扩展的L系统与三维自然景物图形

介绍扩展的Ｌｓｙｓｔｅｍ 和它的三维图形系统，以及植物设计和显示。首先说明Ｌｓｙｓｔｅｍ 的定义，Ｌｓｙｓｔｅｍ 与植被和分形图形的生成；并简述Ｌｓｙｓｔｅｍ 的实现；然后是ＥＬＳＹＳ 语言和程序设计；最后用树和小麦三维景物作为本Ｌｓｙｓｔｅｍ 三维图形系统的应用实例。

当前电站仿真发展中的若干新技术与新应用

随着计算机技术和信息技术的迅速发展,仿真技术的发展也日趋兴旺。本文对当前电站仿真发展过程中的若干新技术进行了讨论,内容包括支撑环境、建模方法、多媒体技术等。这些新技术的应用,显著缩短了建模周期、提高了仿真精度、拓宽了仿真的内涵和外延。本文的内容,对于其它仿真领域的技术发展也能起到一定的参考作用。

电厂仿真图形化一体建模支持系统

给出了国内开发的电厂仿真图形化一体建模支持系统。它能够支持电站仿真建模、程序自动生成和调试验模的全过程。在设计本系统时，确定了设计原则并分析了功能需求，充分考虑了系统的开放性、集成性、容错性以及图形调试的方便性，以满足仿真建模用户对于多功能、图形交互以及灵活方便的要求。开发平台选用ＨＰ系列图形工作站，Ｘ－ Ｗｉｎｄｏｗｓ 图形系统和Ｃ＋ ＋

岩体裂缝面数量三维分形分布规律研究

采用计算机仿真的数值试验方法,首先证明了岩体裂隙面数量服从三维分形分布规律这一自然现象。然后根据大量的计算以及理论推演,得到了裂隙面的2个重要的分形参数(分形维数和分形分布初值),以及分形维数DS和分形分布初值NS与二维剖面裂隙迹线分形参数DL,NL的相关关系。即二维分形维数与三维分形维数遵循:DL = DS-1,二维分形维数DL与裂隙面的其他参数无关;二维分形分布初值NL与三维裂隙面的倾角ST,方位角SP遵循投影关系;二维分形分布初值NL与三维分形分布初值NS遵循正比关系:NL = kNS,k值决定与岩体剖面和三维裂隙面的投影关系。实测结果证实了这些关系的正确性。这些结论为研究裂隙岩体的其他物理力学性质奠定了基础。

复杂工程岩体结构三维可视化构造及其应用

针对岩体结构的复杂性和无规律性,提出了一种新的基于NURBS算法的岩体结构三维可视化构造技术。根据实测的离散信息和交互解译得到一系列二维剖面,以系统的思想实现了岩体结构三维可视化模型,并能进行与工程密切相关的结构可视化分析。最后将该技术成功应用到糯扎渡水电站工程的三维岩体结构模拟和可视化分析中,对工程设计有较大的指导意义。

基于模拟植物生长算法的配电网重构

将模拟植物生长算法应用于配电网络重构。该算法将目标函数与约束条件分开处理,采用兼具方向性和随机性的搜索机制,避免了已有仿生类算法由于一些参数难以确定和(或)无引导性的搜索方向而陷入局部最优的问题。此外,根据配电网特点,提出以基本环路代替开关作为控制变量,降低了变量维数,提高了计算效率。采用断开、闭合、联闭和长闭4种状态描述开关的运行方式,从而有效减小了寻优过程中的搜索范围。对IEEE 16节点、IEEE 33节点和IEEE 69节点3个不同规模测试系统进行了分析计算,并与相关文献结果进行对比,表明所提方法具有快速的全局寻优能力。

电厂系统仿真技术的发展

首先对国内外电力工业仿真技术和培训用仿真机的发展历史和现状进行了概述,其中重点论述了国内电力工业仿真技术的先进性和仿真机数量位居世界第一的现实;其次进一步阐述了仿真建模理论和学科发展对提高仿真技术的重要性,以及我国有关电力工业建模技术的部分研究成果;最后指出了我国电力工业仿真技术的发展趋向。

三维嵌套L系统及其在植物模拟中的应用

随着分形理论研究的不断发展,虚拟植物已经成为计算机图形学研究的热点问题之一。其中,L系统以其定义的简洁性和高度的结构化特点,成为植物形态模拟中最常用的方法之一。在简要介绍其表达机制的基础上,利用计算机对植物的形态进行了模拟,提出了一种嵌套L系统,它采用过程化形式控制树木的形态,避开了去寻找L系统生成规则的难点,构造了椰子树的模型,从实验模拟结果看,嵌套L系统可以更逼真地反映植物的形态。

基于IFS的树木形态模拟方法

探讨几种基于IFS的彩色树木模拟技术,主要包括彩色树木自然着色的方法、自然 光照状态下各种树影的绘制方法。此外,为了模拟树木的各种不同形态,研究了随机因素和 迭代概率对树木形态的影响。模拟实验验证了其可行性和有效性。

某水利枢纽厂房开挖三维可视化与数值模拟耦合研究

对某水利枢纽工程坝址区工程地质三维可视化与FLAC3D数值模拟耦合进行了研究。利用钻孔信息,采用多层DEM技术建立三维格网地层模型,然后,将各种工况几何形体映射到地层格网上。在此基础上,根据FLAC3D建模特点,用一系列横截面切割此三维地质模型,并保证相邻两剖面拓扑一致(或退化),再通过对相邻剖面网格调整、连接形成FLAC3D基本单元。运用此方法实现了该水利枢纽工程三维数值模拟。

电站仿真建模一体化环境

ＧＮＥＴ（ＧｒａｐｈｉｃａｌＮＥＴｗｏｒｋｍｏｄｅｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）是新开发的电厂仿真图形建模一体化环境。ＧＮＥＴ建模环境完全采用图形化用户接口，使建模人员能够通过友好、方便的图形界面和数据库、模块、模型程序进行数据和信息的联系，从而支持从建模到模型验证的全过程，大大地方便了仿真建模工作。本文介绍了ＧＮＥＴ电站仿真软件的建模特点，设计原则以及ＧＮＥＴ系统各个部分的主要功能，该软件已在ＵＮＩＸ操作系统支持下的计算机工作站上可为建模人员所使用。

基于改进分形L系统植物自然现象的研究

植物是自然界的重要组成部分,虚拟植物的研究为探索植物生命的奥秘和生长过程的规律,以及改善人类生存环境质量带来了新的契机,因此它已经成为计算机图形学研究的热点问题,由于植物经常受到外界环境因素的影响,因此在论述了L系统的基本概念的基础上对现有的L系统进行改进使之在结合外界环境影响作用下对植物进行模拟,首先提出了植干粗细的两种解决办法,其次对树木受自然环境影响而产生的重要现象如顶端优势,趋光性和屈地性,以及风力因子等因素进行了模拟,最后用IFS算法模拟植物具有纹理的组成部分,模拟实验表明,改进的L系统可以比较逼真地模拟植物在自然环境中的形态。

基于GIS和分形理论的海岸线模拟方法研究

为了探讨形如海岸线等不规则曲线的微观结构、模拟方法以及它是否具有相似性等特征 ,在有关研究基础上 ,以江苏省海岸线为例 ,结合分维的计算方法 ,利用“中点随机细分内插法”和“改进后的科契曲线法”探讨了海岸线的模拟生成方法 ;着重介绍了“改进后的科契曲线法”的具体实现原理和模拟过程 .在此基础上 ,根据不同的条件和模拟要求 ,不仅可以模拟一段海岸线 ,计算其相应分维值的大小 ,同时也能在一定范围内生成指定大小维数的海岸线 .通过对该方法的运用以及在 GIS技术的支持下 ,设计了一个分形模拟实用程序 ,并对该程序做了简单介绍和功能分析 ,利用该程序对比例尺为 1∶ 2 0 0 0 0 0 0的江苏省海岸线进行了实际模拟 ;模拟结果表明 ,模拟出的海岸线是自相似的 ,具有分形性质 ,且采用

基于分形L-系统的植株形态模拟

根据植株形态的分形特征及其自相似性 ,阐述了应用分形L -系统理论模拟植株形态的方法 。

基于三维地层模型的岩体质量可视化分级

岩体质量分级是岩石力学学科研究的热点和难点,在水电工程建设中具有重要的实际意义。在对岩级分类方法进行大量研究之后,工程人员对岩级结果的表达有了更高的要求,传统的方式已不能满足人们空间分析的需要,研究岩体质量可视化分级十分必要。首先,利用 NURBS 工具以一种新的数据结构和方法重建三维地层模型,然后,基于岩体质量分级结果,按照空间图形集合运算算法生成相应的三维岩级模型。将上述理论方法应用到锦屏一级水电工程岩体质量分级评价中,并进行了一系列与工程相关的岩级可视化分析,获得了很好的应用效果。

模拟植物生长算法及其在输电网规划中的应用

将根据植物的向光性动力机制构造的模拟植物生长算法应用于输电网规划。采用相关文献中常用的18节点系统对所提出的方法的正确性进行了验证,得到了包括在其他相关文献中还没有出现过的方案在内的一批优化方案,且解的稳定性好。计算结果表明模拟植物生长算法具有计算模型简单、约束条件处理方便、兼具方向性和随机性的搜索机制等特点,避免了已有的仿生类算法由于一些参数难以确定而陷入局部最优的问题,非常适合于求解输电网规划问题。

基于模拟植物生长算法的电力系统无功优化

将模拟植物生长算法应用于电力系统无功优化。提出了将无功补偿容量、变压器主变抽头和发电机节点电压3种类型的控制变量采用统一模式转化成整型变量的方法。对Ward-Hale 6节点、IEEE 30节点系统的计算分析及连续型发电机节点电压的离散点个数对计算结果影响的探讨表明:兼具随机性和方向性搜索机制的模拟植物生长算法具有较强的全局搜索能力,且使用方便,为解决电力系统无功优化问题提供了一种新途径。

三维植物的计算机模拟算法研究

针对L系统的数学模型和构图原理提出对具有自相似结构的植物在三维空间内进行计算机模拟的算法研究。将L系统对植物的模拟的应用从二维空间转变到三维空间,定义3个空间坐标轴上的余弦值X,Y,Z与3个给定的3个坐标轴上的旋转矩阵的乘积作为植物在3个坐标方向上旋转参数,使绘制出的植物产生明显的三维效果。并且以VC++6.0作为运行环境,结合OPENGL函数库提供的强大绘图功能,对算法进行计算机上的实现。探讨了通过增加植物的绘制次数,改变观察者视点的位置,实现对树林的模拟。通过引入随机数产生器使行、列间距离产生随机变化,同时也能够随机调用不同的字符串复写规则使树林中产生不同类型、颜色、大小的树木,提高了对自然景物模拟的逼真度。

一种L系统与IFS相互融合的植物模拟方法

提出了一种L系统与IFS相互融合的植物形态模拟新方法。利用L系统进行植物生长规律和拓扑结构的控制和模拟,由IFS方法模拟植物具有纹理的各组成部分,由此将两种方法的优点结合在一起。此外,为便于该融合方法的具体实现,还对传统L系统的实现算法进行了改进。模拟实验结果表明:提出的方法可以方便、自由地模拟各种植物的形态,且具有更加自然与逼真的效果。

块裂结构岩质边坡水力学模型及数值模拟

把块裂结构岩质边坡看作拟连续介质与块裂介质广义双重介质,运用现代分形理论,建立了1-2级主干裂隙分形网络,并根据两类介质接触处水头相等及节点流量相等建立了合理的块裂结构边坡三维水力学模型,给出了有限元解法,模拟了三峡工程的蓄水位至175m时边坡渗流场与应力场的变化,在应用上有较好的可靠性与广泛性。