住宅空间的四维化设计

人对住宅空间的利用,包括长、宽、高和时间在内的四个方面的内容。长和宽,反映了住宅的平面面积和形状;而长、宽、高三者综合,则反映了住宅空间的容积:所谓时间方面的内容,主要是指对远近期不同居住要求的适应性。长期以来,住宅设计和研究的重点主要集中在时间和长、宽这三方面的内容上。

基于多目标四维可视化算法的有源电力滤波器滤波电感优化设计

脉宽调制技术的应用会产生高频开关纹波,一般采用LCL滤波器对其加以滤除,以保证有源电力滤波器的补偿性能。首先根据系统对纹波电流的抑制要求和最大电流跟踪能力要求,对LCL中的滤波电感取值进行优化设计。然后针对传统电感设计过程复杂繁琐、带有重复性且很难求得可靠解析解的缺点,提出一种四维可视化算法,先推导建立各设计目标和已知自变量之间的三元函数表达式,然后通过四维数据场可视化编程直接给出满足多目标设计要求的最优解集,直观、清晰且简单、实用。最后,根据所提算法结果绕制相应电感,并应用于一台50 k V·A三相四线制有源电力滤波器样机,实验结果验证了该策略的可行性和有效性。

单相不控整流器直流侧LC滤波器的四维可视化设计

整流滤波电路用途广泛但其优化设计不易得到全局最优解。对单相桥式不控整流电路的LC滤波器进行深分析,得到输出平均电压、浪涌电流、振荡电压、谐波衰减比和体积等的表达式f(L,C,R),并在Matlab环境下用四维数据场展现其全局的值域分布,按需用不同交集来表征所须兼顾的多个设计目标,逐步导入约束条件来进行优化。实验结果表明,在滤波器外特性基本相同的前提下,基于数据场可视化算法的优化设计达到了体积缩小1/4的效果。

心肌及心血管系统的四维可视化技术研究与实现

目的为克服二维医学图像和三维重建无法实时、多方位和多角度观察心脏运动形态的不足,提出一种全新的四维可视化解决方案来实现心肌及心血管系统的动态显示。方法以三维实时显示技术为基础,编程实现序列体数据的读入、显示和管理,将心脏运动模型离散化,使序列体数据显示的时间间隔与真实的心动周期时间间隔保持一致,实时显示心脏离散化序列体数据,实现心肌四维可视化;通过改变不同部位的透明度来实现心血管系统的四维可视化。结果该四维可视化技术主要有两大优点:①采用心脏CT图像重建得到心脏体数据模型,效果逼真;②采用异步纹理绘制技术动态、四维显示心血管系统,避免了延时现象,使得心血管系统四维可视化更加真实、流畅。结论心肌及心血管系统的四维可视化技术可多方位、多角度显示心脏的实时搏动。

两级LC直流滤波器的四维可视化设计

为减小低通滤波器(LPF)体积,提出并实现了一种基于四维数据可视化技术来设计两级LC直流滤波器的方法。从大幅减小输出纹波电压入手,对滤波器参数进行了优化设计,并对电容的选择方法和电感的设计与测试方法进行了论述,结果证明滤波器瞬态峰值得到了很好的抑制。在获得与单LC滤波器相近的滤波效果下,大幅减小了体积。该方法更直观,其仿真、实验波形等可作为设计其它无源滤波器参考。

新农科视域下“三向四维两化”教师发展模式的构建与实践探索

新农科建设对农林高校教师发展的理念、载体和路径提出了新要求。农林高校教师发展应立足于卓越农林人才培养、新农科建设核心任务和高等农林教育质量的提升,以立德树人为根本、以“强农兴农”为己任,打造一流农林师资队伍,培养创新型、复合型、应用型“一懂两爱”新农科人才。吉林农业大学以新农科建设为契机,在教师发展改革上先行先试,探索构建以“学术取向、自我导向、学生指向”为指导理念,以教师“专业发展、教学发展、组织发展和个人发展”为内容载体,以教师队伍“专业化、国际化”为成长路径的“三向四维两化”教师发展模式,稳步推进新农科改革创新。

基于BIM技术的图书馆建筑结构四维可视化施工模拟

图书馆建筑的规模和工程量较大,在图书馆建筑结构施工模拟中,常出现碰撞现象。基于此,利用BIM技术建立图书馆建筑结构四维可视化施工模型,对模型的碰撞进行检测,根据检测内容对施工模型进行修改,完成基于BIM技术的图书馆建筑结构四维可视化施工模拟。仿真结果表明:采用所提方法对图书馆建筑结构四维可视化施工模拟过程中未发生碰撞,验证􀋿基于BIM技术的图书馆建筑结构四维可视化施工模拟方法效果较好。

四维六化模式下的非计算机专业计算机基础教学

针对非计算机专业计算机基础教学理论教学所面临的困难,本文介绍江西财经大学信息管理学院信息管理与信息系统专业创新型人才培养的"四维六化双主体互动式"教学模式,并将该模式中的"教学设计情景化"环节扩展到非计算机专业的计算机基础理论教学过程中。问卷调查和考试成绩显示,采用该教学环节能帮助学生理解并掌握计算机基础课程中的理论知识。

基于四维可视化算法的牵引变电所位置优化

针对牵引供电系统设计的复杂性以及传统优化设计方法过程繁琐且很难找到可靠的最优解,粒子群和遗传算法等的迭代过程复杂并且容易陷入局部最优解的问题,将一种四维可视化算法运用到牵引供电系统的优化设计中。四维可视化算法不需要设定初始解、能够同时展现全局最优解的分布、能判断解的稳定性、方便添加约束条件。四维可视化优化算法通过编程使目标函数的最优解集在四维数据场可视化。以接触网对地电压为约束条件,以牵引网有功功率损失最小为目标函数,运用四维可视化算法进行牵引变电所和分区所位置的优化设计。通过实例计算验证了四维可视化算法可有效降低牵引网的功率损失。研究表明该方法能很好地克服传统方法和粒子群等优化算法在牵引供电系统优化设计中的不足。

基于BIM技术的四维可视化动态施工模拟应用

传统的三维施工模拟在复杂建筑结构施工中存在较大的局限性,基于BIM技术的四维可视化动态施工模拟必将成为施工动态模拟的主流趋势。本文以某一高校图书馆建筑为例,演示了BIM技术在四维可视化动态施工模拟中的应用,使之及三维模型与Project施工进度文件数据的有效对接,以此为工程管理提供新方法。

细胞内钙离子分布的四维可视化技术实现

细胞内钙离子参与了许多重要的细胞生理功能,因此研究其三维空间分布和动态变化具有重要的生理意义。本文针对通过激光共聚焦显微镜获得的细胞内钙离子荧光图像,应用计算机可视化技术,提出了一种四维(空间和时间)可视化技术方法,用于描述钙离子在细胞内的三维空间分布及其随时间的变化。

基于BIM技术的建筑结构四维可视化施工模拟

BIM技术能够有效协调和集成建筑施工过程中产生的海量多源异构数据,实现施工过程的可视化、图像化和交互性,在建筑结构施工过程模拟中应用具有明显优势。为此,以新密市东城半岛商住项目一期为例,采用Revit软件建立建筑结构三维BIM模型,运用Project 2020软件创建施工进度文件,通过BIM软件开放接口将两者进行集成,用于实现建筑施工过程中的碰撞检测以及施工进度优化。结果表明,BIM技术可以实现建造过程的直观形象展示和多源数据的采集与集成,大大提升了现代建筑施工过程的信息化和智能化;基于BIM技术的各种图形化工具可以有效避免冲突,也可以实现复杂连接结点的钢筋排布;基于BIM技术四维可视化施工模型的进度计划,可以有效提高项目施工周期,为实际工程施工提供充裕的工期保障。

阿姆河数字气田的四维可视化及其应用

通过应用四维可视化软件并结合已建立的气藏地质模型,首次实现了阿姆河萨曼杰佩气田的四维可视化研究。研究结果表明:四维可视化技术与系统的集成,可以很好地实现数据的双向通讯。通过结合地质模型成果及各专业数据,能够制作井位论证、生产预警等应用场景,并将场景动态保存,智能编辑排序,实时汇报,为勘探开发研究提供决策依据。

心脏体素化三维模型感兴趣血管交互式显示方法研究

通过应用线性八叉树将心脏三维模型离散成体素以快速提取并显示局部任意感兴趣血管,把三维模型离散成体素后,利用多边形交互区域选择感兴趣体积内部体素。根据26-邻接体素的拓扑关系和体素互信息相似度比较结果,最终确定最佳深度和最佳互信息阈值分别为14和-1.375,以此来寻找感兴趣体积中同一组织的体素集合。最终实现了三维医学影像中任意感兴趣血管的精确显示,该技术可被视为用一个提取工具将任意局部三维模型进行提取并进行四维动态显示的过程。实验结果表明:与C-V三维分割算法精度90.1%相比,本分割算法平均精确度达到96.02%;运行时间从13.8s缩短为10.7s;四维播放帧数最大40FPS,基本满足了血管三维分割的临床需求。该算法不仅可以快速地分析局部病灶的生理学特点和病理特征,而且让医生更加直观、便利地观察病人心脏任意局部血管的实际运动状况,以便做出临床决策。

一种快速的四维水体Web展示算法

水质管理信息化的需求日益增加,但水体数据的繁杂多样为高效管理水质数据带来了不便。针对这种情况,设计了一种可以快速将水体的各类复杂数据及其间的数据关系进行可视化表达的算法。根据水质仪采集少量的样本点,分别生成水体水平面、底面和中间部分的大量散点,描绘出水体的形状。然后计算每一个散点对应的水质数据,按照水质数据对散点进行颜色渲染,通过不同的颜色表现出水质状况。最后借助ECharts在Web页面上进行水体数据可视化展示。实验结果表明,该算法可以直观、快速地表现水体的各类数据,帮助对水体的水质进行网络化、科学、直观的分析。

空心电感器的一种优化设计方法

在电感量、体积和重量等约束条件下,以减小电感体积为目的,提出了一种空心电感器的优化设计方法。利用四维可视化技术,得到电感量和电感器体积两者相交的区域,并从相交区域中选出相同电感量下电感器体积能达到最小的优化区域,再将所确定的区域剖解开,即可获得电感器的内径、平均匝数和层数等参数,以此绕制了实际电感器并进行了测量。实验结果表明,设计与实际绕制的电感相比,其电感量之间误差是1%、体积误差是2.3%,说明该方法达到了电感量和电感器体积的最优化效果。

水下双目立体视觉对应点匹配与三维重建方法研究

针对水下双目立体视觉成像稠密立体匹配因不满足空气中极线约束问题,提出一种水下对应点匹配与三维测量方法,可将水下双目相机采集的立体图像校正为符合共面行对齐原则的图像对,再套用空气中成熟的立体匹配方法得到水下左右相机图像视差图,从而实现水下目标的三维重建。首先,将进入相机的所有光线总和看成光场,采用四维光场参数表达对每一条光线建模,据此建立相机的折射成像模型和双目立体视觉模型并计算光线的方向向量;根据光线的光场表达将光线转化为点矢量的形式,计算方向图像上任意像点对应原图像的像素坐标并确定位置映射关系。通过插值即可快速得到符合行对齐原则的左、右方向图像,并最终获得每条光线对应的视差图。仿真结果表明,方向图像的行对齐误差小于0.8 pixel。水池实验采用事先标定的靶球作为目标物,利用随机散点主动投射以增加目标物表面的纹理信息,对靶球多次测量的均方根误差为2.8 mm,具有较高的测量精度。

拟南芥子叶发育过程中叶绿体特征的量化及分布分析

拟南芥子叶发育过程中叶绿体的体积、面积和形状及分布等特征对于植株生长具有重要影响,但如何对萌发过程中细胞内叶绿体的体积、面积和形状等特征进行定量和分布的相关性分析仍然存在一定空白。本研究首先使用荧光显微镜获取不同萌发时期的子叶叶绿体的二维层扫图集,然后对图集进行优化及三维重构和叶绿体分割,并对叶绿体的体积、面积、及形状等特征进行量化分析,不仅获得不同尺寸、形状的叶绿体分布比例,而且将特征和分布进行四维可视化展示。此外,研究中还使用泰森多边形算法对不同属性的叶绿体进行聚类分析,进而得到不同类别的叶绿体在组织中的连接和分布信息。另外,本文通过电子显微镜成像方法,进一步确认了随着拟南芥子叶的生长,叶绿体的超微结构发生了显著变化,逐渐变大。该图像处理方法不仅能够快速识别细胞中叶绿体的不同特征及参数,还能够根据细胞中叶绿体的密度、面积、距离等特征参数对叶绿体的连接度和分布进行特异性分析,是一种功能强大且高效灵活的多细胞分析方法。

直流铁心电感器优化设计

提出了一种可视化算法对直流铁心电感器进行优化设计的方法。通过四维可视化算法得到电感量和体积相交的区域,在满足电感量条件下选取体积较小的区域,从而得到电感参数。通过得到的数据进行实际制作,试验结果表明,其体积比实际减小约377 cm3,电感量在允许误差范围内,表明该方法达到了优化效果。

基于多维数据场可视化算法的数学模型优化系统设计

多维数据场可视化算法能够通过将数据映射到可视化空间中的不同维度和属性,以更好地帮助人们理解数据之间的关系和模式。研究针对牵引供电系统的优化问题,引入了四维可视化算法,并利用供电臂长度的不断调整,得到最佳牵引变电所和分区所位置。结果显示,相比于粒子群算法以及多维尺度变换方法,采用四维可视化算法优化后的解集分布更具均匀性以及多样性。同时,四维可视化算法的IGD值明显低于其余两种算法,其最低IGD值仅为6.002 1×10^(4)。此外,基于四维可视化算法的优化设计方案的全线功率损失仅为4.76 MW。说明四维可视化算法能够有效地优化牵引供电系统设计,降低功率损失,使得设计方案更加优化和可行,为牵引供电系统的设计和优化提供了有效的指导。