一种基于单层包络控制的三角网格简化算法

一种基于单层包络控制的三角网格简化算法

一、一种基于单层包络控制的三角形网格简化算法(论文文献综述)

李勇俊[1](2020)在《有砟铁路道床动力特性的离散元并行计算及试验研究》文中认为有砟轨道结构目前仍是我国铁路交通运输的主要承载结构。随着近年来列车载重和车速的不断提高,对有砟道床的承载能力提出了越来越高的要求。在长期列车载荷作用下,有砟道床会出现不均匀沉降、道床弹性降低、脏污板结等问题,严重影响轨道结构的平顺性和稳定性。为掌握有砟道床的宏细观动力演化特征,有必要采用试验和数值模拟的方法从宏细观尺度对有砟道床的动力特性和劣化机理进行分析,为铁路有砟道床的结构设计和延长轨道服役周期提供理论指导。本文以前进面几何排列算法为基础,提出了一种改进的球形颗粒排列算法,可用于快速构造非规则形态的道砟。针对道砟集料的非连续分布特征,采用离散单元法(DEM),并建立可模拟道砟颗粒破碎的粘结单元模型和不可破碎的镶嵌单元模型,对道砟颗粒的粒径、形状,有砟道床的级配、孔隙率等细观特征进行精确的模拟。采用GPU并行算法开发了有砟道床的并行计算程序,建立了直剪试验和工程尺度有砟道床离散元计算模型,对道床在往复载荷作用下的动力过程进行了大规模离散元数值分析。本文的主要研究工作包括:(1)建立了基于前进面算法的球形颗粒几何高效排列算法。为对任意形态的封闭结构进行致密填充从而生成各向同性的颗粒数值试样,以前进面算法为基础,采用空间网格化方法进行改进,简化了颗粒排列过程中的接触判断搜索,有效提高了几何排列算法的效率。通过分析立方体标准排列试样的平均配位数、体积分数和结构对称性,得到了由本文改进算法生成的颗粒排列试样的几何特性与颗粒粒径比的关系。最后通过立方体标准算例,对影响颗粒几何排列效率的因素进行了分析,包括网格比大小、初始颗粒生成点,得到了颗粒几何排列的最优网格比和初始颗粒生成点位置。(2)开展了铁路道砟颗粒的压缩破碎试验,并进行了离散元数值模拟分析。对单道砟颗粒进行压缩破碎试验并记录压碎过程中的荷载-位移响应,统计分析三个粒组道砟颗粒的拉伸强度分布特征并进行KS拟合优度检验。分析了道砟材料的力学性质与其数值试样的平均配位数、弹性模量的关系并确定取值。通过单轴压缩和巴西圆盘劈裂试验及其离散元模拟,对道砟材料宏观基本力学参数与微观颗粒单元力学参数之间的关系进行了研究,从而对离散元计算参数进行确定。对道砟颗粒的压缩破碎试验进行离散元数值模拟研究,分析了道砟压缩破碎过程中内部力链的演化和粘结断裂数的增长过程,揭示了道砟的破碎机理。离散元数值模拟得到的各粒组道砟拉伸强度符合威布尔概率分布,与道砟压碎试验得到的结果基本一致。(3)进行了细小颗粒对道砟集料剪切性能影响的直剪试验和离散元分析。采用大型直剪仪对含煤粉和细砂道砟集料进行直剪试验,确定道砟集料的剪切强度与法向应力和细小颗粒含量的关系。结果表明煤粉和细砂两种细颗粒均会降低道砟集料的剪切性能,但煤粉的影响更为显着。采用离散元方法对道砟集料直剪试验进行数值模拟,分析了道砟颗粒间接触对总数在直剪过程中的变化规律,并结合道砟颗粒和细砂颗粒的运动特征,对细砂颗粒改变道砟集料剪切强度进行了细观分析。考虑煤粉与细砂材质的不同,重新选取部分离散元计算参数,对含煤粉道砟集料的剪切行为进行研究分析,得到了与试验一致的结果。(4)开展了往复载荷作用下有砟道床累积变形行为及其劣化机理研究。基于高性能GPU并行算法发展工程尺度有砟道床离散元数值计算模型,并建立了非规则道砟颗粒接触的高效搜索算法。在不同载荷频率和幅值作用下分析了道床的动力特性。结果表明,载荷幅值的提高对道床的累积沉降影响显着。在高频载荷作用下,道床累积沉降将急剧增大。通过分析道砟颗粒的接触滑动分数和相对旋转角,研究引起道床累积沉降的细观机理。最后,对本文的主要研究内容进行了总结,并对有砟道床动力特性的后续研究中的主要问题进行了讨论和展望。

李海江[2](2020)在《航海模拟器中基于物理模型的海洋场景建模》文中研究表明航海模拟器是虚拟现实技术在交通运输工程领域的重要应用,发展至今,已在航海教育、工程论证、学术研究等诸多领域发挥了重要作用。为进一步提升海洋场景的物理真实感,解决航海模拟器中交互场景建模复杂的问题,提高视景系统中海洋场景模型的集成度,本文围绕航海模拟器中基于物理模型的海洋场景运动与交互建模等关键技术进行深入的理论研究与探索,以期为提升航海模拟器性能提供理论基础与指导。为提升海洋场景的物理真实感,本文采用拉格朗日形式的Navier-Stokes方程组作为海水运动的控制方程组,并基于光滑粒子流体动力学方法对控制方程进行离散求解。主要针对海水的不可压缩性、边界处理与流固交互、海上溢油建模、随机脉冲风场建模、面向SPH框架的海洋表面重构等五个关键问题进行深入研究,旨在提出一种基于SPH框架的多场景建模方法,以降低不同场景模型之间的耦合难度、增强系统扩展性。为进一步增强SPH框架的不可压缩性,本文将以速度散度为源项的PPE与基于位置动力学的非线性密度约束相结合,提出一种新的混合不可压缩SPH框架。该框架首先通过求解密度约束,直接在位置层面调整粒子分布,保持密度不变性,然后通过求解PPE获得无散速度场,保证密度变化率为零。混合SPH模型通过限制密度变化量和密度变化率实现了更理想的不可压缩性。为解决航海模拟器中流固交互建模难度大的问题,本文基于混合SPH框架提出一种自适应单层非均匀采样边界粒子模型。该模型采用三维泊松圆盘采样(Poisson Disk Sampling,PDS)算法将刚体采样为单层边界粒子参与海水粒子物理属性的计算。引入人工质量,根据三维刚体的形状自适应地调整边界粒子贡献量,采用校正因子,修正缺失层边界粒子的贡献量,保证了边界海水粒子物理量计算的稳定性与交互过程的有效性。该边界模型与混合SPH模型自然耦合,且能自适应地处理各种形状的复杂边界。为解决航海模拟器中溢油场景物理真实感不足以及模型耦合难度大的问题,本文在混合SPH框架基础上,针对海上溢油场景,提出一种改进的粒子数密度模型。该模型基于等静态密度假设,可统一处理包括非均匀采样的边界粒子在内的所有邻域粒子,解决了流体交界面附近密度不连续的问题,能够有效地模拟海上溢油的扩散、漂移以及破碎等典型场景。为模拟大风浪等恶劣海况,基于混合SPH框架,提出一种三维随机脉冲风场模型。该模型基于Perlin噪声对初始风场进行扰动,采用改进的风廓线方程模拟风速的垂向衰减,通过调整脉冲周期及脉冲宽度可灵活控制风场强度。该风场模型可以有效地模拟海浪翻卷等复杂航海场景。为提升基于SPH框架的海洋表面重构效率与真实感,本文提出一种改进的各向异性屏幕空间流体渲染算法。该算法基于加权主成分分析法构造海水粒子位置协方差矩阵,采用双边Jacobi方法对协方差矩阵进行奇异值分解从而构造关于海水粒子的各向异性变换矩阵。推导了一种新的各向异性分段函数用于解决边缘区域海水粒子的畸变问题。相比于传统的屏幕空间算法,改进的各向异性屏幕空间算法不仅能产生更平滑的海水表面,而且能够很好地保留边缘特征,产生更精细的飞溅细节。本文提出的基于混合SPH框架的海洋场景运动与交互建模方法具有很强的应用性,其建模过程统一、系统集成度高,可以在统一的SPH框架下模拟多种典型的海洋场景,对提升航海模拟器性能具有重要的意义,为基于物理模型的航海模拟器海洋场景建模奠定了的理论基础。

张喆[3](2020)在《高频源约束的大地震震源机制复杂性研究》文中指出地震震源的复杂性体现在多个方面,如断层几何形态的复杂性、断层面上滑动分布的复杂性、地震能量随时间变化的复杂性以及断层错动方式的复杂性,等等。根据矩张量描述的位移表示定理,地震震源的复杂性可以用震源体内部的离散点源的矩张量分布描述,而每个点源的矩张量也可以有彼此独立的震源时间函数。然而,有限的观测数据并不允许本研究同时反演这样一个震源的所有参数。因此,有限断层反演受限于一个或几个平面断层上滑动量和滑动角的反演,随时空变化的震源机制反演也只能在一定假设条件的约束下进行。广义台阵技术可以在发震断层未知的情况下,直接通过反投影远场台阵的地震记录较好地获得高频源的轨迹,这无疑是对发震断层空间展布的良好约束。矩心矩张量的反演技术可以借助于远场台网的地震记录确定矩心和震源机制信息,是揭示震源机制不可或缺的关键。可见,在进行震源机制时空复杂性反演时将高频源的轨迹作为约束,实质上增加了来自观测的约束,减少了人为的假设,反演结果势必更接近实际。基于上述考虑,本研究包括三个要点:一是广义台阵技术的改进和拓展,二是多震相矩心矩张量反演,三是将台阵技术获取的高频源轨迹作为约束进行复杂震源的矩张量反演方法及其实际应用的研究。前两点的“预热”和提升是完成第三点目标的基础和保证。在广义台阵技术的改进和拓展部分,首先通过高斯函数的加权处理,使通常椭圆形的台阵响应优化为圆形,使台阵在不同方向的分辨率得以平衡,很大程度上避免了投影结果的畸变。然后,将台阵技术拓展到S波和PKIKP波的使用,扩展了认识高频源的视角,也大大增加了台阵技术的“透视”距离。与此同时,还完成了相应的软件包并编写了使用说明(附录A)。最后,利用软件包分析了2018年阿拉斯加Mw7.9地震,检验了加权的效果,分析了2013年鄂霍茨克海Mw8.3深震,检验了S波成像功能,分析了2012年苏门答腊近海Mw8.6地震,检验了PKIKP波的成像功能。在多震相矩心矩张量反演部分,首先,梳理了矩心矩张量反演的每个技术细节;然后,充分考虑体波和地幔波以及W-震相的不同处理技术特点,编写相应的软件包和使用说明(附录B);最后,利用软件包反演分析了2010年智利Mw8.8地震、2011年日本Mw9.0地震、2018年阿拉斯加湾Mw7.9地震、2018年斐济Mw8.2地震以及2020年古巴Mw7.7地震,对方法和软件进行了验证。在以高频源轨迹为约束进行复杂震源的矩张量反演方法及其应用研究部分,首先构建了一般性反演方法和技术路线。这种方法不但适用于连续震源,也适用于非连续震源。然后,通过反演研究2001年昆仑山Mw7.8地震和2010年智利Mw8.8地震检验了连续震源的反演分析功能,通过2013年南斯科舍海岭Mw7.8地震验证了非连续震源的分析功能。综上所述,本研究以前人工作为基础,梳理了震源复杂性分析的理论和方法、针对现有广义台阵技术面临的实际问题进行了改进和拓展,并将高频源成像的台阵技术和矩心矩张量反演的台网技术结合提出了一种大地震震源变机制反演分析的新方法,且通过实际震例进行了检验。

朱广豫[4](2020)在《复杂电磁问题分治算法研究》文中认为现如今,电磁仿真已经成为了基础性的科研工具,成为了理论与实践的桥梁。快速精确便捷的求解复杂电磁问题,在科学与工程的各个领域都有着极其广泛的应用。然而,随着科技的飞速发展,电磁问题日益复杂,规模日益增大,现有的电磁计算方法仍然不足以满足科学与工程领域不断增长的需求。电大尺寸、复杂几何结构、复杂材料特性、复杂电磁环境,电磁问题的求解方式亟待发展新生力量,从而更好的应对这些更具挑战性的问题。本课题直面上述挑战,着眼于复杂电大尺寸多尺度电磁问题,重点开展相关分治算法的研究。本文以众多实际应用为大背景,重点着眼于其共性的基础性的层面,发展相应的分治算法。本文力求探究“波动物理”与“分治思想”之间的潜在联系,针对复杂电磁问题的分治算法,在深度和广度方面进行改进与提升,包括:面向复杂目标的计算复杂度、面向电大尺寸的数值稳定性、面向多尺度问题的计算效率、面向实际问题的算法易用性等等。本文的主要贡献概括如下:1.提出了一种面向复杂目标的多向多层快速复空间多极子算法(MDML-FCSMA)。总体上,该算法融合了多层快速多极子算法(MLFMA)和多层矩阵分解算法(MLMDA)的基本思想,将高频射线的物理特性以一种系统的完善的方式真正融入到了MLFMA的算法体系之中。具体的,本文算法对MLFMA的各个关键模块进行了不同程度的泛化。首先,以蕴含蝶形特征的方向性多层结构为框架,以高斯波束转移算子的复坐标延伸为纽带,建立了空域和谱域、电磁量与几何量之间的特定关系,揭示了转移不变量特性。然后,通过将球面插值点与积分点相分离,整个算法采用局部坐标系下球冠区域上的数值积分和全局坐标系下单位球面上的局部插值。最后,获得了“转移驱动型”的算法建立步骤和“方向图局部化”的算法执行步骤。理论分析和数值实验表明,不同于MLFMA,针对一维线状、二维平面、三维实体类型的电大尺寸目标,本文算法均具有稳定的准线性的计算复杂度;同时,本文算法具有良好的误差可控性。2.提出了一种面向电大尺寸的数值稳定的多向多层快速非均匀平面波算法(MDML-FIPWA)。从算法的效果上来看,先前版本的多层快速非均匀平面波算法(ML-FIPWA)在计算电大尺寸目标时会出现不可避免的数值溢出问题,整个算法是数值不稳定的;相比之下,本文提出的方法具有十分良好的数值稳定性,能够十分有效的求解电大尺寸问题。从问题的本质上来看,通过深入分析格林函数展开式的各个组成部分在不同多层结构及其远场条件下的幅度特性,归纳出了对数值稳定性起决定性作用的关键指数因子,阐明了先前的ML-FIPWA出现数值不稳定的根本原因,同时揭示了本文提出的MDML-FIPWA能够维持数值稳定的关键所在。此外,不同于先前的ML-FIPWA,本文提出的方法在应对不同类型几何特征的目标时均具有稳定的准线性的计算复杂度。3.提出了一种基于完全匹配层的多向多层快速同伦多极子算法(MDMLMP-PMLHA)。整个算法以带有完全匹配层(PML)填充的矩形波导为切入点,利用模式表示与射线表示之间的等价转化关系,并借助于方向图函数的插值与外推,最终建立起了“蝶形多极子”类型的快速算法。整个算法的建立不依赖于任何数值积分离散,仅涉及到基本的级数截断与交换求和次序。理论分析和数值实验表明,针对复杂电大尺寸目标,该算法具有稳定的计算复杂度和良好的误差可控性。此外,通过揭示算法中内蕴的模式同伦特性,本文给出了认识多极子类型算法的一种独到的视角。同时,该算法还建立了微波工程领域众多经典模型和经典概念之间一个巧妙而具体的联系。4.提出了一种基于预拆分格林函数的电磁多尺度问题高效分析方法(MS-PSG-FFT-ACA)。具体的,借助于预拆分格林函数的框架,构建了一种同时利用快速傅里叶变换(FFT)和自适应交叉近似(ACA)的混合快速算法。在分析电磁多尺度问题时,相比于此前仅使用FFT进行加速的方法,本文的方法能够在不损失计算效率的前提下维持较低的内存消耗。此外,不同于此前以数值预校正为框架的混合算法构建方案,本文的方法由于受益于解析层面的预拆分,因而可以分别独立的构建辅助笛卡尔网格和八叉树空间分组,相应的,整个算法的建立步骤更加的简单和直接。5.提出了一种复杂电大问题的积分方程黑盒重叠型区域分解方法(IE-ODDM-BB)。具体的,基于“元素与并集”的思想,设计了一种盲几何的区域分解建立方案;同时,引入了一种序列加速收敛方法,极大的提升了算法迭代求解阶段的鲁棒性。不同于先前版本的积分方程重叠型区域分解方法(IE-ODDM),本文的方法只需要用于常规矩量法(Mo M)的不含任何分区信息的基本网格(Mesh),整个算法的建立不依赖于目标的几何建模(CAD)步骤。相应的,本文的区域分解方法可以非常直接的加入现有的电磁仿真软件平台之中。此外,对于普通用户而言,本文的区域分解方法可以在无需用户干预的情况下自动的执行划分与求解。数值实验表明,本文的IE-ODDM-BB-MLFMA能够以显着低于CG-MLFMA(不分区)的内存需求计算典型的复杂电大尺寸电磁散射问题。6.提出了一种基于卡尔德隆预条件组合场积分方程的重叠型区域分解方法(CP-CFIE-ODDM)。先前的积分方程重叠型区域分解(IE-ODDM)系列方法均是基于电磁积分算子“线性组合”的方程而构建;相比之下,本文的方法首次尝试将IE-ODDM方法基于电磁积分算子“非线性组合”的方程而构建。在应对电磁多尺度问题等具有稠密网格的情形时,采用之前的基于组合场积分方程的重叠型区域分解方法(CFIE-ODDM),其子区内迭代会遭遇潜在的慢收敛问题;相比之下,本文的方法能够始终维持十分稳定的内迭代收敛性,整体上具备更好的鲁棒性。7.提出了一种基于纽曼级数和骨架分解的积分逆算子稀疏表示(SR-IIO-NS-SF)。首先,借助于基函数空间分组,进行矩量法(Mo M)阻抗矩阵分裂。然后,基于近场矩阵的准静态特性和固有的稀疏性,构建了不含远场等效面的层级骨架分解,获得了近场逆矩阵的稀疏分解表示形式。最后,以纽曼级数为大框架,联合近场逆矩阵和原始远场矩阵,并同时利用二者的稀疏表示,将整个积分逆算子离散表示为了一系列稀疏矩阵的“加”与“乘”的组合形式。整个稀疏表示独立于入射右端项,具有直接解法的特征。数值实践表明,相比于共轭梯度法(CG)等典型的子空间迭代法,本文算法的求解过程具有更高的计算效率;同时,对于多尺度情形,本文算法具有更强的鲁棒性。本文的算法为电磁领域高频直接解法的进一步研究提供了一种新颖的切入角度。

何沅臻[5](2020)在《含减震外挂墙板装配式混凝土框架结构抗震性能研究》文中指出随着我国建筑工业化和装配式建筑的迅速发展,预制混凝土夹心保温外墙板作为一种高性能外围护构件得到越来越广泛的应用。目前我国的单层整间预制夹心保温外墙板与主体结构间常用的连接方式为顶部通过钢筋与上层梁板线连接(避开梁端塑性铰),底部与下层梁板采用侧向限位角钢连接。采用这种连接方式时,地震作用下外挂墙板产生滑动变形来适应主体结构的变形,这一变形可通过在螺栓连接件上设置调节变位长孔来实现。本文从如何有效利用这种相对变形来提升结构的抗震性能出发,提出在外挂墙板底部采用U型钢板消能器代替角钢连接件。当外挂墙板与主体结构发生相对滑移时,利用U型钢板消能器进行耗能,从而达到减小地震响应和结构损伤的目的。本文将由U型钢板消能器和外挂墙板组成的减震系统称为“减震外挂墙板(Energy Dissipation Cladding Panel,EDCP)”。为充分探究含EDCP装配式混凝土框架结构的地震响应和损伤特征以及EDCP与主体结构间的协同减震效果,本文主要进行了以下工作:(1)简要介绍了前期课题组已开展的含EDCP装配式混凝土壁式框架结构的拟静力试验和U型钢板消能器本身的拟静力试验。在试验研究的基础上展开了基于MSC.Marc软件的精细有限元模型和两种简化有限元模型的建模方法研究。不同尺度的有限元模型可分别适用于构件和结构层次的数值模拟分析。通过模拟结果与试验结果的对比,验证了建模方法的合理性和可靠性。(2)设计了一个8层含EDCP装配式混凝土框架结构,确定了结构中U型钢板消能器的数量和布置方式。采用经过校核的简化有限元建模方法,选取5条天然地震动记录和2条人工波,对减震结构和不含EDCP的结构进行了动力时程分析,对比了传统抗震结构和减震结构地震响应的异同,初步明确了该类结构的协同减震效果和地震损伤特征。(3)针对含EDCP装配式混凝土框架结构的关键设计参数对整体结构进行参数分析。统计了不同刚度比、屈服力比和外挂墙板洞口尺寸下结构减震性能和减震机理的变化规律,并研究了不同消能器布置方式对结构减震效果的影响规律,明确了U型钢板消能器的优化布置方法。

王东伟[6](2020)在《隔热瓦式热防护系统集成设计及软件开发》文中进行了进一步梳理随着航天技术的发展与成熟,再入式飞行器由于其可多次使用、发射成本较低等优点受到越来越多的关注与青睐。与一次性使用的航天器相比,再入式飞行器在返回大气层时会受到强烈的热流载荷,极大程度地威胁着飞行器的承力结构和内部仪器安全。因此热防护系统设计是决定再入式飞行器设计成败的关键因素。目前,在大面积上采用隔热瓦式热防护系统,即在飞行器表面粘贴能耐高温的隔热瓦是比较常用的方案。通常情况下,再入式飞行器的不同部位将承受不同的力、热载荷。因此,为了在满足热防护要求的同时尽量减轻热防护系统的重量,需要在不同的受热区域分配合适的材料并进行全机防热瓦厚度分布设计。本文首先对传统热防护系统设计过程中容易遇到的一系列问题进行分析,针对主要问题提出了气动热流处理方法;阐述了隔热层中涉及的传热原理;然后根据工程实际情况建立简化的传热模型。随后,介绍了防热瓦厚度设计功能的实现原理,并建立了对应的数学模型。为了将算法和功能集成在一起,本文以C++和Python作为开发语言,将Open GL图形接口嵌入MFC框架,开发了一个具有交互功能的可视化界面,实现了专门针对热防护系统设计流程的前后处理模块。再调用Isight的优化模块和Abaqus的求解器作为计算模块,与前后处理模块串联,完成了一个自动化的热防护系统设计软件。最后,通过仿真模拟试验验证了该软件的有效性与实用性。

龚张顺[7](2020)在《熔融沉积树状支撑算法设计及扫描路径规划与试验研究》文中指出熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)是一种将热塑性的熔丝分层堆积的快速成型技术。由于其具有制造成本低、操作简单、工作环境多样的优点,因此被广泛应用于众多领域。熔融沉积成型工艺包含许多关键技术和算法,其中切片分层算法、辅助支撑算法和路径规划算法是三个关键性的核心算法,也是国内外学者研究的热点。首先,本文提出了一种基于STL模型数据特征的切片分层算法,该算法能为后续支撑算法和路径规划算法提供完整准确的切片轮廓信息。本文切片分层算法对模型中所有三角面片进行分组处理,然后与分层平面求相交截线段,在同一层内使用最优连接点选择法将相交截线段连接成封闭轮廓环,最终得到完整的切片轮廓信息,并对切片分层的效果进行仿真验证。其次,以切片分层算法得到的轮廓信息为数据基础,本文提出了一种树状支撑算法。支撑算法一般可以分为待支撑区域的识别和支撑结构的生成两个部分,对于待支撑区域的识别,本文采用基于面片倾角的待支撑区域识别算法,并对算法的实际效果进行了验证。然后用切片轮廓信息简化三维布尔运算,提高了树状支撑路径的生成效率,讨论不同支撑截面形状对支撑结构的影响,并对树状支撑算法的处理效果进行了仿真验证。接着,结合轮廓偏置算法和蜂窝填充算法,提出了一种复合路径规划算法。通过对传统的单根熔丝宽度模型分析和改进,提出了一种熔丝截面宽度修正模型,考虑了熔丝之间的相互作用和影响。然后根据熔丝截面宽度修正模型提供的轨迹间距,结合轮廓偏置和蜂窝填充算法的思想,提出了复合路径规划算法,并对实际加工时打印扫描方向和空行程进行了优化,利用不同三维模型对该路径规划算法的运行效果进行仿真验证。最后,搭建熔融沉积成型试验平台,并对本文提出的切片分层算法、树状支撑算法和路径规划算法进行测试与试验验证。测试本文切片分层算法对带有缺陷的模型的适用性;通过分析试验得到待支撑区域识别算法中两个可调参数的实际值,并应用于程序中,与其它两种支撑算法进行对比,验证本文树状支撑算法的可行性和有效性;对熔丝截面宽度修正模型进行试验分析,然后使用三种不同的路径规划算法对同一模型进行加工打印,通过对试验数据进行比较,结果表明本文路径规划算法能有效减少打印耗时和耗材,同时能保证制件具有较高的轮廓精度。

陈稼宁[8](2020)在《柔性触觉传感阵列的滑移检测力学建模及其表面识别研究》文中认为随着智能机器人在非结构化应用环境下的快速发展,其对触觉传感技术的需求亦与日俱增。触觉传感阵列装载在智能机器人手上,在手指滑动过程中可用于滑移、纹理识别等触觉感知,进而提高机器人的智能化水平。本学位论文结合国家自然科学基金(项目编号:51575485)和浙江省自然科学基金杰出青年项目(项目编号:R19E050011),开展了柔性触觉传感阵列的力学理论建模,并在此基础上对传感阵列的滑移检测方法和物体表面识别技术开展了研究。首先,基于梁束理论,对柔性触觉传感单元进行了力学建模,分析了单元接触面在初始滑移阶段的局部位移现象;其次,基于统计自相似分形理论重构了不同物体的表面形貌,结合建立的力学模型分析了不同材质表面对传感单元在整体滑动阶段受力情况的影响;随后开展了基于小波变换理论的滑移检测、基于相位差算法的表面纹理信息提取方法、基于神经网络算法的接触表面材质分类研究,并搭建了相应的实验平台,通过仿真分析和实验验证的方式,对所提检测方法的实用性进行了论证。第一章,对本学位论文的背景和意义进行了阐述,介绍了不同类型触觉传感器的国内外研究现状,并对其力学建模方式和触觉信息识别方法进行了详述,分析了当前研究工作中有待深入研究的问题,明确了论文的主要研究内容与整体框架结构。第二章,基于梁束理论和有限单元法,对柔性触觉传感单元在初始滑移阶段的受力过程进行了静态简化,构建了用于分析单元接触面局部位移现象的解析模型,并借助有限元软件对模型的分析结果进行了比较;基于迭代算法提出了梁单元切向力计算的修正方法,提升了模型输出结果的准确性。所建力学模型可对单元接触面任意点发生位移的时间顺序及其模长大小其进行理论分析。第三章,基于统计自相似分形理论,利用W-M函数和统计学方法对不同材质表面进行了准三维重构,结合简化的触觉传感单元的三维梁束模型,计算分析了表面材质对柔性触觉传感单元在整体滑动阶段力学行为的影响,并在时域和频域内对信号的特征进行了分析。第四章,建立了柔性触觉传感阵列的有限元模型,对传感阵列在初始滑移阶段的力学行为进行了分析,论证了基于小波变换理论的滑移检测方法的有效性;随后搭建了面向传感阵列性能测试与表面识别的综合实验平台,并进行了相关实验研究,对分解层数、小波基函数、以及敏感材料检测区域对传感阵列滑移检测的影响进行了深入探讨。第五章,开展了基于柔性触觉传感阵列检测信号的表面识别应用研究,结合理论分析与有限元仿真结果,提出了面向规则纹理表面信息提取的相位差算法,和基于神经网络算法的表面材质分类方法,并在搭建的实验平台上进行相应的实验验证,验证了上述方法的实用性。第六章,对本学位论文所开展的工作进行了总结,并对未来工作进行了展望。

冯永春[9](2019)在《基于电子束扫描的高功率束流剖面测量系统样机研制》文中研究表明近代物理研究所承担的十二五大科学装置项目强流重离子加速器装置(HIAF)将建造新一代高流强、高能量、高束团功率的重离子加速器,电子束探针作为增强器(BRing)束诊设备之一,将为BRing提供非拦截式束流诊断。电子束探针除了能测量束流剖面,还可以测量束流中心位置、束团长度、束流中性化以及束流尾场。相比于传统探测器,电子束探针具有非拦截、可同时测量多个束流参数的优点。本课题的目的是研制一款电子束探针样机,实现对束流剖面的测量,测量误差小于剖面大小的10%。本课题从电子束探针的基本原理出发,采用数值模拟与束流实验相结合的研究思路,全面系统的介绍了如何搭建一套电子束探针系统。主要完成了电子枪的研制和电子束探针系统的搭建,同时,给出了处理实验数据的系统性算法,进而形成了一套完整的电子束探针在线测量系统。束流实验结果表明该系统达到了设计目标。本论文主要研究内容包括:1、编写了一套数值模拟算法。该算法求解的对象是电子束在主束空间电荷场下的运动以及剖面重建,用该算法模拟研究了电子束在coasting束流、三维Gaussian束团、三维Bi-Gaussian束团以及三维Halo束团下的偏转及分布重建,分析了偏转板上升沿时间对三维束团剖面重建的影响;从理论上解释了电子束斑在偏转过程中出现的展宽现象,并给出了解决方案;同时,对重建误差做了分析。2、成功研制了电子枪。分别用CST、SAM、SIMION三款软件优化模拟了电子枪引出结构,基于此,设计加工了电子枪硬件。用狭缝+屏方法测量了电子束发射度,结果比模拟值大0.5~1倍。给出了系统的发射度数据处理流程,通过对原始数据逐轴插值、小波降噪、基于阈值的有效区间(ROI)选择,获得阈值与发射度值的曲线,利用外插值算法可得到零阈值发射度值。测量结果表明电子枪满足电子束探针的要求,达到了设计预期。3、离线测试了电子束探针。用直径为1.5 mm的通电钨针代替主束的方式验证了电子束的偏转,最大偏转角与理论值的相对偏差为3%,重建的钨针轮廓与设计值之间的最大相对偏差为8.5%,最小为0.6%,从侧面验证了电子束探针数值模拟算法的正确性,同时保证了该测量系统对剖面重建的准确性。4、搭建了电子束探针系统并进行了在线测试。搭建了电子束探针在线测量系统,在ECR离子源束线上做了首次在线测试,与单丝测量值相比,相对偏差约为0.5%,达到了电子束探针的设计指标。针对含噪声离散数据点的求导操作,采用了基于先验分布的最小二乘拟合法和模型无关的基于机器学习的核岭回归(KRR)算法。5、给出了热电子发射五维相空间随机数生成算法。针对SIMION软件无法模拟热发射现象,作者通过理论公式推导,给出了满足Maxwell-Boltzmann分布的五维随机数生成算法,将生成的五维随机数导入SIMION,可用于热发射现象模拟。电子束探针是国内第一款基于电子束扫描原理而研制的用于高功率加速器剖面测量的非拦截式束诊设备,自制电子枪在1米远的屏上能得到σ~0.5 mm的束斑,在线测量结果与单丝测量值相比相对偏差约为0.5%。整体来看,电子束探针达到了设计目标。

管志方[10](2020)在《基于特征识别的激光选区熔化工艺策略智能规划方法研究》文中研究说明激光选区熔化(SLM,Selective Laser Melting)技术作为代表性的增材制造技术之一,近年来广为关注,发展迅速,在航空、航天、生物医疗等行业展现出巨大的应用潜力。然而,现有的SLM成形工艺,零件成形层均采用近乎一致的、单一固定的通用工艺策略,难以顾及结构特征对成形质量的影响,难以均衡加工过程中的应力分布,难以更为有效的改善成形质量,因而需要根据零件形貌特征实现工艺策略的智能分配。本文主要研究基于特征识别的激光选区熔化工艺数据处理方法,通过解决大规模复杂模型高效高精度切层轮廓计算、扫描路径分层分区域规划、显着结构特征提取等关键工艺数据处理问题,构建基于特征约束的多尺度、多层次工艺策略规划方法,实现基于特征识别的工艺策略智能规划。主要成果如下:(1)针对大规模复杂模型切层轮廓计算效率低的难题,提出了基于共点“焊接”策略的切层轮廓并行计算方法。通过构建STL模型索引信息以便为切线段端点分配标记数字,基于共点“焊接”策略结合并行计算模式完成切线段求交、切层轮廓构建以及轮廓数据优化等计算环节,实现了大规模复杂模型切层轮廓的快速计算。(2)针对零件实体区域扫描路径类型难以智能选取并分配的局限,提出了基于连通实体区域几何信息判别的扫描路径规划方法。以连通实体区域在主轴、次轴方向上的投影跨度值以及面积比值作为几何信息,自适应分配岛型扫描、平行扫描等扫描路径规划方式,能够大幅减少极端长度的扫描线段数量、有效均衡扫描线段的长度。(3)针对现有SLM成形工艺均采用近乎一致的、单一固定的通用工艺策略,未充分考虑结构特征对成形质量影响的局限,提出了基于结构特征识别的工艺策略分区域规划方法。通过三维模型显着特征提取、二维切层轮廓区域分割相结合的方式完成悬垂特征、薄壁特征的智能识别,以此将切层轮廓划分为不同的激光加工区域,建立了基于特征约束的多尺度、多层次工艺策略规划方法,实现了基于特征识别的工艺策略分区域规划。

二、一种基于单层包络控制的三角形网格简化算法(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、一种基于单层包络控制的三角形网格简化算法(论文提纲范文)

(1)有砟铁路道床动力特性的离散元并行计算及试验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 球形颗粒排列算法的研究现状
        1.2.1 球形颗粒排列试验研究现状
        1.2.2 球形颗粒排列构造算法研究现状
    1.3 有砟铁路道床动力特性及其劣化机理的研究现状
        1.3.1 有砟铁路道床动力特性的试验研究
        1.3.2 有砟铁路道床动力特性的数值模拟研究
        1.3.3 有砟铁路道床强化措施研究现状
    1.4 本文主要研究内容
2 铁路道砟颗粒的离散元方法
    2.1 道砟颗粒不规则形态的构造
        2.1.1 道砟颗粒非规则形态的三维扫描及重构
        2.1.2 道砟颗粒的离散元模型构建
        2.1.3 组合镶嵌颗粒模型的运动求解
    2.2 道砟颗粒单元间的接触模型
        2.2.1 线性接触模型
        2.2.2 非线性接触模型
        2.2.3 单元间的接触阻尼作用
        2.2.4 离散元计算时间步长
    2.3 颗粒接触搜索算法
    2.4 球形颗粒的粘结-破坏模型
    2.5 有砟道床离散元方法的GPU并行算法
        2.5.1 GPU高性能计算架构
        2.5.2 CUDA编程模型
        2.5.3 有砟道床离散元并行算法介绍
        2.5.4 有砟道床离散元搜索算法的并行实现
    2.6 小结
3 基于前进面算法的球体单元随机高效排列及对道砟颗粒的构造
    3.1 颗粒排列的几何算法
        3.1.1 颗粒几何排列基本方程
        3.1.2 空间网格化方法
        3.1.3 颗粒几何排列的边界处理
        3.1.4 颗粒几何排列流程图
    3.2 颗粒排列标准试样的几何特征
        3.2.1 排列试样的配位数及体积分数
        3.2.2 排列试样的几何结构对称性
    3.3 颗粒排列效率的影响因素
        3.3.1 粒径比对排列效率的影响
        3.3.2 网格比对排列效率的影响
        3.3.3 初始颗粒生成点对排列效率的影响
        3.3.4 本文算法与其它文献典型算法的对比
    3.4 几何排列算法在道砟形态构造中的应用
    3.5 小结
4 道砟压缩破碎的试验研究及其离散元模拟
    4.1 道砟材料的单轴压缩试验及离散元参数确定
        4.1.1 单轴压缩过程准静态加载的验证
        4.1.2 单元排列对道砟材料宏观力学行为影响的离散元分析
        4.1.3 道砟材料单轴压缩试验及其离散元分析
    4.2 道砟材料巴西圆盘劈裂试验及离散元参数确定
    4.3 非规则道砟颗粒的压缩破碎试验及离散元模拟
        4.3.1 非规则道砟颗粒压缩破碎试验及拉伸强度统计特性
        4.3.2 非规则道砟颗粒压缩破碎试验的离散元模拟
    4.4 小结
5 细小颗粒对道砟集料剪切性能影响的试验研究及离散元模拟
    5.1 细小颗粒对道砟集料剪切性能影响的直剪试验研究
        5.1.1 道砟集料的直剪试验设计
        5.1.2 道砟集料直剪试验结果分析
    5.2 细小颗粒对道砟集料剪切性能影响的离散元分析
        5.2.1 含细小颗粒道砟集料直剪试验的离散元模拟
        5.2.2 细小颗粒对道砟集料剪切性能影响的计算参数敏感性分析
        5.2.3 煤粉对道砟集料剪切强度影响的离散元模拟
        5.2.4 细砂对道砟集料剪切强度影响的离散元模拟
    5.3 小结
6 不同载荷频率和幅值下有砟铁路道床动力特性的离散元分析
    6.1 工程尺度有砟铁路道床的离散元模型
    6.2 有砟铁路道床离散元模型关键参数验证
    6.3 载荷频率对有砟铁路道床动力特性的影响分析
        6.3.1 载荷频率对道床累积沉降的影响
        6.3.2 载荷频率对不同位置道砟颗粒动态响应的影响
        6.3.3 载荷频率对有砟铁路道床动力特性影响的细观机理分析
    6.4 载荷幅值对有砟铁路道床累积沉降的影响分析
    6.5 小结
7 结论与展望
    7.1 本文结论
    7.2 创新点
    7.3 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介

(2)航海模拟器中基于物理模型的海洋场景建模(论文提纲范文)

创新点摘要
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外相关研究现状及进展
        1.2.1 海洋场景建模方法研究现状及进展
        1.2.2 SPH方法的研究现状及进展
    1.3 航海虚拟场景中海洋场景建模存在的问题及解决思路
    1.4 本文主要研究内容与章节安排
2 海浪运动建模与SPH基本理论
    2.1 海浪运动控制方程组
    2.2 SPH基本理论
        2.2.1 场函数的SPH表示
        2.2.2 核函数
        2.2.3 矢量场散度的SPH表示
        2.2.4 标量场梯度的SPH表示
        2.2.5 拉普拉斯算子的SPH表示
        2.2.6 误差分析
    2.3 控制方程的SPH离散
        2.3.1 连续性方程的SPH离散
        2.3.2 动量方程的SPH离散
        2.3.3 时间积分
        2.3.4 算子分裂
        2.3.5 基于状态方程的SPH框架
    2.4 本章小结
3 基于不可压缩SPH的海浪模拟框架
    3.1 不可压缩性
    3.2 压力Poisson方程
    3.3 Divergence-Free SPH
        3.3.1 速度散度解算器
        3.3.2 恒定密度解算器
        3.3.3 DFSPH算法流程
        3.3.4 不可压缩性验证
    3.4 Hybrid SPH
        3.4.1 密度约束解算器
        3.4.2 Hybrid SPH算法流程
        3.4.3 不可压缩性验证
    3.5 Divergence-Free PBF
        3.5.1 速度散度约束解算器
        3.5.2 不可压缩性验证
    3.6 实验结果与分析
        3.6.1 解算时间分析
        3.6.2 收敛性分析
        3.6.3 时间步长分析
        3.6.4 仿真效果展示
    3.7 本章小结
4 边界处理与流固交互场景建模
    4.1 三维Poisson盘采样
        4.1.1 生成采样初始点集
        4.1.2 网格划分
        4.1.3 表面采样
        4.1.4 采样结果展示
    4.2 边界处理模型
        4.2.1 粒子密度修正
        4.2.2 控制方程修正
        4.2.3 约束修正
        4.2.4 刚体运动模型
    4.3 仿真效果展示
    4.4 本章小结
5 基于SPH框架的海上溢油与风场建模
    5.1 粒子数密度模型
        5.1.1 粒子密度修正
        5.1.2 控制方程修正
        5.1.3 约束修正
    5.2 随机脉冲风场建模
        5.2.1 基于Perlin噪声的风场扰动
        5.2.2 风速的垂向衰减
        5.2.3 脉动风场
    5.3 仿真结果展示
        5.3.1 海上溢油场景仿真结果
        5.3.2 随机脉冲风场仿真结果
    5.4 本章小结
6 面向SPH框架的海洋表面重构
    6.1 多边形表面网格重构
        6.1.1 基于Level set方法的表面定义
        6.1.2 隐式表面的多边形化
    6.2 屏幕空间流体
        6.2.1 深度纹理
        6.2.2 深度纹理滤波
        6.2.3 各向异性深度纹理
        6.2.4 重建观察空间位置与法向量
        6.2.5 厚度图
    6.3 仿真结果
    6.4 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间的科研成果
致谢

(3)高频源约束的大地震震源机制复杂性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 台阵反投影技术综述
        1.1.1 反投影方法研究破裂过程的意义
        1.1.2 反投影技术研究进展
        1.1.3 反投影技术存在的问题
    1.2 矩心矩张量反演综述
        1.2.1 矩心矩张量反演的意义
        1.2.2 矩心矩张量反演的研究进展
        1.2.3 矩心矩张量反演中存在的问题
    1.3 多点震源机制反演综述
        1.3.1 多点震源机制反演的意义
        1.3.2 多点震源机制反演的研究进展
        1.3.3 多点震源机制反演存在的问题
    1.4 论文研究目的与内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
    1.5 论文结构
第二章 广义台阵技术的改进与拓展
    2.1 概述
    2.2 台阵反投影技术的基础理论及方法
        2.2.1 原理与方法
        2.2.2 破裂参数的估计
    2.3 台阵响应的加权优化
        2.3.1 台阵响应函数的物理意义与实际问题
        2.3.2 基于高斯函数的优化
        2.3.3 台阵几何分布对台阵响应函数的影响
        2.3.4 台阵响应优化效应的数值实验
    2.4 台阵响应优化技术在实际震例中的应用
        2.4.1 2018年1月23日阿拉斯加湾Mw7.9地震反投影成像结果
    2.5 广义台阵技术的拓展(一):基于S波的反投影
        2.5.1 远场S震相反投影存在的问题
        2.5.2 利用远场S震相对2013年鄂霍茨克海Mw8.3深震反投影成像
    2.6 广义台阵技术的拓展(二):基于PKIKP震相的反投影
        2.6.1 PKIKP震相反投影存在的问题
        2.6.2 利用PKIKP震相对2012 年苏门答腊近海Mw8.6 地震反投影成像
    2.7 小结
第三章 基于多震相的矩心矩张量反演
    3.1 概述
    3.2 矩心矩张量反演的基础理论
        3.2.1 点源的矩张量反演
        3.2.2 矩心位置的矩张量反演
    3.3 体波、地幔波的矩心矩张量反演
        3.3.1 矩心矩张量反演的常规方法
        3.3.2 利用网格搜索求矩心矩张量
    3.4 利用W-phase进行矩心矩张量反演
        3.4.1 W-phase概述
        3.4.2 W-phase的提取
        3.4.3 利用W-phase振幅对震级的预估(Peak-to-Peak)
        3.4.4 W-phase矩心时间的搜索
        3.4.5 W-phase矩心空间的搜索
        3.4.6 震级的标定
    3.5 矩心矩张量反演的数值实验
        3.5.1 矩张量差的矢量化
        3.5.2 台站分布对点源矩张量反演的影响(W-phase)
        3.5.3 随机噪声对点源矩张量反演的影响
        3.5.4 矩心时间对反演的影响
        3.5.5 子事件时空位置对矩心矩张量反演的影响
        3.5.6 Peak-to-Peak对震级和走向的快速估计
    3.6 矩心矩张量反演的应用
        3.6.1 2010年2月27日智利Mw8.8地震矩心矩张量解
        3.6.2 2011年3月11日东日本Mw9.0地震矩心矩张量解
        3.6.3 2018年1月23日阿拉斯加湾Mw7.9地震矩心矩张量解
        3.6.4 2018年8月17日斐济Mw8.2深源地震矩心矩张量解
        3.6.5 2020年1月28日古巴Mw7.7地震矩心矩张量解
    3.7 小结
第四章 基于高频源约束的震源机制反演
    4.1 概述
    4.2 多点震源机制反演的基础理论与方法
        4.2.1 多点震源机制反演的基础理论
        4.2.2 多点震源机制反演已有的方法
    4.3 结合台阵技术进行多点震源机制反演
        4.3.1 台阵技术研究多点震源机制存在的问题
        4.3.2 利用视震源时间函数对破裂方位进行估计
        4.3.3 连续震源模式的反演
        4.3.4 非连续震源模式的反演
    4.4 多点震源机制反演的数值实验
        4.4.1 解的非唯一性与模型的复杂性
        4.4.2 空间位置不确定性对反演结果造成的影响
        4.4.3 破裂速度对多点震源机制反演的影响
    4.5 多点震源机制反演的应用(一):连续震源
        4.5.1 利用高频辐射源信息对2001年昆仑山Mw7.8地震的直接反演
        4.5.2 利用高频辐射源信息对2010年智利Mw8.8地震的直接反演
    4.6 多点震源机制反演的应用(二):非连续震源
        4.6.1 2013年南斯科舍海岭Mw7.8地震的矩心矩张量解
        4.6.2 2013年南斯科舍海岭Mw7.8地震的视震源时间函数分析
        4.6.3 2013年南斯科舍海岭Mw7.8地震高频辐射源时空特征分析
        4.6.4 2013年南斯科舍海岭Mw7.8地震的多点震源机制解
    4.7 小结
第五章 讨论与展望
    5.1 讨论
        5.1.1 台阵反投影技术
        5.1.2 矩心矩张量反演
        5.1.3 震源机制的时空变化
    5.2 展望
        5.2.1 台阵反投影技术
        5.2.2 矩心矩张量反演
        5.2.3 震源机制的时空变化
参考文献
致谢
附录 A:拓展台阵反投影软件使用说明
    A.1 功能
    A.2 输入文件及格式
    A.3 输出文件及格式
    A.4 方法与原理
    A.5 安装与运行
    A.6 界面与菜单的使用
附录 B:多震相矩心矩张量反演软件(MPCMT)说明
    B.1 功能
    B.2 输入文件及格式
    B.3 输出文件及格式
    B.4 方法与原理
    B.5 安装与运行
    B.6 界面与菜单的使用
作者简历、在学期间研究成果与发表文章
    作者简历
    在学期间研究成果及发表文章

(4)复杂电磁问题分治算法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 本课题的研究现状
        1.2.1 快速算法
        1.2.2 区域分解
        1.2.3 直接解法
    1.3 本文的主要工作及撰写安排
    1.4 参考文献
        1.4.1 快速算法
        1.4.2 区域分解
        1.4.3 直接解法
第二章 面向复杂目标的多向多层快速复空间多极子算法
    2.1 引言
    2.2 多层算法框架
        2.2.1 经典多层结构
        2.2.2 方向性多层结构
        2.2.3 进一步的讨论
    2.3 复空间多极子表示
        2.3.1 经典转移算子
        2.3.2 高斯波束转移算子
        2.3.3 不变量关系
    2.4 数值积分与球面插值
        2.4.1 插值点与积分点相分离
        2.4.2 球冠区域上的数值积分
        2.4.3 单位球面上的局部插值
    2.5 算法步骤与复杂度分析
        2.5.1 算法建立阶段
        2.5.2 算法求解阶段
        2.5.3 算法复杂度分析
    2.6 数值算例
        2.6.1 算法基本性能测试与分析
        2.6.2 面向典型情形的计算和验证
        2.6.3 进一步的讨论
    2.7 本章小结
    2.8 参考文献
第三章 面向电大问题的数值稳定的多向多层快速非均匀平面波算法
    3.1 引言
    3.2 快速非均匀平面波算法基本公式
        3.2.1 非均匀平面波展开
        3.2.2 最陡下降路径与数值积分
        3.2.3 方向图函数外推与插值
        3.2.4 关于加窗特性的讨论
    3.3 多层结构与格林函数展开式
        3.3.1 基于线性远场条件的经典多层结构
        3.3.2 基于二次远场条件与有效窗的方向性多层结构
    3.4 数值稳定性分析与参数控制
        3.4.1 关键模块和分析对象
        3.4.2 被积函数的幅度特性
        3.4.3 最陡下降路径的截断点
        3.4.4 路径区间上的数值积分
        3.4.5 外推核函数的幅度特性
        3.4.6 方向图函数的幅度特性
        3.4.7 方向图函数的外推误差
        3.4.8 总结与讨论
    3.5 球面样点与算法步骤
        3.5.1 坐标系和球面样点
        3.5.2 算法的建立与执行
    3.6 数值算例
        3.6.1 面向电大问题的计算和验证
    3.7 本章小结
    3.8 参考文献
第四章 基于完全匹配层的多向多层快速同伦多极子算法
    4.1 引言
    4.2 基于完全匹配层的格林函数展开式
        4.2.1 基于完全匹配层的模式级数
        4.2.2 场点和源点分离表示
        4.2.3 均匀平面波表示
    4.3 空谱域方向性多层框架
        4.3.1 基于等效源的方向性多层算法
        4.3.2 基于平面波的方向性多层算法
    4.4 完全匹配层的配置和误差分析
        4.4.1 完全匹配层复厚度的选择
        4.4.2 矩形波导复模式级数的特性
        4.4.3 定向性圆锥的角度量级
        4.4.4 方向图函数的复平面外推
        4.4.5 总结和讨论
    4.5 同伦路径
        4.5.1 内蕴的同伦路径
        4.5.2 关于内在联系的讨论
    4.6 数值算例
        4.6.1 测试计算性能
    4.7 本章小结
    4.8 参考文献
第五章 基于预拆分格林函数的电磁多尺度问题高效分析方法
    5.1 引言
    5.2 基于预拆分格林函数的方法
        5.2.1 预拆分格林函数
        5.2.2 传输波相关的计算
        5.2.3 凋落波相关的计算
        5.2.4 进一步的讨论
    5.3 数值算例
        5.3.1 验证算法的正确性
        5.3.2 测试算法的计算性能
        5.3.3 面向实际目标的计算
    5.4 本章小结
    5.5 附录1 相关的格林函数表达式
    5.6 附录2 三阶矩阵解析求逆公式
    5.7 参考文献
第六章 复杂电大问题的积分方程黑盒重叠型区域分解方法
    6.1 引言
    6.2 区域分解策略
        6.2.1 基于几何模型的区域分解方法
        6.2.2 面向网格模型的盲几何区域分解方法
    6.3 基本迭代方案
        6.3.1 描述基本变量
        6.3.2 描述基本迭代过程
        6.3.3 显式扩展矩阵表示
        6.3.4 外迭代收敛性和鲁棒性问题
    6.4 序列加速收敛
        6.4.1 外迭代过程和改进的思路
        6.4.2 序列加速收敛的安德森加速法
        6.4.3 强化的区域分解迭代方案
        6.4.4 相关讨论
    6.5 外迭代收敛性分析
        6.5.1 特征值和谱半径
        6.5.2 收敛特性
    6.6 数值算例
        6.6.1 面向强谐振目标的计算性能
        6.6.2 面向实际电大目标的计算性能
    6.7 本章小结
    6.8 参考文献
第七章 基于卡尔德隆预条件组合场积分方程的重叠型区域分解方法
    7.1 引言
    7.2 良态积分方程
        7.2.1 电磁散射模型和基本积分算子
        7.2.2 卡尔德隆预条件组合场积分方程
    7.3 基于卡尔德隆预条件组合场积分方程的重叠型区域分解方法
        7.3.1 区域分解算法建立阶段
        7.3.2 区域分解算法执行阶段
    7.4 算法步骤的注意事项
        7.4.1 区域分解与区域边界
        7.4.2 复合算子的中间空间
    7.5 数值算例
        7.5.1 验证算法的正确性
        7.5.2 测试算法的鲁棒性
        7.5.3 针对实际目标的计算性能
        7.5.4 相关讨论
    7.6 本章小结
    7.7 参考文献
第八章 基于纽曼级数和骨架分解的积分逆算子稀疏表示
    8.1 引言
    8.2 积分方程纽曼级数解法
        8.2.1 积分方程
        8.2.2 纽曼级数解
    8.3 逆矩阵的纽曼级数表示
        8.3.1 原矩阵分解表示
        8.3.2 逆矩阵级数表示
    8.4 近场矩阵的骨架分解
        8.4.1 基本思路
        8.4.2 单组消元
        8.4.3 单层消元
        8.4.4 多层消元
        8.4.5 近场矩阵分解表示
    8.5 算法的建立与执行
    8.6 数值算例
    8.7 本章小结
    8.8 参考文献
第九章 全文总结与展望
    9.1 全文总结
    9.2 心得体会
    9.3 后续展望
作者读博期间取得的成果
作者简介
致谢

(5)含减震外挂墙板装配式混凝土框架结构抗震性能研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 金属消能器研究现状
        1.2.2 含金属消能器结构研究现状
        1.2.3 含EDCP结构研究现状
        1.2.4 消能器位置优化研究现状
        1.2.5 减震结构设计方法研究现状
    1.3 本文的主要任务
第二章 含EDCP装配式混凝土壁式框架结构试验与数值模拟方法研究
    2.1 含EDCP装配式混凝土壁式框架结构拟静力试验简介
        2.1.1 试验试件设计
        2.1.2 U型钢板消能器拟静力试验
        2.1.3 含EDCP装配式混凝土壁式框架拟静力试验
    2.2 含EDCP装配式混凝土壁式框架结构精细有限元模拟方法研究
        2.2.1 MSC.Marc分析方法简介
        2.2.2 U型钢板消能器模型的建立及校准
        2.2.3 含EDCP装配式混凝土壁式框架精细有限元模型建立
        2.2.4 分析结果与试验结果对比
        2.2.5 不含EDCP结构模拟结果对比分析
    2.3 含EDCP装配式混凝土壁式框架结构简化有限元模拟方法研究
        2.3.1 U型钢板消能器简化模型
        2.3.2 外挂墙板简化模型
        2.3.3 第一种含EDCP装配式壁式框架结构简化模型
        2.3.4 第二种含EDCP装配式壁式框架结构简化模型
    2.4 本章小结
第三章 含EDCP装配式混凝土框架结构减震特征分析
    3.1 抗震及减震结构设计
        3.1.1 抗震结构设计
        3.1.2 减震结构设计
    3.2 基于MSC.Marc的有限元模型
        3.2.1 有限元模型建立
        3.2.2 PKPM模型与Marc模型质量转化与对比验证
        3.2.3 阻尼矩阵的确定
        3.2.4 地震动的输入选择
    3.3 抗震与减震结构自振特性分析
    3.4 多遇地震下结构地震响应和减震效果分析
        3.4.1 结构楼层位移
        3.4.2 结构层间位移角
        3.4.3 结构顶点位移时程
        3.4.4 结构基底剪力
        3.4.5 消能器出力与变形
        3.4.6 消能器滞回耗能及延性系数
    3.5 罕遇地震下结构地震响应和减震效果分析
        3.5.1 结构楼层位移
        3.5.2 结构层间位移角
        3.5.3 结构顶点位移时程
        3.5.4 结构基底剪力
        3.5.5 消能器出力与变形
        3.5.6 消能器滞回耗能及延性系数
        3.5.7 结构损伤
    3.6 本章小结
第四章 含EDCP装配式混凝土框架结构减震关键设计参数影响规律及消能器优化布置
    4.1 消能器设计参数对减震结构减震性能影响
        4.1.1 刚度比与屈服力比
        4.1.2 地震动输入选择
        4.1.3 减震效果比较
    4.2 外挂墙板洞口对减震结构减震性能影响
    4.3 消能器优化布置对减震结构减震性能影响
        4.3.1 消能器优化布置方法
        4.3.2 本文结构消能器布置方案
        4.3.3 减震效果比较
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

(6)隔热瓦式热防护系统集成设计及软件开发(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 世界范围内最新可重复使用飞行器简介
        1.2.2 热防护系统简介
        1.2.3 TPS自动化设计软件系统介绍
    1.3 本文的研究内容与工作
第二章 传热计算与厚度设计的基本原理及综合运用
    2.1 引言
    2.2 传热学
        2.2.1 传热理论介绍
        2.2.2 基于Abaqus参数化建模功能的简化模型建立
    2.3 优化方法
        2.3.2 优化方法介绍
        2.3.3 基于Isight的优化方法实现
    2.4 热防护材料自动化厚度设计系统
    2.5 本章小结
第三章 可视化交互式几何外形建模技术
    3.1 引言
    3.2 几何外形数据格式
    3.3 交互式可视化的要求与功能实现
        3.3.1 功能要求
        3.3.2 功能实现与开发
    3.4 本章小结
第四章 热流数据处理方法
    4.1 引言
    4.2 原始热流格式
    4.3 热流数据映射
        4.3.1 理论映射方法
        4.3.2 数据映射算例
    4.4 热流—时间曲线包络
        4.4.1 曲线包络方法
        4.4.2 曲线包络算例
    4.5 本章小结
第五章 TPS自动化设计总体方案及软件系统开发
    5.1 引言
    5.2 自动化设计软件系统要求
    5.3 软件系统开发
    5.4 软件功能验证
    5.5 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
附录 I:ABAQUS参数化建模代码

(7)熔融沉积树状支撑算法设计及扫描路径规划与试验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 熔融沉积快速成型技术基本原理
    1.3 熔融沉积快速成型技术国内外研究现状
        1.3.1 熔融沉积切片算法研究现状
        1.3.2 熔融沉积支撑算法研究现状
        1.3.3 熔融沉积扫描路径规划算法研究现状
    1.4 熔融沉积技术尚待解决与改进的关键问题
    1.5 课题主要研究内容
第二章 基于STL模型数据特征的切片分层算法研究
    2.1 STL数字模型文件格式与解析方式
    2.2 基于STL模型数据特征的切片分层算法
        2.2.1 基于高度特征的三角面片分组
        2.2.2 面片相交截线段计算
        2.2.3 基于最优连接点选择法的封闭轮廓信息获取
    2.3 切片分层算法仿真验证
        2.3.1 仿真验证环境
        2.3.2 仿真结果与分析
    2.4 本章小结
第三章 基于切片轮廓信息的树状支撑算法研究
    3.1 待支撑区域识别算法
        3.1.1 基于面片倾角的待支撑区域识别算法
        3.1.2 轮廓环意义的识别
        3.1.3 待支撑区域识别算法效果验证
    3.2 树状支撑结构生成算法
        3.2.1 基于切片轮廓信息的树状支撑生成原理
        3.2.2 切片组内圆锥与模型实体相交运算
        3.2.3 切片组内圆锥与圆锥相交运算
    3.3 树状支撑截面形状设计
    3.4 树状支撑算法仿真验证
    3.5 本章小结
第四章 基于熔丝宽度修正模型的复合路径规划算法研究
    4.1 熔丝截面宽度模型
        4.1.1 单根熔丝截面宽度模型
        4.1.2 熔丝截面宽度修正模型
        4.1.3 熔丝截面宽度修正模型参数分析
    4.2 复合路径规划算法
        4.2.1 单调区域划分
        4.2.2 凸多边形划分
        4.2.3 轮廓偏置算法
        4.2.4 蜂窝填充算法
        4.2.5 空行程优化
    4.3 复合路径规划算法仿真验证
    4.4 本章小结
第五章 熔融沉积试验平台搭建与算法验证分析
    5.1 熔融沉积试验平台搭建
        5.1.1 机械系统设计
        5.1.2 控制系统设计
    5.2 基于STL模型数据特征的切片分层算法性能验证
    5.3 基于切片轮廓信息的树状支撑算法试验验证
        5.3.1 面片临界角分析试验
        5.3.2 最大间隔距离分析试验
        5.3.3 树状支撑算法试验验证
    5.4 基于熔丝宽度修正模型的复合路径规划算法试验验证
        5.4.1 熔丝截面宽度修正模型试验验证
        5.4.2 复合路径规划算法试验验证
    5.5 本章小结
第六章 总结展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
在校期间的研究成果及发表的学术论文

(8)柔性触觉传感阵列的滑移检测力学建模及其表面识别研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 触觉传感器的国内外研究现状
        1.2.2 触觉传感器的力学建模分析的国内外研究现状
        1.2.3 触觉传感器检测性能的国内外研究现状
    1.3 当前尚待深入研究的问题
    1.4 论文主要研究内容与框架
    1.5 本章小结
第2章 柔性触觉传感单元的初始滑移阶段力学模型
    2.1 引言
    2.2 柔性触觉传感阵列的结构设计
    2.3 基于梁束理论的传感单元的初始滑移阶段力学模型
        2.3.1 梁束理论基本思想
        2.3.2 三维梁束模型的静态简化
        2.3.3 三维梁束模型的构建方法
        2.3.4 三维梁束模型的结果分析
    2.4 传感单元力学模型的仿真对比及其误差补偿
        2.4.1 传感单元的有限元建模
        2.4.2 三维梁束模型与仿真结果的对比分析
        2.4.3 三维梁束模型的误差补偿
    2.5 本章小结
第3章 柔性触觉传感单元的整体滑动阶段力学模型
    3.1 引言
    3.2 基于分形理论的物体表面重建方法
        3.2.1 分形理论基本思想
        3.2.2 基本分形参数的测定
        3.2.3 基于W-M函数准三维扩展的表面重建
    3.3 基于梁束理论的传感单元的整体滑动阶段力学模型
        3.3.1 传感单元法向力计算模型
        3.3.2 传感单元法向力时间序列的计算与分析
    3.4 本章小结
第4章 柔性触觉传感阵列的滑移检测方法
    4.1 引言
    4.2 基于小波变换理论的滑移检测方法
    4.3 柔性触觉传感阵列滑移检测的有限元仿真分析
        4.3.1 柔性触觉传感阵列的有限元建模
        4.3.2 柔性触觉传感阵列滑移检测的仿真结果
    4.4 柔性触觉传感阵列的制造及其滑移检测实验研究
        4.4.1 柔性触觉传感阵列的制造工艺
        4.4.2 柔性触觉传感阵列的滑移检测实验研究
    4.5 本章小结
第5章 基于柔性触觉传感阵列的物体表面识别方法
    5.1 引言
    5.2 面向规则纹理表面的信息提取方法
        5.2.1 相位差算法的工作原理
        5.2.2 相位差算法的仿真验证
        5.2.3 相位差算法的实验研究
    5.3 基于神经网络算法的表面材质分类方法
        5.3.1 BP神经网络的工作原理
        5.3.2 物体表面材质分类的实验研究
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
作者简历

(9)基于电子束扫描的高功率束流剖面测量系统样机研制(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 常用剖面探测器介绍
    1.2 电子束探针发展历史
    1.3 论文背景
    1.4 论文研究内容
第2章 电子束探针相关理论及模拟
    2.1 电子偏转及束流分布重建理论
    2.2 平行电子束扫描理论
    2.3 数值模拟
        2.3.1 算法描述
        2.3.2 用快速扫描方式重建束流横向分布(单粒子程序)
        2.3.3 用快速扫描方式重建束流横向分布(多粒子程序)
        2.3.4 用慢速扫描方式重建束流横向分布
        2.3.5 束团纵向分布重建
    2.4 本章小结
第3章 电子枪研制及测试
    3.1 热电子发射理论
    3.2 电子枪模拟
        3.2.1 CST软件优化枪引出结构
        3.2.2 SAM软件模拟热发射
        3.2.3 SIMION软件模拟电子光学系统
        3.2.4 三款软件模拟对比
    3.3 电子枪设计加工
        3.3.1 阴极选择
        3.3.2 高压电源选择
        3.3.3 机械设计
        3.3.4 机械加工及准直测量
    3.4 电子枪调试
        3.4.1 电子枪调试束线搭建
        3.4.2 电子枪伏安特性测量
        3.4.3 发射度测量
    3.5 电子束偏转测试
    3.6 本章小结
第4章 电子束探针设计以及搭建
    4.1 总体设计
    4.2 磁屏蔽模拟及设计
    4.3 束线安装及机械准直
    4.4 本章小结
第5章 电子束探针初步调试
    5.1 离子源介绍
    5.2 电子束斑聚焦调试
    5.3 偏转板测试
    5.4 基于束流的准直
    5.5 初步测量结果
        5.5.1 离散点求导算法
        5.5.2 第一次测量
        5.5.3 第二次测量
    5.6 本章小结
第6章 总结展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录 A 格林函数推导
附录 B 多项式分布电场求解
附录 C 三维椭球对称GAUSSIAN分布电场求解
附录 D 三维BI-GAUSSIAN分布电场求解
附录 E 三维HALO分布电场求解
附录 F 五维MAXWELL-BOLTZMANN分布随机数生成
附录 G 实验数据处理算法
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(10)基于特征识别的激光选区熔化工艺策略智能规划方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 激光选区熔化技术概述
        1.1.1 激光选区熔化技术流程
        1.1.2 激光选区熔化技术特点
    1.2 激光选区熔化工艺数据处理研究现状
        1.2.1 切层轮廓计算
        1.2.2 激光扫描路径规划
    1.3 激光选区熔化成形特征结构国内外研究现状
        1.3.1 悬垂特征结构
        1.3.2 薄壁特征结构
        1.3.3 特征结构成形研究的不足
    1.4 本论文的课题来源和研究意义
        1.4.1 课题来源
        1.4.2 课题意义
    1.5 论文主要研究内容
2 大规模复杂STL模型切层轮廓并行计算方法
    2.1 技术路线分析
    2.2 STL模型索引信息构建
    2.3 切层轮廓并行计算
        2.3.1 切线段求交
        2.3.2 基于共点“焊接”策略的切层轮廓构建方法
        2.3.3 轮廓数据优化
    2.4 算法实现与测试分析
        2.4.1 切层轮廓并行计算调度策略
        2.4.2 算法测试与分析
        2.4.3 计算效率对比
    2.5 本章小结
3 基于连通实体区域几何信息判别的扫描路径规划方法
    3.1 算法研究分析
    3.2 连通实体区域提取
    3.3 连通实体区域几何信息计算
        3.3.1 连通实体区域投影跨度值计算
        3.3.2 面积比值计算
    3.4 连通实体区域扫描方式自适应分配
    3.5 算法实现与测试分析
    3.6 本章小结
4 基于结构特征识别的工艺策略分区域规划方法
    4.1 基于法向判别的悬垂特征区域识别
        4.1.1 悬垂三角面片的判别
        4.1.2 倾斜悬垂结构的识别与区域划分
        4.1.3 水平悬垂结构的识别与区域划分
    4.2 基于约束Delaunay三角剖分的薄壁特征区域识别
        4.2.1 Delaunay三角剖分基本介绍
        4.2.2 薄壁区域边界顶点识别
        4.2.3 薄壁区域划分
    4.3 本章小结
5 工艺数据处理软件系统开发及基于特征识别的实验测试
    5.1 工艺数据处理软件系统开发
        5.1.1 功能需求分析
        5.1.2 软件架构设计
        5.1.3 软件系统功能
    5.2 基于特征识别的工艺策略分区域规划实验测试
        5.2.1 实验内容和目的
        5.2.2 实验设备和实验材料
        5.2.3 实验方法
        5.2.4 结果与分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 不足与展望
致谢
参考文献
附录

四、一种基于单层包络控制的三角形网格简化算法(论文参考文献)

  • [1]有砟铁路道床动力特性的离散元并行计算及试验研究[D]. 李勇俊. 大连理工大学, 2020(01)
  • [2]航海模拟器中基于物理模型的海洋场景建模[D]. 李海江. 大连海事大学, 2020(01)
  • [3]高频源约束的大地震震源机制复杂性研究[D]. 张喆. 中国地震局地球物理研究所, 2020(03)
  • [4]复杂电磁问题分治算法研究[D]. 朱广豫. 东南大学, 2020
  • [5]含减震外挂墙板装配式混凝土框架结构抗震性能研究[D]. 何沅臻. 合肥工业大学, 2020(02)
  • [6]隔热瓦式热防护系统集成设计及软件开发[D]. 王东伟. 南京航空航天大学, 2020(07)
  • [7]熔融沉积树状支撑算法设计及扫描路径规划与试验研究[D]. 龚张顺. 南京航空航天大学, 2020(07)
  • [8]柔性触觉传感阵列的滑移检测力学建模及其表面识别研究[D]. 陈稼宁. 浙江大学, 2020
  • [9]基于电子束扫描的高功率束流剖面测量系统样机研制[D]. 冯永春. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2019(01)
  • [10]基于特征识别的激光选区熔化工艺策略智能规划方法研究[D]. 管志方. 南京理工大学, 2020(01)

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一种基于单层包络控制的三角网格简化算法
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