3D打印实物模型在颈椎疾患住院医师规范化培训教学中的应用和探讨

目的探讨3 D打印实物模型在提高颈椎疾患住院医师规范化培训(简称住培)教学效果中的作用。方法选取参加骨科住培的颈椎疾患学习的住院医师80名为研究对象,随机分为两组,观察组(40人)以幻灯讲解加3 D打印实物模型教学,对照组(40人)采用幻灯讲解教学。课后即时和课后1月分别对住院医师的知识掌握情况和诊疗技术进行现场测试,利用问卷的形式对住院医师的满意度和参与兴趣(10分法)进行调查。结果课后即时观察组的知识掌握情况和对照组相当(P>0.05),但是观察组的诊疗技术测试成绩显著高于对照组(P<0.05),观察组的满意度和参与兴趣评分均显著高于对照组,两者对比差异有统计学意义(均P<0.05);课后1月时,观察组的知识掌握情况和诊疗技术测试成绩均显著高于对照组(均P<0.05)。结论3 D打印实物模型应用于颈椎疾患住培的带教中,可显著提高教学效果,提升住院医师的满意度和参与兴趣,值得在住培教学中推广。

3D打印模型结合CBL教学法在骨科住院医师规范化培训骨盆骨折教学中的应用

目的探讨3D打印模型结合CBL教学法在骨科住院医师规范化培训(简称住培)骨盆骨折教学中的应用效果。方法采用完全随机法将50名参加浙江省台州医院骨科住培的学员分为观察组和对照组。观察组采用3D模型打印结合CBL教学法,对照组采用传统教学法,通过临床知识理论考核、实践技能操作考试和调查问卷3个维度评价3D打印模型结合CBL教学法在骨盆骨折教学中的应用效果。结果观察组在临床知识理论考核、实践技能操作考试和满意度各方面均明显优于对照组(P<0.05)。结论3D打印模型结合CBL教学法在骨盆骨折教学中的应用有助于激发住院医师的学习兴趣,提高学习积极性和学习效率,有助于骨科专科知识的全面掌握和临床技能的综合提高,是一种切实有效、贴近临床实际的教学方法。

开孔泡沫金属传热和流动特性

近年来开孔泡沫金属运用于散热设备逐渐成为研究的热点。由于开孔泡沫金属结构复杂无序,数值模拟时大都将其结构进行化简,目前已有种类繁多的简化模型,然而适用于其传热与流动特性模拟研究的简化模型尚不明确;另外,适用于散热领域的泡沫金属结构参数有待详细研究。为此,建立开孔泡沫金属的5种简化三维模型,并进行传热和流动特性的对比研究,认为Gibson-Ashby模型更能准确描述实际开孔泡沫金属的传热和流动性能。在此基础上,采用Gibson-Ashby模型对开孔泡沫金属的关键结构参数进行传热和流动综合性能分析,发现孔隙率90%、孔密度30PPI开孔泡沫金属翅片的综合性能j/f^(1/3)(j为换热因子,f为阻力因子)最优;将孔隙率90%、孔密度30PPI开孔泡沫金属翅片与平直翅片进行对比,发现开孔泡沫金属翅片换热效果是平直翅片的2倍以上,综合性能也优于平直翅片。所得研究成果可为开孔泡沫金属在换热领域的应用和设计提供参考。

三角形编织工艺数字化建模方法

三维旋转式编织工艺按角轮缺口数分为三角形、四角形和六角形编织工艺,其中三角形编织工艺研究较少。为探索基于三角形编织工艺的预制体结构,基于Python语言和CATIA开发编织工艺软件,获得预制体几何结构。角轮和交换轮交替旋转,驱动携纱器在底盘中运动,使纱线相互交织形成预制体。对角轮、交换轮、携纱器的编号和运动状态进行数字化编码,研究不同旋转状态下携纱器的交换规律。携纱器轨迹与编织节点高度共同确定了织物空间拓扑结构,采用三次B-spline曲线对纱线空间轨迹进行拟合,建立预制体的参数化几何模型。结果表明:采用三角形编织工艺获得的预制体结构紧凑,织物几何模型与试验样件一致性较好,验证了建模方法的精度。

基于ABAQUS的平纹织物同面对向弯曲有限元模拟

为明晰织物结构对其弯曲性能的影响机制,对织物弯曲过程进行了有限元模拟和实验验证。以涤纶织物为例,通过VHX-5000型超景深数码显微镜观测织物,得到纱线几何参数;根据纱线实际尺寸,利用SolidWorks专业建模软件构建涤纶平纹织物的三维几何模型;基于有限元分析软件ABAQUS研究织物同面对向弯曲性能,分析纱线弹性模量、摩擦因数、泊松比等参数对弯曲实验的影响,并将有限元仿真结果与实验结果进行对比。结果表明:模拟所得抗弯力-位移曲线与实验曲线在0.01水平上呈显著相关,模拟结果与实验结果一致,证明用有限元模拟弯曲织物模型的有效性。

3D打印技术中的数据文件格式

3D打印是一种快速成型技术,以数字化模型文件为基础进行建模,并通过逐层打印的方式来实现实体的制造,不同的数据文件格式直接影响加工过程和加工效果.介绍了3D打印的工艺流程与三维模型数据的获取技术,从三维数据文件格式、二维层片文件格式、新型的数据文件格式3个方面系统阐述了3D打印技术中的数据文件格式,并分析了各种数据文件格式的内涵与优缺点.最后,根据目前3D打印的发展给出了未来数据文件格式的发展方向.

面向3D打印的三维模型处理技术研究综述

作为一种变革性的技术,3D打印将推动三维智能数字化制造,而面向3D打印的三维模型数据处理则是实现这一过程的基础和前提。针对面向3D打印的三维模型处理技术,首先给出了3D模型数据处理的技术体系;然后分析总结了3D模型数据处理各个关键技术环节的研究现状;最后对面向3D打印的3D数据处理技术存在的问题及未来发展方向进行了展望。3D模型数据处理技术为3D打印贯穿产品全生命周期提供技术支持,可有效推动3D打印技术的发展和完善。

3维数字化技术在考古中的应用

3维激光扫描技术在大遗址数字化应用中涉及数据采集、数据加工、3维建模等关键技术。以三星堆遗址一号祭祀坑为例,采用Riegl LMS-Z420i3维激光扫描仪和尼康D100数码相机分别获取几何点云数据与纹理数据,并通过PolyWorks软件实现多站点点云数据配准与3维建模,给出大遗址数字化的整个工艺流程。

3D模型LOD算法的研究及其OpenGL实现

3D模型LOD技术是计算机图形学的一个重要研究课题,简述了3D模型LOD技术的基本原理并分析和探讨了各类LOD算法。为了克服LOD算法在使用中的局限性,提出了一种3D模型LOD算法,并通过OpenGL编程进行了实现,运行的结果表明此3D模型LOD算法是可行和高效的。

机载激光雷达3维建筑物模型重建的研究进展

机载激光雷达系统已经成为3维建筑物模型快速重建的重要手段。综述了国内外利用机载激光雷达点云进行3维建筑物模型重建的研究方法、进展情况,分析讨论了模型驱动法、数据驱动法和混合法的特点及关键问题。混合法集成了模型驱动方法和数据驱动方法的优点,是该项技术今后发展的重点领域。

海洋用A3钢阴极保护电场的三维有限元建模

为了解介质中的LAPLACE方程,根据有限元法能够预测复杂体系中阴极保护电化学场的分布原理。使用8节点立方体和合适的形状函数对构筑物表层和周围场域进行了离散。通过对各单元的分析和整个求解区域的综合,建立了三维的有限元数学模型,根据此模型编写了相应的C语言程序。通过对模型的计算得出了电位电流密度分布图,发现规律与经典电场原理相符合。

水利水电工程3维地质建模系统一体化设计

针对水利水电3维地质建模软件在地质信息数据库与建模系统分离的弱点,提出结合3维地质数据库与3维建模软件交互设计的方法,并在CATIA软件上开发了适用于水利水电工程的3维地质建模平台。利用Microsoft SQL 8.0软件建立3维地质建模数据库,实现了数据的录入、查询、删除、EXCEL模版导入导出等功能;利用Visual Basic.net软件搭建3维地质建模平台,包括3维地质建模中所需的覆盖层、地质层、水文层、模型分析等基本模块,并将3维地质建模数据库嵌入到3维地质建模平台中,实现了钻孔数据的导入、虚拟钻孔以及3维地质模型任意剖切出图等功能,从而实现了3维地质建模数据库与3维建模平台一体化的设计理念。

磁矢量势的全球电磁感应时间域三维有限元正演计算方法

全球电磁感应测深方法能获得地球深部电导率结构分布,目前被广泛应用于地球内部结构与热状态研究.地磁台站与地磁卫星观测的电磁感应数据为时间序列信号,在时间域分析全球电磁感应数据,特别是分析频谱极宽的磁暴脉冲响应,具有天然的优势.然而,当前的全球电磁感应数据解释技术一般在频率域进行,缺少时间域中的研究成果.为了弥补缺少时间域全球电磁感应数据解释方法的问题,本文开发了一种基于磁场矢量势的全球电磁感应时间域三维有限元并行正演求解方法,具备高精度快速计算源于地球外部时变电流源的地球感应电磁场时间序列的能力,特别适合于计算与分析频谱极宽的磁暴脉冲电磁感应时变响应.首先,建立基于磁场矢量势的全球电磁感应时间域微分控制方程,结合磁层外部电流源的物理属性建立边界条件和初始条件,从而构建出全球电磁感应时间域初始边界值问题.然后,利用四面体矢量有限元技术和无条件稳定的隐式后退欧拉公式,分别实现磁场矢量势的空间域和时间域离散,进而获得不同时刻的实系数大型有限元线性方程组,借助于高性能并行直接求解器,快速高精度地求解不同时刻的磁场矢量势与感应磁场.最后,利用理论模型验证本文算法的正确性.利用Dst磁暴环电流指数建立的时间域电流源与真实地球三维电性模型,研究"澳科一号"后续卫星200 km轨道对中国和澳大利亚下方地幔转换带高导体的探测能力,结果表明这些地幔转换带异常体在200 km卫星轨道高度能产生明显异常.综上所述,本文开发的时间域全球电磁感应方法不仅具备精确快速计算全球感应电磁场时间序列响应的能力,还能为反演与解释"澳科一号"等我国地磁卫星观测数据提供技术支持.

基于GTP修正的R3DGM建模与可视化方法

将广义三棱柱(GTP)的辅助几何要素———对角线———修正为四面体,解决了R3DGM(真三维地学模型)中数据组织与几何要素的不一致和空间操作中的几何裂缝问题.修正后的GTP模型集成了TIN,GTP和四面体模型的优点,构建算法简单且空间操作无缝.R3DGM过程分3步进行:①根据钻孔孔口数据点与断层露头约束,按约束Delaunay法则生成地表不规则三角网(CD-TIN);②按地学推理规则,将CD-TIN中三角形沿钻孔迹线向下扩展生成GTP;③根据最小顶点标识法,将GTP模型转换成四面体.介绍了基于GTP修正构建的三维数字地质模型的任意平面剖切、虚拟开挖、空间查询等可视化方法.并结合北京CBD地下三维集成建模与空间操作,展示了模型构模及空间操作效果.

砂砾质辫状河储层构型解剖及层次建模——以新疆油田重32井区齐古组油藏为例

针对准噶尔盆地风城油田上侏罗统齐古组砂砾质辫状河储层,利用岩芯、露头及密井网资料,结合砂砾质辫状河储层构型层次结构、模式拟合和嵌入式层次建模方法,确定了不同级次的构型界面,对砂砾质辫状河5~3级构型单元进行了识别,建立了不同级别构型分布样式、规模及三维构型模型。研究表明:1)研究区砂砾质辫状河4级构型单元主要包括心滩坝和辫状水道两类,辫状水道包括泥质半充填水道和泥质充填水道等构型单元,砂砾质辫状河3级构型单元包括心滩坝内部沟道及落淤层等;2)根据辫状河不同级次构型单元规模公式,对辫状河不同级次构型单元进行定量表征,结果表明,研究区单一砂砾质河道宽度50~180 m;单一充填河道宽度30~70 m,长度100~350 m;单一心滩坝宽度120~400 m,长度300~800 m;心滩坝内部落淤层长度和宽度分别为110~330 m、60~200 m,沟道长度和宽度分别为100~200 m、15~25 m;3)在精细构型解剖研究的基础上,提出利用层次建模与嵌入式建模结合的新方法建立构型三维模型。分层次建立了4级构型模型,而在心滩坝内部则采用规模约束建立落淤层、沟道以及填充河道3级构型单元模型,最终建立了与定性模式和定量规模相适应的多级次耦合三维构型模型。

ZF7200／18／35型液压支架有限元分析

对ZF7200/18/35型支撑掩护型支架进行了受力分析,通过Pro/E建立液压支架三维建模,利用ANSYS8.0有限元分析软件模拟某液压支架工况进行了有限元应力分析,得出支架该工况下应力值最大位置,从而为液压支架的优化设计和研究提供了理论依据。

3000m^3绞吸式挖泥船钢桩台车运动仿真

使用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS对某3000 m3绞吸式挖泥船钢桩台车进行三维建模,并对其倒桩和行走运动过程进行仿真分析,分析主要连接点的受力,讨论船体正浮和纵倾作业时油缸作用力的变化。

一种基于局部坐标系的3维模型盲水印算法

3维模型数字水印是目前数字水印研究的热点之一,鲁棒性和盲检测是3维模型数字水印的难点所在。为了增强3维模型数字水印的鲁棒性、实现盲检测并使检测结果具有可读性,提出了一种基于局部坐标系的3维模型数字水印算法,算法把可读的字符串作为水印信息,通过改变三角网格顶点在其一环邻居所确定的局部坐标系中的位置实现水印的嵌入。该算法在检测水印时,不需要原始模型,而且可以抵抗平移、旋转、缩放、剪切和顶点乱序等攻击。实验结果表明,水印算法具有很好的鲁棒性和不可感知性。

植被冠层3D辐射传输模型及热辐射方向性模拟

研究了植被冠层的热辐射方向性并建立了有关模型.从辐射传输机理出发,建立了3D冠层场景,并将场景以微分体元方式进行离散,根据给定的观测几何参数进行逐个体元内部与体元之间的多次散射及发射辐射传输计算,最终通过积分运算得到所有微分体在半球空间上对给定观测方向上的热辐射,得出整个冠层的热辐射方向性.利用两个时相的地面观测数据对3D辐射传输模型及模拟结果进行了验证和分析,相关系数分别为0.91和0.79,RMSE分别为0.4K和0.6K,证明建立的模型是有效的,能改进热红外温度反演精度和实现组分温度反演.

基于钻孔数据的三维地质建模及可视化系统3DGMS的设计与实现

矿山三维地质建模及可视化是实施数字矿山战略的关键技术,其软件系统的研究与实现对于矿山企业的可持续发展具有极其重要的意义.基于OpenGL图形库和VC++6.0开发平台,从系统目标要求、体系结构和功能模块等几方面设计和开发了基于钻孔数据的三维地质建模及可视化系统3DGMS,实现了地层、矿体、断层、地表和巷道等三维模型的创建与可视化显示,以及灵活的三维视图控制和针对地质模型基本的空间查询、量算、空间剖切、动态模拟等空间分析功能,为我国矿山三维地质建模及可视化软件的设计提供了参考,有益于促进我国矿山信息化的建设.