基于分片参数化的保特征结构化网格生成方法

在数值模拟仿真中,四边形结构化网格具有稳定性好、精度高、收敛速度快等优势,因此四边形网格的生成和优化具有重要意义.针对保特征的高质量四边形结构化网格生成困难的问题,提出一种基于分片参数化的保特征结构化网格生成方法.首先提取模型特征信息,并使用特征信息和亏格数量分解模型,获取一组三维面片;然后通过参数化方法将三维面片投影到二维参数域,并在二维参数域利用标架场方法进行结构化分区;再将二维分区反投影到原模型以获取三维分区,并基于整数规划方法求解边界离散段数模型;最后在二维参数域生成四边网格模型,并通过迭代光顺优化网格质量,将网格反投影到原模型,得到最终的高质量表面结构化网格.实验结果表明,所提方法能保持模型特征信息,且生成网格质量比现有方法高.

多源多目标扫掠体的全六面体网格自动生成算法

为实现多源多目标扫掠体六面体网格生成,提出针对该类形体的全六面体网格自动生成算法.该算法结合虚面和虚拟分解算法,将多源多目标扫掠体自动分解为多个多源扫掠子体;再采用多源扫掠网格生成方法生成各子体网格,整体网格则由各子体网格自动组合而成.文中给出了完整的虚拟分解算法,在虚拟分解流程中的"压印"环节利用改进的边界约束Delaunay三角化方法统一处理各类情形,避免了传统算法复杂的分类讨论.最后给出多个网格实例及其网格质量数据,验证了文中算法的实用性.

基于2D游戏引擎的设计

游戏引擎是游戏软件中的核心组成部分,完成游戏中输入输出处理,图像处理、动画处理、音效处理、碰撞检测、物理系统和人工智能等功能。本文提出了一种2D游戏引擎的设计和实现,基于此游戏引擎程序员可以开发出各类单机2D游戏。

一种基于P2P多人在线即时通信系统的服务器架构

随着P2P网络的飞速发展,P2P网络技术已经成为当今IT技术领域研究与应用的热点。本文介绍了4种典型的P2P网络结构并介绍了基于P2P多人在线即时通信系统的服务器架构。该架构具有一定的稳定性和可扩展性,对多人在线即时通信系统的构建具有很好的指导作用。

多源扫掠体全六面体网格自动生成算法

引入虚面概念和虚拟分解算法,将多源面单目标面扫掠体(简称多源扫掠体)自动分解为多个单源面单目标面扫掠体(简称单源扫掠体).针对每个单源扫掠体,先生成虚面网格,然后生成包含虚面的单源扫掠体网格,以保证共享虚面上的网格一致性.单源扫掠体网格生成的关键是内点定位,通过改进仿射变换求解算法,解决了已有算法的2个缺陷,一是源面边界点共面时仿射函数不唯一,二是源面、目标面和扫掠路径弯曲时内部单元可能会扭曲.数值试验表明,新的内点定位算法在网格质量和执行效率上都要优于已有算法.与某商业软件扫掠网格生成结果的对比也验证了本文算法的实用性.

三维有限元网格尺寸场光滑化的优化模型和算法

针对单元尺寸值过渡剧烈会导致有限元网格包含低质量单元的问题,提出基于优化原理的单元尺寸场光滑化理论及对应的几何自适应四面体网格生成算法.首先输入CAD模型,生成一套覆盖模型内部的非结构背景网格;然后结合用户参数计算背景网格点上的曲率和邻近特征,以获得自适应CAD模型几何特征的初始单元尺寸场;再以最小化初始单元尺寸场的改变为目标,以单元尺寸值过渡受控为约束,通过求解一类凸优化问题光滑初始尺寸场;最后以光滑后的尺寸场为输入,先后在CAD模型表面与内部生成曲面网格和实体网格.实验结果表明,文中算法仅需5个用户参数,即可在给定CAD模型内部全自动生成高质量的四面体网格.

联焰稳流器对驻涡燃烧室性能的影响分析

为考察联焰稳流器对驻涡燃烧室的流场和性能的影响,应用高端数字样机系统进行了设计和数值计算。在典型驻涡燃烧室三维模型上添加了联焰稳流器,分析了2个燃烧室模型在不同进口马赫数条件下的冷态流场结构和总压损失。选取进口马赫数为0.2的工况,对2个模型的燃烧流场进行对比,分析了联焰稳流器对燃烧室性能的影响。结果表明：驻涡燃烧室的NOx排放低于普通构型燃烧室;添加联焰稳流器后,驻涡区能更好地实现与主流区的物质交换,避免因主流速度过快,切断驻涡区与主流区的能量传递;燃烧效率从97%提高至99%,出口温度分布系数从0.92降为0.49;2个模型各冷态工况的总压损失也分别增加2%~12%。

浅谈2D游戏的一些技术方法

游戏是计算机世界一个不断发展的领域。各种技术层出不穷,很多时候,一个意想不到的想法很有可能使一款游戏走红。但毕竟摩天大楼也是一层层建起来的,本文将引领读者了解一些2D游戏常用的技术方法。

一种改进的基于密度和样本数量的K-means算法

对原始K-means算法进行了研究,通过改进,算法能够自动找出合适的k值,并且最大限度的找出孤立点。首先,寻找样本容量的最大可能初始聚类数n。然后做样本圆,将样本圆等分为n份,依据样本点的位置将样本归属到相应的份里,对初始的n个类进行聚类。最后通过应用DBSCAN算法的小类合并策略将需要合并的小类进行了合并。为了测试改进算法的聚类性能,将改进后的算法源码放在新西兰怀卡托大学所开发的开源平台"weka"上,在多个数据集上与原始K-means算法进行了对比实验,验证了改进算法在聚类质量和聚类稳定性上都远优于原始K-means算法。

基于矢量场的二维区域全自动四边网格生成

为了实现任意二维几何模型的高质量分块结构四边形网格自动生成,提出一种基于矢量场的二维区域全自动分解方法.首先利用边界元法求解拉普拉斯型控制方程,获取一个反映模型边界几何特征、覆盖整个问题域的矢量场;然后结合矢量与标架的映射关系,将计算得到的矢量场转化为标架场;最后通过分析标架场的奇异结构将问题域分解成多个四边子区域,并在每个子区域利用映射法生成高质量的结构四边形网格.通过复杂区域的网格生成实例,验证了该方法的有效性和可靠性.

采用等几何质点-弹簧模型的布料动态仿真方法

为了高效实时地模拟出布料的动态效果,提出一种基于等几何分析思想的布料动态仿真方法.首先使用张量积Bézier曲面来构建布料几何模型;然后对布料的质点进行受力分析,并直接在该曲面上进行质点-弹簧模型数值求解;最后将更新后的质点的位置和速度变换到等几何布料曲面的控制顶点上,进行实时的碰撞处理.实验结果表明,该方法无需预先对布料进行三角网格剖分,可精确地表示布料几何模型;同时在较少的自由度数目下,可得到高精度的动态仿真效果,提高了仿真效率;可在CPU仿真环境下进行实时的动态仿真,适用于对实时性要求较高的虚拟试衣等工程应用领域.

一类面向高阶精度自适应流动计算的流场插值方法

网格自适应技术和高阶精度数值方法是提升计算流体力学复杂问题适应能力的有效技术途径.将这两项技术结合需要解决一系列技术难题,其中之一是高阶精度流场插值.针对高阶精度自适应流动计算,提出一类高精度流场插值方法,实现将前一迭代步网格中流场数值解插值到当前迭代步网格中,以延续前一迭代步中的计算状态.为实现流场插值过程中物理量守恒,该方法先计算新旧网格的重叠区域,然后将物理量从重叠区域的旧网格中转移到新网格中.为满足高阶精度要求,先采用k-exact最小二乘方法对旧网格上的数值解进行重构,获得描述物理量分布的高阶多项式,随后采用高阶精度高斯数值积分实现物理量精确地转移到新网格单元上.最后,通过一个具有精确解的数值算例和一个高阶精度自适应流动计算算例验证了本文算法的有效性.第一个算例结果表明当网格规模固定不变时,插值精度阶数越高,插值误差越小;第二个算例显示本文方法可以有效缩短高精度自适应流动计算的迭代收敛时间.