小口径定距空爆弹末端防空拦截实时模拟及开舱距离研究

针对现有小口径定距空爆弹末端防空拦截及开舱距离模拟中,无法体现开舱后子弹云团与目标的动态交会过程,并忽略了定距空爆引信实际启动规律,导致毁伤效能评估不准确的问题,开展小口径定距空爆弹末端防空拦截实时模拟及开舱距离进行研究。通过建立多束定向预制破片战斗部、弹目交会及以巡航导弹为拦截目标的等效目标数值模型,搭建小口径定距空爆弹末端防空拦截实时模拟平台。基于实时模拟平台,引入武器系统误差与定距空爆引信实测启动规律,分析炮弹在不同射击距离下开舱距离与毁伤效能的关系,并对小口径定距空爆弹引信技术发展方向进行展望。研究结果表明,引信实际启动规律使得最优毁伤效能随射击距离的增加而减少的幅度增大,在射击远距离目标时,0~20 m的开舱距离内都存在着较高的完全脱靶率。

多体制卫星导航信号实时模拟仿真与处理技术

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)接收信号弱、采集困难的场景下,可控性高、灵活性好的GNSS软件模拟器优势尽显。目前的软件模拟器频点少、精度不高、运行速度慢,基于C/C++实现了高精度GPS/BDS/Galileo卫星导航实时模拟与处理系统,着重研究GNSS信号模拟端的算法与并行加速技术,完成了配置模块、相位计算模块、信号生成模块和复合量化模块的设计与实现,对相位计算模块进行GPU加速处理。采用差值拟合方法解决了采样信号伪距精度低的问题,采用基于CUDA架构的GPU/CPU协同运算加速方案,设计并开发了多体制卫星导航信号实时模拟仿真与处理系统架构。系统产生了GPS L1C/A、BDS B1I、BDS B2a、BDS B1C和GAL E1五个频点的数字中频信号,利用搭建的测试验证平台,验证了系统可用性,评估了不同场景、不同参数条件下的系统定位性能与加速效果。CUDA优化方法加速效果显著,BDS B1C、GAL E1、BDS B2a、BDS B1I和GPS L1C/A频点的加速比(加速前后运行速度之比)分别为12.30、9.07、7.21、2.86、2.27,其中GPS L1C/A频点基本可以实现实时模拟与接收及实时定位。

GPU中的流体场景实时模拟算法

为了实时模拟真实的大规模流体场景,提出一种基于平滑粒子流体力学(SPH)进行流体场景模拟的算法.首先提出了新的精细程度函数作为非均匀采样的依据,以减少实际模拟时所需的粒子数,提高模拟的速度;然后引入一种三维空间网格划分算法和改进的并行基数排序算法,以加快模拟过程中对邻域粒子和边界的查找及其相互作用的计算;最后使用最新的NVIDIA(CUDA(架构,将SPH的全部模拟计算分配到GPU流处理器中,充分利用GPU的高并行性和可编程性,使得对SPH方法的流体计算和模拟达到实时.实验结果表明,采用文中算法能对流体场景的计算模拟达到实时,并实现比较真实的模拟效果.与已有的SPH流体CPU模拟方法相比,其加速比达到2个数量级以上,同时相比已有GPUSPH方法,能模拟出更为丰富的细节效果.

船舶航行条件的实时模拟

简要介绍了船舶航行条件实时模拟的基本原理和船舶操纵运动数学模型及实时算法．通过某工程双线船闸下游引航道进闸航行条件的实时模拟。

大规模三维云实时模拟方法

针对虚拟环境中大规模三维云渲染开销大的问题,提出一种大规模三维云实时模拟方法.在云建模方面,利用Navier-Stokes流体力学公式模拟云的动态生成,提出一种基于八叉树的模型化简策略,减少了云模型粒子数;在渲染阶段,提出一种基于Cell的绘制更新策略,结合Impostor技术自动混合绘制三维云与Impostor,实现了大规模三维云的实时模拟.实验结果表明,该方法基于物理的方法模拟云,同时在绘制阶段根据视点的移动实时更新,效果逼真;与同类方法相比,基于Cell的绘制策略更新时计算量更小,有效地避免了绘制更新时常见的抖动和跳变问题.

空间光通信卫星平台振动实时模拟

根据SILEX和Landsat平台振动功率谱设计滤波器的幅频响应,通过滤波器对高斯白噪声进行滤波来模拟生成平台振动信号。用Matlab的Real-Time Windows Target把滤波器的Simulink仿真模型转换为实时程序。把程序模拟生成的方位和俯仰振动信号分别输出给两个正交放置的摆镜,通过摆镜的摆动来模拟平台振动对激光束光轴方向的影响。通过使用CCD对激光光斑脱靶量进行实时检测并分析脱靶量功率谱,验证了模拟结果的可信度。

基于物理模型的烟雾实时模拟

本文提出了一种基于物理模型的烟雾的实时数值模拟方法.真实感和实时性是计算机图形学追求的两个目标.传统的动画技术生成的物体运动是虚拟的,并不能完全反映物体的真实运动.与传统的动画技术相比,基于物理的动画更能表现运动的真实性.在用非粘性不可压欧拉方程表示烟雾的物理模型的基础上,利用破开算子法将其分解成外力项、对流项和投影项分别进行求解,每一步都稳定,因而整个求解也就稳定.求解过程的稳定性保证了模拟可以用大时间步长,也就保证了模拟的实时性.与传统的方法相比,能同时满足计算机图形学的真实感和实时性要求.

基于粒子系统的流场实时模拟

数学模型计算结果的显示大多以后处理的形式出现,存在显示时间滞后、存储数据量大、无交互性等方面的不足.应用计算机图形学中的粒子系统来模拟流场,通过分析粒子的存储结构和出生、发展、消亡的生命历程对流场模拟的实时性和模拟效果的影响,从显示方面提高了系统运行的实时性与真实性;采用调整显示时间的方式实现计算和显示时间同步及数据的实时传输,开发了集实时计算和显示于一体的流场模拟系统.

基于粒子系统的三维场地降雨实时模拟

粒子系统是实时模拟三维地形场景中具有真实感的降雨情景的一种有效方法。本文基于粒子系统的基本原理分析并提出了适用的雨粒子系统和雨粒子的属性 ,采用了把雨粒子产生区域定义为一个视图体顶部的外接长方体、用象素点和直线作为雨粒子的形状、降落过程的重力作用模拟、用粒子组实现雨粒子的连续补充和雨粒子的降落高度检测等新的方法及算法。试验结果表明 ,该方法能有效地再现三维地形环境场景中的降雨景象 ,在满足实时交互漫游的前提下表现出较强的真实感 。

蜻蜓飞行姿态的实时模拟测量

作为昆虫自由飞行姿态实时测量的预研课题 ,本文利用投影栅线法对真实蜻蜓翅膀在以适当频率摆动的机械驱动下模拟真实飞行时的三维形状变化进行了实时测量 .由于在图像采集 ,预处理 ,位相提取 ,抑噪声去包络等环节采取了一系列措施 ,克服了由于蜻蜓翅膀透明度高 ,表面微观起伏变化剧烈所导致的栅线条纹图的平均灰度、对比度和信噪比都很低而给数据处理带来的困难 .

发动机实时模拟系统中的发动机模型及其应用

计算机实时模拟技术在发动机电控系统的开发工作中受到越来越广泛的重视,而计算机实时模拟系统的核心是发动机模型。本文介绍了发动机实时模拟系统中几种主要的发动机模型,并给出了运用发动机模型建立实时模拟系统的实例。

基于重复纹理映射的动态云实时模拟研究

云是一种常见、普遍的自然现象,云的建模和渲染是计算机图形学领域的一个难点问题。利用重复纹理映射技术将多幅二维纹理图片加以组合,对三维动态云进行建模,通过瞬时对云进行平移、缩放等操作来模拟云的动态变化,进一步采用Alpha色彩融合技术模拟动态云的聚集、消散以及受到风力影响后云的形态变化等效果,通过采用多层重复纹理映射的叠加模拟层云,取得了很好的动态云模拟效果。所提出的动态云的建模方法简单,避免了大量繁琐的计算,提高了动态云的生成速度,满足了动画等应用场景中对动态云的实时性要求。实验结果验证了所提出的动态云建模方法和渲染生成方法的有效性。

机载相控阵雷达目标回波信号的实时模拟

本文论述了机载相控阵雷达目标回波信号的一种实时模拟方法和基于ＴＭＳ３２０Ｃ６２０１的硬件实现。本方法对目标回波信号采用了相干视频模拟法，在视频上模拟目标回波的多普勒频率。通过用天线方向图分别对一路目标模拟信号的调制，产生四路子波束的接收信号，再通过简单计算得到目标回波的和信号（∑）、方位差信号（△α）和俯仰差信号（△β）的实现方法，使硬件设备得到了简化。

多线程技术在多智能体复杂系统实时模拟中的应用

针对多智能体的复杂系统模型，运用多线程技术，提出了智能体线程模型，建立了基于多智能体线程 模型的复杂系统实时模拟模型，并对多线程技术在多智能体复杂系统模型计算中的应用进行了实例分析，证明 了该技术在复杂系统分析中的可行性．

建筑物阴影的实时模拟

提出了一种新的建筑物阴影快速模拟算法.首先根据不同时刻的太阳位置,采用一种基于投影的多边形搜索算法计算光源坐标系下三维建筑物的阴影外轮廓,包括本影和软影区域,然后计算阴影区内的光亮度,将阴影图投射到地面上,最后基于多边形的填充算法实时绘制出任意时刻的建筑物阴影效果.

基于SCADA系统OPC通信的供水管网实时模拟

建立基于SCADA系统OPC通信的城市供水管网实时模拟系统,结合管网实时运行信息与管网数字化分析系统,实现供水管网实时动态模拟分析;利用数据采集与监控(SCADA)软件对OPC的支持,实时获得供水管网运行信息,以供水管网数字化分析系统为基础,通过实时监测流量和压力数据驱动模型,对供水管网运行工况进行实时仿真模拟;实现了供水管网实时模拟、压力在线监测信息实时显示与数据报警功能,能够及时发现管网运行异常工况;供水管网实时模拟系统解决了传统供水管网数字化分析系统数据访问、有人参与等问题,为智能供水管网的发展提供了新思路.

大规模交通网络实时模拟系统

以元胞自动机模型为微观模型,以CS模型为指导构建二维的大规模交通网络,利用多线程机制实现了整个模拟系统的高速运行。具体的模拟实验显示:该模拟系统完全可以满足实时模拟的需要,对于包含400个十字路口的交通网络,模拟系统每更新一次所需要的时间小于1s。

空间光学遥感器偏流机构控制单元的闭环实时模拟检测

为了精确监视空间光学遥感器偏流机构控制单元的工作状态,测试其功能、性能和可靠性,提出了一种闭环实时高速检测控制单元的方法。结合计算机技术,设计了检测系统。使用该系统分析控制脉冲,根据偏流机构的控制策略形成模拟编码器信息,并将其反馈给控制单元,实现对偏流控制策略、驱动能力和错误处理的检测。对脉冲频率为1.2kHz、编码器最小反馈间隔为10ms和反馈偏差在±1码值之内的偏流控制系统进行了检测,结果表明,此方法可实时准确地监视空间光学遥感器偏流控制单元的工作状态,覆盖全部控制策略路径,完全满足偏流控制单元的闭环实时检测需要。

电控发动机工况实时模拟系统的研制

本文介绍了电控发动机工况实时模拟系统的研制。试验与实际应用证明该系统具有工作稳定、运行可靠等特点。在发动机电控系统开发工作中,该系统是十分有用的工具。

舰载高频OTH雷达回波的实时模拟

针对舰载高频地波OTH雷达回波模拟的需要 ,从发射和接收基带信号相位的角度研究目标回波及海杂波实时模拟的方案。模拟时不但要保证真实性 ,还要保证实时性 ,即要保证模拟方案的计算量不能过大。考虑到上述要求 ,提出了将发射基带信号根据需要适当延时得到接收基带信号 ,并将目标多普勒信息与其叠加。对该方案分析表明 ,尤为适用于舰载OTH雷达海杂波的实时模拟 ,并给出了模拟结果 ,与实际采集的海杂波对比表明 ,该方案的模拟效果较好。