择金属壳体的结构参数体系,采用背景差分连续重构方法进行三维重建算法改进,使用纹理映射和附材质技术提高三维建模的真实感;基于Multigen Creator软件进行仿真试验,利用Creator交互式直观的用户界面进行多边形建模和纹理贴图。采用该方法对粉碎设备的壳体进行三维建模的验证,仿真结果表明其性能较好,提高了物体三维建模真实感和逼真性。     

多介质拉氏自适应流体动力学软件LAD2D研制及其应用

拉氏方法是内爆动力学过程数值模拟的主要方法.针对高温、高压、多介质和大变形等内爆问题,采用非结构任意多边形网格底层管理、计算过程中网格邻域可变技术,以及拉氏自适应网格加密方法和层次化、模块化程序设计思想,自主研发非结构拉氏自适应网格流体动力学软件LAD2D.从物理模型、计算方法、程序设计、程序验证与确认、大变形问题数值模拟等方面系统地介绍LAD2D.LAD2D对多介质爆轰弹塑性流体大变形问题有很强的适应能力.     

一种求含孔洞多边形交、并、差集的新方法

提出了一种基于最小回路确定含孔洞多边形P 和Q 的交、并、差集的新方法。首先,初始化P 和Q 外环为逆时针方向,内环为顺时针方向,并通过连接内环极右顶点与其在外环上一可见点v,构造一条双向“桥边”,将内外多环转换为单环。其次,求出P 和Q 被转换为单环的边序列的交点,并对交点处的关联边进行排序。然后,沿着各个交点处正向边,依照最小转角原则搜索最小回路,并根据其中所含P 和Q 边所呈现的顺、逆时针方向进行分类。最后,P 和Q 的交、并、差集即对应不同类别的最小回路。算法简洁且几何意义明显,具有较好的适应性。     

圆和维诺图相交模拟基站覆盖算法

提出了一种新的基站覆盖模拟算法,满足网络优化工程实践中体现基站覆盖半径和地理位置的需求.利用维诺图生成速度快和等半径圆相交算法可以体现基站覆盖半径的优点,将等半径圆相交问题转化成圆和维诺图相交的问题,避免了圆相交算法涉及的大量几何计算,达到了快速模拟基站覆盖的目的.数学证明和仿真结果表明,新算法既可以得到等半径圆相交基站模拟算法的效果,又可以大大降低生成基站模拟图的时间.     

基于图形分割的城市地下车库车位排布优化方法

为辅助设计师排布外轮廓形状复杂、面积大、障碍物多的大规模地下车库,针对局部复杂轮廓内同向车位与车道共同优化排布问题,提出了基于图形分割的混合整数线性规划模型.考虑了车位排列角度及位置的优化,能够处理任意轮廓内的车位与车道排布.开发了基于粒子群优化的分解算法,并通过实际的工程图纸验证了模型和算法的有效性.结果表明,该算法能快速有效地排布局部车位,辅助设计者给出最佳优化排布方案.开发的可视化及人机交互功能可大大提高设计者的开发效率.     

基于斯坦纳树和泰森多边形的连通恢复算法

针对无线传感器网络容易遭受恶劣环境破坏,连通恢复后各关键节点的能量损耗远大于其他节点从而导致网络断连的问题,提出基于斯坦纳树和泰森多边形的连通恢复算法（CRAST）。首先,将被分割的节点分区抽象为离散点,枚举出离散点区域内的所有非退化四边形,再使用四边形斯坦纳树结构对这些非退化四边形部署中继节点以达到连通恢复。然后,用关键节点构建Delaunay三角网,通过Delaunay三角网构建出整个无线传感器网络的泰森多边形拓扑结构。最后,在泰森多边形所有顶点部署可移动的备用中继节点,在关键节点损坏时通过比较备用节点所占关键节点对应的所有备用节点比重选择要移动的备用节点,移动备用中继节点替换损坏的关键节点。整个算法能使传感器网络以最少的代价实现连通恢复,并且拥有较强的高效性和健壮性。     

基于遗传模拟退火算法的矩形件优化排样

为了探索更高效的矩形件优化排样方法,提出了一种改进的自适应遗传模拟退火算法。设计了基于矩形件的排样次序及旋转变量的两层染色体编码方法,并采用基于临界多边形的BL定位策略实现矩形件的布局;通过构造启发式算法生成排样初始种群,然后各个种群之间通过相互竞争实现优秀个体的迁移与共享,最终搜索到最优解。标准测试问题的实验结果验证了所提算法的可行性与有效性。