高速飞行器热防护结构非均匀热流载荷反演方法

为准确掌握高速飞行器热防护结构服役时承担的非均匀气动热载荷,提出了一种基于共轭梯度理论的非均匀热流载荷的反演方法.以隔热瓦结构为例,开展了2类典型非均匀热流载荷下的数值仿真研究.通过引入一阶样条曲线插值表征非均匀热流的时变规律,降低了待反演参数数量.分析了反演方法的可行性以及温度测量偏差等因素对反演精度的影响.研究结果表明:非均匀热流时变规律的样条线表征方法可以将反演参数数量缩减到4个,极大地提升了反演效率;提出的反演方法可以精确反演结构非均匀热流载荷的时间和空间分布特性,对于含噪声的测量数据,该方法由于采用了插值重构的表征方法而体现出较好的抗噪性能.

非均匀Hilbert曲线的生成算法

基于分形理论,针对Hilbert曲线处理非均匀分布的不足,提出了一种非均匀Hilbert曲线的生成算法.该算法根据数据分布密度,对子区域进行空间层次分解,构造区域连接曲线,最终以递归的方式来生成非均匀Hilbert曲线.结果表明:该算法能够对非均匀空间进行有效的处理,极大的减少曲线的路径长度和遍历曲线时的复杂度,从而打破了传统Hilbert曲线的应用局限性.

基于PIA的非均匀三次B样条曲线Hermite插值

提出基于渐进迭代逼近(Progressive Iteration Approximation,PIA)的非均匀三次B样条曲线Hermite插值算法.首先,以给定数据点作为初始控制顶点,采用累加弦长法得到节点序列,通过构造误差向量更新控制顶点,迭代生成插值数据点的非均匀三次B样条曲线.当需要同时插值数据点和单位切向时,在每个节点区间上插入一个节点;当需要同时插值数据点、单位切向和曲率向量时,在每个节点区间上插入两个节点;更新初始控制顶点,进而迭代得到插值B样条曲线.理论分析表明算法是收敛的.数值算例结果说明,与均匀三次B样条曲线插值算法相比,当相邻数据点间距离变化程度越大时,该算法的收敛速度越快,在相同误差条件下迭代次数更少.

非均匀锈蚀钢筋混凝土梁力学性能研究

为了解决钢筋混凝土梁因钢筋非均匀锈蚀产生的力学状态改变问题,依托山东省东营市某建筑工程项目,借助室内试验的方法,研究不同锈蚀程度下钢筋混凝土梁的荷载-最大裂缝和荷载-挠度曲线。结果表明,不同锈蚀率条件下的钢筋混凝土梁的荷载和裂缝的关系曲线大致划分为3个阶段,在第I阶段的裂缝值相近,而在第II阶段和第III阶段的裂缝值差异明显,钢筋锈蚀率越大,相同裂缝宽度条件下对应的荷载越小,极限承载力也越小;不同锈蚀率条件下钢筋混凝土梁的荷载-跨中挠度均表现为二次曲线的变化趋势;钢筋锈蚀率越大,相同跨中挠度条件下对应的荷载越小,极限承载力也越小,在同等锈蚀增量条件下,腐蚀程度高的钢筋混凝土梁的极限承载力下降幅度更大。

考虑注浆压力非均匀分布的小半径曲线盾构掘进诱发地表沉降计算

本文基于半无限饱和土初值解,同时考虑了同步注浆压力非均匀分布特征,推导了小半径曲线盾构掘进诱发地表沉降计算公式,并结合成都轨道交通27号线韦家碾站—双水碾站工程实例探讨了在各参数影响下的地表变形规律。结果表明:地表沉降变形计算结果与现场实测数据规律大致吻合,验证了计算公式的合理性。将注浆压力视为均布荷载所得计算地表隆起量大大小于将注浆压力视为非均布荷载时所得的地表隆起量,故将注浆压力视为均布荷载在一定程度上减弱了盾尾注浆压力对地表沉降的控制作用。非均匀分布注浆压力引起的地表沉降变形以及作用范围与盾壳长度和浆液黏滞系数呈反比,而盾构掘进速度对非均匀分布注浆压力引起的地表沉降变形以及作用范围的影响较小。

一种基于迭代法的非均匀Hilbert空间填充曲线快速生成算法

Hilbert空间填充曲线主要用于构建二维空间的数据索引,在实际应用中以均匀曲线为主。而现实中的空间数据分布通常具有显著的非均匀特征,使用均匀Hilbert曲线进行填充可能产生大量的编码冗余,降低空间索引效率,而现有的非均匀Hilbert曲线生成算法的实现和适用范围受到多种因素的约束。设计并实现了一种基于迭代法的非均匀Hilbert空间填充曲线快速生成算法,包含非均匀划分、子空间排序、中心点生成、连接线生成共4个子算法,依次实现对原始空间的非均匀划分和顺次编码排序,在此基础上连接各子空间的中心点,形成非均匀的Hilbert曲线。相比现有的均匀Hilbert曲线生成算法,所提算法充分顾及了空间数据的分布差异,支持自适应的空间划分,能够生成更轻量级的非均匀Hilbert曲线。相比现有的非均匀Hilbert曲线生成算法,所提算法可以通过程序实现,并能够较好地适用于空间信息检索及其他领域。实验结果表明,所提算法与现有算法相比,具有更广的应用范围、更低的空间消耗率、更高的编码排序效率和曲线生成效率,从而证明了所提算法的有效性与高效性。

非均匀有理B样条曲线直接插补进给速度规划

在非均匀有理B样条直接插补算法中,为了提高插补实时性、克服前瞻规划算法的缺点,提出了基于进给速度预处理曲线的进给速度规划方法。该方法在插补前,通过建立进给速度预处理曲线来取代非均匀有理B样条曲线实时插补进给速度规划的前瞻算法。在速度规划过程中,为了防止进给加速度和加加速度超过机床性能要求,在曲线曲率变化较大的区域,采用基于逐点比较计算的方法规划每个参数点处的进给速度。通过MATLAB仿真表明所提方法具有较高的加工精度、良好的进给速度平滑效果和实时插补性能。

基于小波的非均匀B样条曲线自动光顺算法

为了更好地对曲线进行自动光顺,针对一般的非均匀B样条曲线,提出一种基于非均匀B样条小波的曲线光顺算法.首先将曲线分解为尺度部分和细节部分,并把细节部分再次分解为小波尺度部分和小波细节部分;然后通过自动设定阈值对小波细节部分进行修复,并通过小波重构得到新的控制顶点;最后对新的控制顶点进行迭代计算,直至达到满意的光顺效果.通过设定光顺误差限,采用该算法可以在计算机上对曲线进行自动光顺操作.实例验证表明,文中算法比其他基于小波的曲线光顺方法具有更好的光顺效果.

多形状参数的三次非均匀三角多项式曲线

对于非均匀节点向量给出了一类带多个形状参数的三次三角多项式曲线,这类曲线具有三次多项式B样条的许多重要性质:对非重节点为C2-连续,对均匀节点则为C3-连续,能直接表示椭圆.根据形状参数的各种不同取值,人们既能整体、又能局部地调控这类曲线的形状.此外,还讨论了多形状参数的三角Bézier曲线的情况.

基于非均匀B样条小波分解的NURBS曲线光顺

利用非均匀B样条小波的正交性、局部性和振动性,研究基于非均匀B样条小波分解的有理曲线的光顺算法.第一步,通过不同的节点选取方法,实现非均匀有理B样本(non-uniformrationalBspline,NURBS)曲线的小波分解;第二步,通过曲线逼近实现NURBS曲线的整体光顺和局部光顺.通过施加约束解决曲线光顺前后端点位置和切矢不变的问题.该算法在反求工程CAD软件RE-SOFT中的实际应用效果表明,基于非均匀B样条小波分解的NURBS曲线光顺算法能够有效地去除曲线上的坏点,改善曲线的品质.

非均匀三次B样条曲线插值的Jacobi-PIA算法

为了求解非均匀三次B样条曲线插值问题,基于解线性方程组的Jacobi迭代方法提出一种渐进迭代插值算法——Jacobi-PIA算法.该算法以待插值点为初始控制多边形得到第0层的三次B样条曲线,递归地求得插值给定点集的三次B样条曲线;在每个迭代过程中,定义待插值点与第k层的三次B样条曲线上对应点的差向量乘以该点对应的B样条系数的倒数为偏移向量,第k层的控制顶点加上对应的偏移向量得到第k+1层的三次B样条曲线的控制顶点.由于Jacobi-PIA算法在更新控制顶点时减少了一个减法运算,因而运算量更少.理论分析表明该算法是收敛的.数值算例结果表明,Jacobi-PIA算法的收敛速度优于经典的渐进迭代插值算法,与最优权因子对应的带权渐进迭代插值算法基本相同.

鞋楦定制中非均匀有理B样条特征曲线的自适应变形

为实现无实体楦基础的数字化量足制鞋,提出了基于非均匀有理B样条(NURBS)特征曲线自适应变形的个性化鞋楦定制系统,将足部NURBS特征曲线依据一定的舒适度规则变形成相应的鞋楦特征曲线来实现鞋楦定制。该系统采用切平面法获取足部的特征点、特征曲线和特征尺寸,重建出足部NURBS特征曲线。建立了足楦舒适度匹配规则,并根据变形方式及次序不同将特征曲线分为四种类型。以特征点、特征结点和特征尺寸作为约束,结合足楦舒适度规律驱动足部特征曲线自适应变形,生成相应的鞋楦特征曲线。最后,构建出鞋楦特征框架,通过特征曲线增添操作和曲面细分造型完成定制鞋楦的设计。给出了男士皮鞋鞋楦的设计实例和定制结果,定制时间在480s内,定制的鞋楦美观大方。该系统具有实用性,且定制鞋楦的再设计利用率显著提高。

多形状参数的二次非均匀双曲B-样条曲线

给出了一类带多个形状参数的二次非均匀双曲B-样条曲线,这类曲线具有二次多项式B-样条曲线的许多重要性质.根据形状参数的不同取值,能整体或局部地调控曲线的形状;无需重节点技术或解线性方程组,就能使曲线直接插值于某些控制点或控制边.此外,这类曲线能精确地表示双曲线.

构造曲线的插值型细分法——非均匀四点法

本文提出了一种构造曲线的插值型细分方法——非均匀四点法，四点法可作为这个方法的一个特例．用这种方法可以构造出Ｇ１连续的插值曲线，该法引入了一些偏移参数来控制细分过程，偏移参数对曲线形状的影响是局部的．

多形状参数的二次非均匀三角多项式曲线

提出了一类带多个形状参数的二次非均匀三角多项式曲线,它是同类型单形状参数曲线的推广,具有二次非均匀B样条曲线的绝大多数性质。根据形状参数的不同取值,人们既能整体地又能局部地调控这类曲线的形状。并且无须采用重节点技术或解方程组,就能直接插值某些控制点或控制边。此外,它还能直接表示椭圆与抛物线。

带有给定切线多边形的保形非均匀B样条曲线

讨论并给定切线多边形相切的非均匀三次B样条曲线 ,所构造的曲线是C2 连续的闭曲线 ,且对切线多边形保形 非均匀三次B样条的所有deBoor点由切线多边形的顶点直接计算生成 构造了与给定切线多边形相切的Cm 连续m +1次非均匀B样条曲线 最后的实例表明 ,所构造的非均匀三次B样条逼近曲线比分段

三次非均匀B样条曲线插补算法研究

插补算法的优劣关系到数控加工的精度和速度。文章提出了一种三次非均匀B样条曲线插补算法。该算法基于已知的型值点反算出曲线的控制点,从而得到曲线方程,然后利用泰勒展开公式预估得到曲线插补下一周期的插补点,并通过弓高误差控制方法对曲线插补精度和进给速度进行控制,最后讨论了利用B样条曲线对称性求减速点的方法。经过Matlab仿真分析,证明该方法的正确性与有效性。

α-非均匀B样条曲线的保单调插值

针对α 均匀B样条曲线的局限性 ,引进α 非均匀B样条曲线 ,并相应地研究这种曲线保单调插值的可能性与算法 通过设置奇异混合函数 ,无需求解方程组或迭代计算 ,可方便地构造出一类带有形状控制参数的α 非均匀B样条插值曲线族 ;进一步 ,利用Bernstein多项式的正性条件 ,得到该形状参数α的取值范围 ,使得与该范围内每个形状参数相应的插值曲线都是保单调的 ,且得到的曲线为C2 (或G1)连续

曲线坐标系下非均匀水流中波浪传播的数值模拟

利用自适应网格技术 ,建立了曲线坐标系下缓变水深水域非均匀水流中波浪传播的数值模拟模型 .将椭圆型非均匀水流中波浪传播的联合折射 -绕射方程化为依赖时间变化的抛物型方程 ,并以此作为控制方程 ,克服了一般抛物近似方法的缺点 ;从开边界条件、不同反射特性的固壁边界条件相统一的表达式出发 ,对边界条件进行处理 ;用 ADI法数值求解控制方程 .验证结果表明 ,模型能适应复杂的边界形状 ,可以较好地模拟复杂边界条件下波浪传播过程中的多种物理现象 ,克服了以往各种代数坐标变换的局限性 ,有效地反映了水流对波浪传播的影响 .模型的模拟结果可供实际工程参考使用 .

基于非均匀B样条曲线的挖掘机最优时间轨迹规划

为了实现挖掘机器人平稳、高效率地完成给定挖掘任务,提出了非均匀B样条曲线的轨迹规划方法。利用3次非均匀B样条曲线,在关节角速度、角加速度和角加加速度的约束条件下,在关节空间对挖掘机进行轨迹规划。采用自适应粒子群优化(APSO)算法求取插值时间的最优值,优化得出各个关节角度的最优时间曲线,从而得到末端挖掘轨迹,在相同的约束条件和优化方法下,采用5次非均匀B样条关节曲线进行对比。实验结果表明:低阶次的非均匀B样条曲线既可以实现各个关节高效平稳的到达给定目标点,而且还可以减少曲线摆动,从而减小对挖掘机的磨损,延长其使用寿命。