船舶复杂数值模拟系统的开发和应用模式设计

数值模拟技术与装备研发的融合程度越来越高,数值模拟系统正在朝大型化、复杂化和服务化的方向发展。船舶总体性能的预报、评价、优化三个重要环节的数值模拟研究高度依赖国外商用软件,亟需集多学科融合方法和数据知识化工程为一体,开展数值模拟系统的自主研发。以此为目标,总结工业软件发展历程上的经验与教训,提出“众创共享”、知识协同应用、面向智能的船舶总体性能数值模拟系统研发理念,以期实现船舶总体性能研发模式的重塑。

基于气体爆炸模拟系统(FLACS)模拟成品油储罐爆炸影响及灭火救援对策

以华中某成品油油库储罐为研究对象,模拟因雷击、静电等原因导致储罐内部着火,运用气体爆炸模拟系统(FLACS)软件分析储罐内部火灾爆炸后储罐的失效状态,指出储罐灭火救援存在的消防应急设备设施老化和故障、消防瞬时水量和灭火剂储备量难以满足灭火需求、消防水补给和事故污水超过油库承载能力以及缺乏新型灭火救援装备等问题,提出了相应对策:一是预防为主,建立消防设备设施定期维保和隐患排查治理机制;二是提前谋划,积极应对储罐火灾救援过程中的短板问题;三是合作共赢,与相关部门和企业建立应急联动机制。

基于Emulab架构的无线网络安全模拟系统设计与实现

信息时代背景下,无线网络的应用越来越广泛,然而其所带来的安全隐患也高于以往的有线网络,常会发生拒绝服务攻击,这可能会造成数据泄漏、网络瘫痪等严重的安全事故。为提高无线局域网的安全性、减少网络攻击的发生率,需要在无线网络仿真技术支持下检测识别攻击行为,进而排查协议漏洞,采取有效的防御方式。为保障攻击行为检测的有效性,研究基于Emulab模拟技术,利用SEER架构搭建了一个无线网络安全模拟系统,依次介绍了该系统的设计思路、实现方式,还对关键的模拟流程进行介绍,旨在为无线网络安全研究提供参考,进而提高无线网络运行的安全性。

基于PXI总线的校靶测试模拟系统研制

为满足某型飞行器校靶测试系统的研制调试需求,提出一种基于虚拟仪器与PXI总线技术的校靶测试模拟系统研制方法。分析模拟系统的功能需求,选用符合要求的功能模块和外部设备,并设计转接适配器;对部分特殊信号进行特征分析并构建合理的信号模型;按照模拟系统软件的功能需求,结合线程同步技术在Visual Studio软件开发环境下完成系统软件研制;测试结果表明,模拟系统信号输出稳定可靠,电压输出精度优于±0.01 V,频率输出精度优于0.1 Hz,时间控制精度优于0.01 s,满足校靶测试系统调试需求,可有效辅助测试系统研制调试,缩短研发周期,降低调试成本。

一种复杂电磁环境模拟系统的设计

针对复杂电磁环境下信号不稳定的问题,设计一种复杂电磁环境的模拟系统,该系统以基于DDS技术的信号发生器作为硬件核心,通过对信号建模确定信号调制参数,采用VS+Matlab混合编程方式实现软件设计,实验数据表明,可满足编辑、调整信号脉内、脉间不同调制参数的要求,实现产生稳定的多种复杂雷达信号和通信信号的功能。

基于虚拟现实技术的智慧城市环境动态变化自动化模拟系统

为更全面地掌握智慧城市环境动态变化情况,研究基于虚拟现实技术的智慧城市环境动态变化自动化模拟系统。利用GIS数据层获取智慧城市环境空间数据,输入三维CA智慧城市环境动态变化模型,生成智慧城市的动态变化结果;将结果存储在VR场景数据库中,构建逼真的智慧城市环境动态变化虚拟场景,用户可以与虚拟场景交互,通过漫游与交互设计展示智慧城市环境变化。实验结果显示:场景立体度高、画面逼真,加载时间快且流畅,能模拟不同年份的建筑和土地变化,应用效果卓越。

计算机自动测量和仿真模拟系统在化工过程的研究

化工过程的复杂性要求高度精确的控制和监测,而计算机自动测量和仿真模拟系统恰恰提供了这种精度。这种集成技术不仅优化了化工生产的效率和安全性,还为研究人员和工程师提供了一个强大的工具,用于预测和分析潜在的风险和改进机会。随着这些技术在中等职业学院的化工教育中的融入,未来的工程师和技术人员能够更好地准备应对行业的挑战,推动化工领域的持续创新和发展。

基于虚拟现实的施工进度三维可视化模拟系统

当前建筑施工进度多使用二维系统进行可视化显示,并且在可视化模拟过程中,未计算各工序的施工工期,导致施工进度模拟效果较差。为此,设计基于虚拟现实技术的施工进度三维可视化模拟系统,通过功能模块层、业务逻辑层和应用系统层构建总体架构。其中,功能模块层由施工监测图像采集模块、图层管理模块、工序排布与工期估算模块,以及虚拟现实场景可视化展示模块组成。通过鱼眼摄像头采集施工监测图像,采用小波阈值方法对采集到的施工监测图像进行去噪处理,根据图像预处理结果,计算出各工序的施工工期,获取施工进度,构建三维虚拟展示场景模型,对施工进度进行虚拟现实场景可视化展示。实验结果表明,该系统进行高层建筑工程施工进度三维可视化模拟的精度较高,模拟时间较短,且施工进度的效率较高。

台风条件下海上风电安全运行仿真模拟系统设计

为了使海上风电机组在台风条件下维持安全运行状态,设计台风条件下海上风电安全运行仿真模拟系统。采集海上风电机组运行参数以及台风环境参数,并通过WinCC组态软件传送至PLC控制器,利用最大功率跟踪算法匹配发电机电磁转矩以及台风条件下风速,保证台风条件下海上风电机组安全运行,选取CFD模拟软件仿真模拟风电机组,利用用户界面展示仿真模拟全过程。系统测试结果表明,该系统有效模拟台风条件下海上风电机组运行状态,实现海上风电机组发电机角速度的良好跟踪,保证海上风电机组在台风条件下安全运行。

起重机安全培训模拟系统的开发与应用

起重机作为特种设备,其操作过程中存在的安全隐患及可能的后果均引起了高度重视,尤其是针对其安全培训现状存在的问题和亟待解决的挑战。为此,我们开发了起重机安全培训模拟系统。该系统基于专业的设计理念和明确的目标进行设计与开发,且经过多次测试和优化,以保证其性能的稳定和应用效果。此系统的具体应用场景主要在起重机操作的培训过程中,通过模拟实际操作过程,训练操作员熟悉和处理各种可能的安全问题。根据实际效果评价和用户反馈,该系统被证明能有效提高操作员的安全操作意识和技能,减少起重机操作过程中的安全事故。最后,本文还对系统的前景及改进提出了建议,期望能为推广和应用起重机安全培训模拟系统提供借鉴和参考。

中顺大围河网水动力水质调度模拟系统研究

珠江三角洲河网水系复杂,联围众多,其中以中顺大围水系结构最为复杂、闸泵群联合调度难度最大。为充分挖掘水工程联合调度对水量水质的调控潜力,以中顺大围作为研究对象,构建中顺大围一维水动力-水质耦合模型,实现各闸泵调度方案下的围内水量水质过程模拟;在此基础上,建立闸泵群联合优化调度模型,实现在不同引换水条件下闸泵群调度方案的最优决策;最后基于水量水质模拟及调度模型研发了中顺大围河网水量水质调度模拟系统,实现中顺大围水动力特性模拟、污染物浓度及水质变化动态模拟、水污染应急调度及过程可视化,形成了中顺大围水系连通下基于闸泵群联合优化调度的水量-水质模拟调控技术体系。基于该系统对2个典型场景进行实例分析,结果表明:在进行优化调度的情况下,调度时段末围内COD和NH3-N的加权浓度分别相比不进行优化调度的情况改善了10.26%和27.27%,调度效果显著,可为中顺大围水量水质调度决策提供可靠的技术支撑。

虚拟现实技术在汽车驾驶模拟系统中的应用

汽车驾驶模拟系统在汽车研发、测试和驾驶培训等多个领域发挥重要作用。仿真度和智能化程度高的汽车驾驶模拟系统,对于缩短汽车产品研发周期、提升产品质量、降低开发成本、培养驾驶技能等具有重要意义,是推动汽车产业发展、维护交通安全的重要技术支撑。该文概述汽车驾驶模拟系统,介绍虚拟现实技术在汽车驾驶模拟系统中的具体应用,并提出优化策略,以提高汽车驾驶模拟系统的智能化水平。

吊放声纳仿真系统接入直升机飞行模拟系统中的设计与应用

以直升机吊放声纳系统为实例,根据声波信号在海洋中的传播特性,从声场传播、环境噪声和主动声纳信号三方面进行仿真建模;结合直升机飞行模拟仿真系统,开展接口设计和模拟探测流程设计,将吊放声纳仿真系统接入整个飞行模拟仿真网络,构建了逼真的仿真环境,实现了直升机机组协同探测训练和操作员独立训练功能,可满足模拟探测训练需求。

宫腔镜手术模拟系统在妇产科教学中的应用

宫腔镜手术模拟系统是用来模拟妇产科临床医生进行宫腔镜手术的虚拟仿真系统,可通过控制膨宫液的流量、控制宫腔镜在子宫内的进出、调节宫腔镜镜头的旋转、模拟宫腔镜操作器械的使用等来进行妇科宫腔镜手术操作,包括宫腔镜下子宫内膜息肉切除术、宫腔镜下子宫黏膜下肌瘤切除术、宫腔粘连分离术、宫腔镜下瘢痕妊娠病灶清除术、宫腔镜下胚胎残留病灶切除术以及宫腔镜下子宫纵膈切除术等。

内镜虚拟仿真模拟系统在消化科研究生教学中的应用

目的本研究借助内镜虚拟仿真模拟系统,探讨其与传统教学模式相比,在研究生内镜教学及规范化培训中的应用效果。方法选取2019年3月~2022年9月于吉林大学白求恩第一医院内镜中心学习内镜操作的研究生30人,随机分为两组,试验组采用内镜虚拟仿真模拟系统+实例操作,对照组采用传统教学模式,即在带教老师指导下边学边做。对比两组理论、操作考核成绩、可独立完成时间、单独操作时间、熟悉度等技术指标,通过调查问卷评价两组学生对教学的满意度。结果试验组经内镜模拟机学习后,操作考核、独立完成时间、单独操作时间及熟练度均优于对照组(P<0.05),且经问卷调查显示试验组在学习满意度、学习兴趣、学习效率及教学模式满意度与对照组相比,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论在内镜教学过程中,采用内镜虚拟仿真模拟系统教学模式,可明显提高学生内镜操作能力,缩短学习时间,更易激发学生的学习兴趣与热情,取得满意的教学效果。

基于虚拟现实技术的运动训练仿真模拟系统

为提高运动员竞技水平,本研究基于虚拟现实技术设计了一种运动训练仿真模拟系统。根据Hanavan人体模型相关标准,在人体各关节处固定一个局部坐标,从而构建人体运动模型。然后利用DH表示法描述骨骼结构的状态空间,确定虚拟人层次结构。为实现系统的感知交互、动作捕捉、动作重现等功能,利用VR技术设计系统数据库、采集卡、设备接口等硬件设备,并在Lab VIEW与MATLAB联合编程基础上创建两个队列,搭建了相关软件程序。仿真实验表明该系统模拟出的训练动作与运动员真实动作的相似度较高,且输出结果稳定,证明了其有效性。

红外小目标SSD-DSST算法与目标模拟系统研究

为提高复杂背景下红外小目标的检测能力,提出了一种改进SSD(single shot multiBox detector)与DSST(discriminative scale space tracker)的红外小目标检测算法。在SSD基础网络中加入通道-空间注意力机制与特征金字塔FPN(feature pyramid network)算法,增强深层网络的语义信息,优化目标感受野,利用卷积计算目标特征信息来增强小目标的检测能力;通过尺度判别的DSST方法,解决目标丢失问题,实现连续帧目标的稳定检测。针对小目标在复杂背景下的检测,在PC端和嵌入式ZYNQ平台搭建了能够进行目标融合、目标轨迹设定、目标识别与跟踪的模拟系统,通过不同目标在复杂背景下的叠加融合实现预设场景的高效模拟与测试,避免复杂外场测试实验,评测算法效能。实验分析表明,所提算法在检测存在其他移动目标和干扰噪点的背景区域时,能够有效识别小目标,不同背景区域内多帧检测的AP(average precision)值为98.17%,相较于传统的SSD算法提升了11.28%,体现了算法的有效性。

基于Vega Prime的无人直升机飞行模拟系统

以某型无人直升机为仿真对象设计了一款飞行模拟系统,该系统由飞行仿真模块、座舱仿真模块、视景仿真模块和控制台模块4部分组成。飞行仿真模块对旋翼、尾桨、机身、平尾、垂尾等各部件进行动力学建模,并使用S函数编写了Simulink模块;座舱仿真模块使用GL Studio软件设计了照片级的飞行仪表用于实时显示飞行数据;视景仿真模块是基于Vega Prime仿真平台二次开发的;采用基于MFC(microsoft foundation classes)的多线程方法搭建了基本的仿真框架并设计了控制台模块界面,可以用于和用户的实时交互。最后仿真验证了系统的可行性。

一种三维建模篮球运动模拟系统设计

为提高篮球教学训练的效率与智能化水平,基于三维建模技术设计一种篮球运动模拟系统.首先,采用动作捕捉技术布局人体微型惯性传感器节点,采集篮球运动员的骨骼、关节等三维数据,数据处理模块转换三维数据、提取滤波与轨迹数据;其次,基于Maya软件人物骨架与蒙皮功能设计基本人物模型,绑定所采集数据与人体骨骼用以驱使篮球运动员模型按照人体动作进行运动,在VC++开发环境下使用OpenGL渲染运动员三维模型;最后,设计篮球场虚拟场景与人机交互机制实现篮球运动三维模拟.测试结果表明:该系统模拟篮球运动过程中最高渲染反投影误差仅约为3.0%,渲染速度在25~27 ms·F^(-1)之间,篮球运动三维模拟的准确度与效率较高,是辅助篮球运动教学的理想工具.

决策导向模型引导下的高级智能模拟系统在急诊护理教学中的应用

目的探讨决策导向(CIPP)模型引导下的高级智能模拟系统在急诊护理教学中的应用效果。方法采用随机数字表法将内蒙古医科大学附属医院急诊科实习的护生分为观察组与对照组,对照组接受常规基于高级智能模拟系统的教学,观察组在对照组基础上接受基于CIPP模型引导下的高级智能模拟系统教学,比较教学前后两组护生理论成绩、操作成绩及本科护理专业课堂教学质量评价量表得分。结果教学后两组护生理论成绩、操作成绩、本科护理专业课堂教学质量评价量表得分比较差异有统计学意义。结论应用CIPP模型引导下的高级智能模拟系统能显著提高护生相关成绩及课堂教学质量,可为急诊护理教学提供参考。