三维约束Voronoi剖分

分析了约束面(点、线段、凸多边形)在三维Voronoi网格存在的条件,提出一种构造三维约束Voronoi剖分的算法.该算法的基本思想是在限定线的球覆盖基础上,借助限定面的约束Regular三角化生成关于限定面对称分布的生长点.理论上,对任意的分段线性复合形约束,该算法可以生成满足此约束的Voronoi网格.最后,给出了实例验证以说明文中算法的有效性.

二维约束Voronoi网格构造及其尺寸、质量控制

给出二维约束Voronoi网格的有关概念,分析了约束线段在二维Voronoi网格存在的条件,提出了一种二维约束Voronoi网格构造算法;并对二维约束Voronoi网格的尺寸和质量控制进行了研究;最后给出了实例以说明算法的有效性.该算法计算快速,适应性广,在诸多领域具有广泛的应用前景.

基于Voronoi块体模型的砂岩力学特性研究

PFC软件中球形颗粒和平行黏结接触模型(PBM)被广泛应用于岩石力学特性模拟研究.然而,球形颗粒和PBM存在两个明显缺陷:球形颗粒与岩石材料的晶粒形状相差较大;无侧限抗压强度与抗拉强度之比(压拉比)偏低.基于此,以山西吕梁地区典型砂岩为例,通过Voronoi剖分建立刚性块体数值试样,并使用软化黏结接触模型(SBM)对砂岩试样进行模拟分析.研究结果表明,基于刚性块体和SBM的数值模拟相较于传统基于球形颗粒和PBM的数值模拟而言,主要具有3个优点:与球形颗粒试样相比,刚性块体间自锁效应增大,刚性块体模型间的配位数明显提高,更能模拟真实砂岩的晶粒形状和晶粒间力学行为;软化黏结模型能模拟出砂岩更大的压拉比,更能真实表征砂岩在多应力路径下的力学特性;采用基于刚性块体和SBM的数值模型能够真实反映砂岩典型的剪切破坏模式.

地震震中实时动态定位的方法研究

在地震早期预警系统中具破坏性地震震中的确定速度十分重要。本文提出了地震发生后根据1个、2个、3个台站P波到时记录进行动态、近实时确定地震发生区域、线区间和震中位置的方法。方法充分考虑了地震触发台站和非触发台站分布与地震波传播规律的一致性和差异性特征,提高了震中定位结果的精度。对由79个台站组成的山东虚拟测震台网2009-2010年期间记录的425次网内地震进行了快速定位,结果表明对发生在网内的地震可在要求时间内给出比较准确的震中位置,可满足预警地震速报时效性和精度的双重要求。

移动传感器网络中目标跟踪与监测的同步优化

针对移动传感器网络(Mobile sensor networks,MSNs)中动态目标(事件源)的监测优化问题,为提高网络覆盖质量,建立基于Voronoi剖分的监测性能(Quality of monitoring,QoM)评价函数,提出基于群集控制的传感器节点部署分布式控制算法.每个节点在本地结合最小二乘法和一致性算法来估计目标相对位置.相比传统算法,本文算法只需本地和单跳通信(可观测)邻居的信息,从而减小通信时长和能耗.算法在提高以目标为中心的一定区域监测性能的同时,使全体传感器速度趋于一致,从而在尽量保持网络拓扑结构的同时减少了整体移动能耗.在目标匀速或目标加速度信息全网可知的情况下,全体传感器速度渐近收敛至目标速度,且监测性能收敛至局部最优.所采用的目标位置估计滤波算法计算简单、切实可行.

传感器网络节点表面部署优化算法

节点部署是传感器网络中的一个基本问题,其直接关系到整个网络的性能。但现有的传感器网络节点部署研究大多针对平面以及3D空间的场景,对于3D表面场景部署的研究较少,为此针对该场景研究传感器网络节点部署优化算法。首先通过数学微分几何方法对3D表面构建数学模型,然后通过质心Voronoi剖分对3D表面进行分区,提出一种误差函数来评价部署方法的优劣程度,最后通过仿真比较了该方法与其他表面部署方法的性能优劣,结果表明,所提方法优于对比算法。

基于最优传输理论的高质量点云重采样方法

目前通过3D扫描仪获取的点云仍旧存在一些缺陷:点云含有噪声,点云在不同方向上分布不均匀等.本文针对上述问题开展研究.主要工作为提出一种新的算法用于在点云上进行高质量的重采样,即使用较为稀疏的重采样点集去表达较为密集的原始点云的几何形状,同时重采样点集的分布可以满足用户预先指定的目标分布,并具备一定的蓝噪声性质.在最优传输理论的基础之上,本文方法将传统的点云重采样问题转化为一个最优化问题,并在点云上构建离散网格,使得针对网格的受限制的Power剖分方法能够迁移至点云上.随后利用交叉优化框架对该优化问题进行求解,并对每一个重采样点执行精确的容积约束.大量实验结果表明,本文算法输出的重采样点集可以实现精确自适应控制密度的目标,并且具备较好的蓝噪声性质.

一种基于CVT的动态流场可视化方法

本文给出了一种基于CVT (Centroidal Voronoi Tessellation)的动态流场可视化方法。这种方法基于稳态流场的可视化方法,借助于不同时间层生成元的继承性,缩短了可视化的计算时间;同时,通过引入短流线箭头,不但避免了直线箭头表示向量时相互交叉的问题,而且又更清楚地刻画了流场的特征。数值算例表明了所给出的基于CVT动态流场可视化方法的有效性。