采用带注意力机制3D U-Net网络的地质模型参数化技术

针对卷积神经网络增强的主成分分析技术(CNN-PCA)这种地质模型参数化技术在油藏复杂地质特征刻画精度和泛化能力方面存在的问题,不使用预训练好的C3D视频动作分析模型来提取三维模型风格特征,而使用新的损失函数并引入一种带注意力机制的3D U-Net网络来补全主成分分析方法(PCA)降维过程中丢失的地质模型细节信息,并以一个复合河道砂体油藏为例进行了应用效果分析。研究表明,与CNN-PCA技术相比,采用带注意力机制的3DU-Net网络能够更好地补全PCA降维过程中丢失的地质模型细节信息,在反映原始地质模型的流动特性方面具有更好的效果,并能改善油藏历史拟合的技术效果。

基于草图的建筑物立面精细窗户模型参数化重建方法

精细的窗户模型可应用于虚拟现实、城市规划等领域,但目前的研究过于简化窗户,难以描述复杂的窗户类型及结构参数。本文提出了一种基于草图的窗户参数化模型的重建方法,预先定义好多种窗户类型并为其创建对应的语法参数,用户只需绘制窗户草图作为输入,系统依靠卷积神经网络强大的识别能力可快速识别和估计窗户的语法参数并自动生成最终的三维模型。本文采用非真实感绘制技术可以生成丰富的训练数据集,同时基于注意力机制可精确识别语法参数,实验结果验证了方法的有效性和准确性。

服装人体模型参数化分割变形技术研究进展

三维人体扫描技术的广泛应用极大地促进了以服装数字人体研究为基础的服装数字化发展进程。通过梳理和分析近年来基于三维扫描的服装人体模型参数化分割变形技术进展,指出存在问题、挑战与发展趋势,概括分析了三维人体扫描技术在服装领域的应用情况;从技术层面详细介绍了基于几何和机器学习的人体网格模型分割技术以及人体模型空间变形与骨骼蒙皮变形技术的研究现状,指出模型分割变形的质量和速度是研究的焦点问题。服装人体模型参数化分割变形技术已经取得了较大进展,深化技术融合、提高建模精度和灵活性等将是未来的主要发展趋势。

一种新的三维速度结构反演模型参数化方法

本文针对三维速度反演问题中的一个重要步骤——模型的参数化作了探讨和研究,提出了一种新的参数化方法.同以往采用的矩形分块或划分网格点的方法不同,将待求扰动场按其空间频率展开,反演各阶频率系数.从三维傅氏级数理论出发,导出了一个简明且便于计算的三维空间频谱展开公式,并从理论上分析了在空间域内离散模型和空间频率域内离散模型的不同之处. 理论分析表明,在空间域内采用过参数化离散模型来反演,会在所得到的解中混入人为的虚假结构,从而使反演解发生畸变.采用在频率域内离散模型的频谱参数化方法反演,可以有效地避免这一点.频谱参数化方法也使得我们可以过参数化(over-parameterization)离散模型,便于最大程度地从资料中提取正确信息,对模型的分辨程度完全取决于观测系统的分辨能力.这种方法在得到稳定的反演解的同时,还可得到观测系统在空间三个方向上的分辨率.数值模拟实验结果证实了以上结论.

基于反应力向量灵敏度的模型参数化方法

模型参数化是建立识别方程的关键。本文在虚拟结构向量转换方法的基础上提出了“基于反应力向量灵敏度的模型参数化方法”。该方法首先将反应力向量对单元物理参数作一阶展开 ,对线性参数系统来说 ,即为反应力向量灵敏度与单元物理参数的乘积 ;其次 ,在线性参数系统的假定下 ,对一个单元中包含多个单元物理参数的情况提出了一个简便的求反应力向量灵敏度的算法。利用该方法可直接由常规的有限元代码获得反应力向量灵敏度矩阵 ,而无需编制专门的有限元代码集成分析代码。文中通过算例阐述了该方法的应用。

基于模型参数化的地震波走时与射线路径计算

模型的建立与描述是地震资料分析与处理的基础,合理的模型参数化方式对于地震正反演的各个方面都有很好的效果,其中射线追踪在正演模拟、层析成像及偏移等研究领域中都占有很重要的地位。本文针对地震波走时与射线路径计算,设计了一种将离散模型连续化的最小二乘模型参数化方法,分别对速度模型和走时模型进行模型参数化,然后进行梯度速度模型验算及误差分析。计算结果表明,该模型参数化方法使走时计算精度从10-2提高到10-3,使射线路径的计算精度提高了14.33%。最后通过经典Marmousi模型和Sigsbee 2A模型实例验证,充分证明了该模型参数化方法的有效性及普遍适用性。

模型参数化方法的一种改进算法

针对线性结构的有限元模型,并基于时域内的响应测量信息,建立了直接识别单元水平结构物理参数的改进算法;通过引入浮点运算指标Flop,定量分析了改进算法与原算法的计算效率.数值仿真了一大型空间网壳结构的参数识别,并对比分析了改进算法与原算法在相同计算条件下的识别效率,结果表明:在保证无噪声条件下识别精度100%时,改进算法的计算效率提高了约30倍;且改进算法可以有效地识别未知输入条件下的结构参数.由此得出结论,改进算法不仅能够大幅度提高参数识别的计算效率,而且易于扩展到未知输入情况下的参数识别,因而特别适合于大型结构的参数识别.

Pro/ENGINEER Excel分析对模型参数化的控制

本文首先介绍了应用Pro／ENGINEER Excel分析模块对模型进行参数化控制的思路及方法。以铁路客车侧墙窗口排布及尺寸控制为例·进行实例演示，并与其他方法比较优越性，对深入研究Pro／ENGINEER的行为建模方法有一定的启发作用。

系列化汽车变速器设计中模型参数化的研究

参数化设计有利于提高系列化产品的设计效率和设计的通用化、标准化。产品的参数化设计能实现设计中图形自动生成,并自动维护不同设计阶段产品模型的一致性。其中的关键之一是建立系列化产品的参数化模型。本文以系列化汽车变速器为对象,分析其产品的参数设计方法及模型的参数化建立方法。文中以齿轮为例,介绍了其结构模型的参数化建立方法。

数字人体模型参数化变形的实现

基于服装定制对数字化人体模型在精度和个性化表现上的需求,在前期研究的基础上提出一种适用于人体复杂特征的人体造型变形算法。对人体曲面复杂特征中的胸围围线进行处理,并求取该围线的凸包作为人体特征尺寸参数;考虑胸高点对女体胸部造型的影响,在胸部正面引入两个变形轴,分别用于描述人体厚度变化和女体乳房的尺寸变化;基于胸高点和人体模型其他分界点,将胸围围线分成3段简单曲线,并确定每一段的变形中心、变形轴和变形算法;将3个变形后的简单曲线合成一个新胸围围线,求出胸围围线凸包长度,执行该胸围围线变形算法直至输入胸围尺寸与胸围围线凸包长度相等为止。该数字化人体模型适合于离线和在线两种方式下应用,在互联网+大规模服装定制中具有广阔的应用前景。

有限元模型参数化问题分析

本文主要分析有限元模型参数化建模的不同实现方法与途径,同时给出通过APDL语言实现结构有限元参数化建模的具体实例。这对快速高效实现结构有限元分析操作具有一定的参考价值。

基于隐式参数化模型的地铁车体轻量化设计

为实现地铁新车型前期快速的概念设计和性能评估,引用“分析驱动设计”理念对重庆6号线地铁的MP车体进行了隐式参数化建模;并录入车体的17个主要钣金件进行设计分析。以板厚为设计变量,筛选出模态和刚度对质量相对灵敏度较大的7个车体钣金件,进行基于响应面法的多目标轻量化优化设计;车体的刚度、模态等多项性能指标达到了良好的轻量化效果。研究结果表明:所引入“分析驱动设计”理念的车体隐式参数化建模及基于响应面法的多目标优化方法能应用于车体结构的轻量化设计,具有较好的工程指导意义。

融合参数化模型与LightGBM的机床进给轴动态位置预测方法

实现进给轴动态位置的准确预测对于优化机床加工轨迹,补偿轮廓误差,进而提高加工精度具有重要意义。为此,提出了一种融合参数化模型与Light Gradient Boosting Machine(LightGBM)的进给轴动态位置预测方法,能够根据目标加工轨迹实现进给轴位置的高精度预测。首先,建立了包含伺服驱动系统和机械系统的进给轴参数化模型,作为位置预测的基础模型。然后,针对参数化模型预测存在的残差,引入集成学习策略,提出了基于LightGBM的残差补偿模型建模方法,提高补偿精度和训练效率。最后,实验结果表明,相比于传统的参数化模型,所提出的预测方法具有更高的精度。与多种典型数据驱动模型的对比实验表明,提出的基于LightGBM的残差补偿模型具有更高的精度与稳定性,平均误差和均方根误差均减小了40%以上。

基于参数化降阶模型的非线性气动弹性高效分析

针对非线性气动弹性分析时需要在时域求解多个流场参数条件下结构运动方程而造成的计算消耗过大的问题,提出了一种适用于参数变化时非定常流场高效计算的参数化降阶模型,不仅可以应用于计算机翼等结构的总体气动力还可以得到每个时刻的结构表面的流场数据分布,并成功应用于典型机翼的跨声速颤振边界的计算,大大地提高了计算效率.结果显示,单流场条件时降阶模型的计算速度比直接使用时域分析方法提高了3倍;在计算多流场参数条件下,参数化降阶模型相比于使用单流场降阶模型计算速度提高了3.5倍,相较于时域分析方法提高了10倍.

复杂场景散射特性的参数化仿真模型

针对复杂场景电磁散射特性的实时仿真需求,提出了一种基于散射中心的散射特性参数化仿真模型。首先基于数字高程数据,利用蒙特卡罗法补充粗糙度信息,构建复杂地形网格模型;再利用双向反射分布函数修正的属性散射中心(bidirectional reflection distribution function modified attribute scattering center,BRDF-ASC)模型建立参数化仿真模型。数值实验结果表明:所提算法仿真的典型山峰和沙丘地形的雷达散射截面积(radar cross section,RCS)与物理光学(physical optics,PO)法仿真的RCS的均值误差低于3.6 dBsm;与大型海港的实测合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像进行对比,其参数化散射模型仿真SAR图像的变更检出率为0.1097,验证了所提算法的可行性。

基于铣削力参数化模型的铣刀非均匀磨损状态监测方法研究

在航空结构件钛合金零件数控加工中,刀具非均匀磨损状态对工件的最终质量影响很大。为了及时发现并控制因刀具非均匀磨损导致的异常加工状态,对钛合金加工刀具非均匀磨损状态监测方法进行了研究。建立了基于刀具刃线参数化模型的铣削力参数化模型,实现了对钛合金加工刀具非均匀磨损状态的监测,解决了零件单件或首件加工中样本数据缺失条件下的钛合金加工刀具非均匀磨损状态准确监测难题。

落地扇风叶参数化气动优化设计研究

以某落地扇风叶为研究对象,建立风叶参数化模型,搭建多学科优化设计平台,以风扇风量和扭矩分别为目标开展单目标优化,优化设计变量为翼型安装角、翼型弦长、叶片弯度和叶片积叠线弯度及掠度。采用粒子群优化算法进行寻优,分别得到了不同指标下最优的扇叶配置,并确定了扇叶关键设计参数对扇叶气动性能的设计权重以及影响规律。对风量和扭矩影响最大的都是翼型安装角和弦长,随着翼型安装角和弦长的增大,风量增大,扭矩也增大。

铝合金车体结构自动参数化建模及刚度分析

基于铝合金车体断面CAD图纸,提出了快速、全自动提取车体断面中线和厚度的方法,并实现了断面中线分组、网格划分、厚度、材料属性的自动生成和赋值。在此基础上,基于MATLAB软件自主开发了铝合金车体结构建模和刚度分析专用软件。专用软件可利用车体梁柱截面的CAD图纸,自动建立车体的门、窗、牵引梁、枕梁、缓冲梁、门立柱、端墙结构的有限元模型,并实现与车体断面有限元网格的自动完全匹配。同时,自动施加约束和载荷并形成分析工况,从而建立整车结构的参数化有限元模型,实现车体结构刚度的快速有限元分析。通过与人工创建的车体结构有限元模型刚度对比,验证了基于上述方法自动建立参数化铝合金车体结构有限元模型的正确性。

乘用车电子冷却风扇参数化模型设计

针对乘用车电子冷却风扇结构特征,提出了冷却风扇简化结构模型。并根据此简化模型设计了参数化方案,构建了风扇参数化模型,通过编程实现了从输入参数自动生成实体风扇的过程。然后采用流体动力学分析方法,将原型风扇与其简化的模型风扇在同样的条件下进行仿真分析,比较其四极子噪声、偶极子噪声、流量、功率、静压效率5个指标的误差,均在4%以内,从而证明了所构建的参数化模型的适用性,为进一步的设计优化提供了自动迭代生成仿真模型的基础。

大型矿用齿轮传动系统宏观参数动力学优化

为研究多级定轴齿轮传动系统的动态特性优化方法,以大型矿用齿轮箱为对象,利用广义有限元思想建立包含齿轮设计参数与系统布局参数的宏观参数动力学模型,采用Newmark-β时域积分法对额定转速工况下的动力学方程进行求解,在此基础上建立优化模型,在优化过程中实现了一个基于势能法的可优化的动态方程中的时变啮合刚度计算程序,同时提出了包含系统动态特性与体积优化在内的多目标优化方法,并与单一目标的优化方法进行比较。研究结果可为矿用齿轮传动系统的宏观参数设计提供理论参考。