唐家山滑坡变形运动机制的离散元模拟

地震是滑坡灾害的一个重要触发因素,而这类形式的滑坡通常危害较大。以汶川地震触发的唐家山滑坡为例,在野外现场调查基础上,采用离散元数值模拟技术,对滑坡由变形累积到破坏滑动的全过程进行模拟,以研究地震作用下顺层岩质滑坡的变形破坏过程。结果表明:在地震力及滑体重力作用下,坡顶首先形成应力集中,滑体沿中后部的软弱面产生蠕变变形,随着持续的地震动力输入,应力不断向中前部的锁固段集中,使得变形沿接触面不断向坡脚方向扩展,最终从坡脚剪出,破裂面贯通形成滑带;通过滑动过程模拟表明,唐家山滑坡运动模式为:启动→高速滑动→碰撞停积→自稳过程,滑坡滑动过程中,斜坡表层部分块体在地震水平力作用下发生临空抛射现象,表层岩体在滑动过程中,受地震竖向作用力而发生垂直抛落现象;地震力作用下坡体中质点加速度、速度具有高程放大效应,表现为水平加速度放大系数大于竖向加速度放大系数、水平速度放大系数大于竖向速度放大系数,对比结构面监测点和基岩监测点加速度、速度放大系数,表明滑坡启动时具有较大的加速度,也说明不连续结构面对岩质边坡的动力反应起着控制性作用。

基于可变形运动模型和运动片元的多角色运动合成

为了实现多角色运动合成,提出将多角色可变形运动模型与运动片元相结合的方法.在运动片元构造阶段,使用多角色可变形运动模型来为片元库增加语义相同而细节不同的多角色交互性运动片元;在运动片元拼接阶段,使用随机抽样算法和确定性搜索算法相结合的策略来拼接运动片元;在多角色运动合成阶段,使用自顶向下策略匹配存在环境约束的情况,并使用大片元优先策略匹配片元形状不规则的情况.实验结果表明,该方法能实现运动片元间的平滑过渡,得到在时间上连续、空间上不重叠的无缝拼接图.

基于可变形运动模型的多角色语义化运动合成

对于一个完整的虚拟环境而言,智能的人群运动会使其更为生动、逼真。针对人群运动数据存在维度高、可控性差的问题,提出一种多角色可变形运动模型,其将人体运动分解为几何与时间变化两部分,并使用PCA算法进行有效降维,构建可变形运动模型的低维语义空间。实验结果表明,提出的方法能根据语义需求调节语义参数,实现多角色的语义化运动分析与合成。

重卡板簧变形运动学分析及应用

针对重卡行驶过程中转向和悬架系统运动干涉引起的轮胎磨损、制动跑偏等问题,分析板簧在平跳和制动过程中的变形运动,考虑垂向力、制动力对板簧垂向变形和扭曲变形的影响,建立板簧运动轨迹模型。以某8×4重卡为例,模拟满载状态的制动转向情形,得到0.5g制动减速度下的制动跑偏量。通过建立板簧运动轨迹提前分析车辆的制动跑偏,使在车辆设计和性能优化中减少车辆轮胎磨损,提高车辆操稳性能。

一种基于变形运动矢量分析法的转子耦合故障机理建模

为完善和丰富目前旋转机械耦合故障所普遍采用的数值解法,提出一种松动—碰摩转子耦合故障的建模方法:变形运动矢量分析法。首先,"变形运动"以故障定义变形,然后利用傅里叶级数建立起故障变形和周期信号的关系;其次,"矢量分析"利用动、静两套坐标系建立起故障变形运动和周期性激励力的关系,并在动坐标系中分析故障运动;第三,利用谐波平衡求出解析解。变形运动分析法是一种全新的解析解法,该解法能够对旋转机械耦合故障的发展走向做出理论并整体的把握,在求解过程中能够从机理上解析耦合故障如何一层一层的被展开和发展,以及故障的结构性存在。假如对解析解做更深入的推理分析,可以对数值解法作为现象提出的混沌、分岔等故障特征得到机理层面的解释,而在故障诊断实践中一直难以解释的分数倍频、和差频率等成分,其实质也只是解析解中的一部分。最后,采用工程实践的方法验证了建模方法的有效和解析解结论的正确。

磁流变软体机器人滚动-变形运动特性

为实现软体机器人的无缆化驱动,同时避免多自由度磁控结构的相互干扰,设计一种基于磁流变液的磁控软体机器人。利用磁流变液毫秒级磁化和无磁矫顽力的特性,设计磁流变液中磁性粒子链在梯度磁场下的动态驱动方式,实现磁控结构的可重构磁化功能。首先介绍磁流变软体机器人的结构模型和制作流程,建立软体机器人滚动-变形运动模式。分析磁流变软体机器人在磁场和应力场作用下的动力学关系,建立不同运动阶段的力学平衡方程。利用COMSOL有限元仿真软件对磁流变软体机器人的单步运动状态进行研究,验证多物理场下滚动-变形运动模式的可行性。最后搭建基于机械臂-永磁体的磁场控制实验平台,开展磁流变软体机器人单步运动、连续运动、越障运动、坡面运动、直行-转向运动的实验测试。实验测试结果表明:磁流变软体机器人能够在平面内任意方向实现稳定、连续运动,且内部磁控结构相互之间无磁场干扰,为磁控软体机器人的结构设计和驱动方法提供了新思路。

基于独立时空特征空间的人体运动合成

如何通过指定约束条件的方式交互式地合成风格化人体运动是计算机动画研究领域的热点和难点,传统的数据驱动办法通常没有全面考虑运动的静态和动态特性.针对这一问题,文中提出人体运动的独立时空特征空间模型,利用一个可变形运动模型和独立特征子空间分析算法提取运动在时空两个域上的特征,并将其封装起来,通过低维子空间进行描述.运动风格的编辑可利用低维运动混合和空时约束优化等方法来实现.该方法充分考虑了运动在时域上的特征,并为用户提供了可编辑接口.文中以各种风格的行走运动为例讨论了该方法的有效性,结果证明效果良好,可用于交互式运动风格编辑.

土体有限变形理论的弹性本构关系之辨析

根据有限变形理论 ,针对土体变形的运动描述形式不同 ,具有不同类型的应力、应变定义及其相应的本构关系构成形式 ,考虑到固结理论耦合分析对本构关系的要求 。

拉氏方法模拟二维多介质可压缩流体的运动

在用拉格朗日方法模拟二维多介质可压缩流体的运动时,网格发生大变形往往是模拟不能正常进行下去的重要原因。网格动态局域重分可以有效改善网格的畸变程度,使计算得以持续。针对三角形计算网格提出了一种新的动态局域重分方法,包含"对角线交换""长边劈裂""短边融合"和"帽子戏法"4种基本操作,其中前3种操作不仅作用于同种介质内部,还可将其拓展到多介质界面处,与"帽子戏法"一起处理界面附近的大变形网格。在网格动态局域重分后,将旧网格上的物理量映射到新网格上,先计算出新三角形的质量和内能,再根据动量守恒和能量守恒对新三角形的格点速度及内能进行修正。利用该方法对冲击波与气泡相互作用和R-T不稳定性问题进行了数值模拟,取得了良好的效果。在R-T不稳定性算例中,采用同种介质和不同介质两种模型进行对比,模拟结果验证了该方法的有效性。

河南沿黄地区黄土滑坡稳定性分析及变形特征——以灵宝风脉寺滑坡为例

以风脉寺滑坡为研究模型,根据勘察实测和室内物理力学试验结果以及工程实践,分别运用传统极限平衡法 和有限元数值模拟分析法研究评价了黄土滑坡的稳定性,通过对两种方法的结果分析比对和互相补充,综合判定滑 坡稳定性,为黄土滑坡稳定性评价提供了可供借鉴的的思路和方法.结合风脉寺滑坡变形实例研究了缓坡区黄土 滑坡变形运动特征,提出了防治措施建议.

“动中观动”的垂直变形观测

“动中观动”的观测方法，是从“定中观动”和“动中求稳”的观测方法中，发展，引申出来的，以变形观测点为零（起算）的视准轴水平面－－“±0方便面”动中观动“观测方法的高程参考面，是探求的主题，本文是从精度分析入手，采取对比的方式，论证采用“±0方便面”进行垂直变形观测的可行性和优越性。

没有肌肉的“运动员”

如果到小河沟,在小池塘里取一些水来放在显微镜下观察,你可以看到很多原生动物.一滴水对它们来说就是很广阔的天地,它们在里面活泼地运动着,如果说显微镜的视野是一个"运动场",那么原生动物就是其中的"运动员"了.……

几种黏菌黏变形体形态及运动特征

黏菌黏变形体结构对变形运动方式具有影响,在显微镜下观察了长期培养中的5种黏菌的黏变形体的形态及运动特征。结果表明:不同种类的黏菌黏变形体形态差别较大,主要是透明外质的有无、形态规则或不规则。运动特征上有滑动型、流动型和爬行运动方式,运动方式和透明外质结构有关,透明外质较厚很难形成典型的伪足,表现为滑动运动方式,移动速度较慢。

论滑坡地质模型

在综合性滑坡分类体系基础上,把握滑坡活动各要素的地位与作用,遴选最能表征其活动特点的主要因素,作为建模的基本要素,形成滑坡基本地质模型体系;随着勘探阶段的不同,针对不同的应用目的,建立滑坡具体地质模型体系。滑坡地质模型的建立可为其分析、计算、评价与监测预报奠定模式基础,并有助于对滑坡活动的全面抽象掌握,最终提高滑坡工作的科学系统性和实用性。

基于刚-柔耦合理论的某供药机构的仿真分析

某供药机构中分药装置的拨杆需在极短的时间内与抱爪的卡锁接触,并将模块药从储药筒中拨出;为了研究高速运动对运动部件的影响,考虑拨杆为柔性体,并建立相应的柔体动力学方程;将原动件拨杆和被接触件卡锁用Ansys软件创建成柔性体,在ADAMS中建立相应的刚柔耦合动力学模型,与原有的多刚体动力学模型对比。对比结果表明:柔性体拨杆在外力作用下时,速度响应曲线会出现波动,而刚性体拨杆不会;针对柔性体碰撞仿真计算出的接触力比刚性体碰撞时的接触力峰值小且滞后;导致以上结果的原因是运动过程中柔性体部件会发生弹性变形。该研究对研究某供药机构中的分药装置有一定的参考作用。

三维计算机动画制作软件中的动画设计方法及应用实例

本文着重介绍了一般的计算机动画制作软件中的动画设计方法,并配合实例加以说明。

一种粘菌的初步观察及其氨基酸含量分析

本文描述了一种粘菌(Myxomycetes sp.)的一些特征;分析了菌体的氨基酸种类及含量;提出了在培养食用菌过程中变此种有害菌为有利菌的设想.用棉子皮等原料培养食用菌常可发现这种粘菌危害,这为培养食用菌后的废弃培养料找到有益用场和菌种.一旦发现粘菌对食用菌的污染,极易将其取出并很快得到大量粘菌孢子.粘菌的氨基酸含量较高、种类较齐全、这对于提取它们或用作高级饲料或提取粘菌能消化多种细菌酶类用于疾病防治以及纤维素类物质的利用,可能都具有重要意义.

基于隐式扩散的直接力格式浸没边界格子Boltzmann方法

采用浸没边界格子Boltzmann (immersed boundary-lattice Boltzmann, IB-LB)模型执行动边界绕流数值模拟时,信息交互界面和边界力计算格式直接影响流动求解器的数值精度和计算效率.基于隐式扩散界面,一种改进的直接力格式IB-LB模型被提出.边界力表达式基于欧拉/拉格朗日变量同一性准则推导,转换矩阵描述的信息交互界面耦合了拉格朗日节点间的非同步运动.采用Richardson迭代数值求解关联边界力与无滑移速度约束的线性方程组,不仅克服了传统速度修正格式中矩阵求逆引起的计算效率问题,而且摆脱了算法稳定性对拉格朗日点分布的依赖.根据解析解已知的Taylor-Green涡流评估本文模型的数值模拟精度,结果表明改进的IB模型能够完整保留背景LB模型的二阶数值精度.静止圆柱和振荡圆柱绕流数值实验结果表明,当前模型在涉及复杂外形和运动界面的流动模拟中能够提供可靠的数值预测,满足力同一性的IB-LB模型能够有效抑制非定常流体力的伪物理震荡.波动翼型绕流模拟验证了当前模型的实用性,可在大变形柔性体流固耦合动力学问题中进一步推广.