基于WRF模式研究动态风场对林火蔓延预测的影响——以西昌“3·30”森林火灾为例

风场是影响林火蔓延行为最关键的因素之一。许多林火发生在地形复杂多变的山区,会产生复杂的局部风场。为探究动态风场对林火蔓延预测的影响,以“3·30”西昌泸山森林火灾为研究对象,利用WRF(weather research and forecasting)模式模拟动态风场,并与林火蔓延模型耦合。分别将模拟风场和均一风场分别输入林火蔓延模型,基于林火蔓延过程中实际火场范围数据,分析动态风场对林火蔓延模型预测结果的影响。结果表明,耦合WRF模式和林火蔓延模型考虑了分辨率更高、且更为准确的局部风场,能够实现对森林火灾蔓延的动态模拟。预测得到的火场范围和均一风场相比,与实际范围具有更高的相似度。

基于多旋涡湍流模型的红外退化图像仿真

大气湍流效应会导致红外成像降质,为了有效模拟复杂湍流场引起的红外图像模糊现象,本文综合考虑湍流场中旋涡尺度、强度、数量和旋涡随机偏移等因素,提出一种基于改进类高斯点扩展函数的多旋涡湍流模型,对红外图像进行退化仿真;为了定量评估仿真图像的模糊程度,利用模糊图像中心像素向周围扩散的特点,提出基于相邻像素-锐度的图像降质模糊度评估方法。实验结果表明:所提出的退化模型具有图像质量变化平稳、模型参数细致、仿真可控性强等特点,并且所提出的评估方法能准确地反映图像的降质模糊度。

复杂特征图像视觉显著性训练数学模型仿真

对于复杂特征图像,传统的视觉显著性训练模型在处理目标图像边缘区域时,很难保留完整的结构信息,训练结果的真实性有待提高。针对上述问题,构建新的复杂特征图像视觉显著性训练数学模型。根据图像的全局对比特征以及亮度、饱和度、色调等属性,分别计算出对应的显著性参数。建立约束函数,整合计算得到的各个显著性参数,设计与显著性参数相对应的仿真参数。并根据整合的显著性设定新参数实现参数的统一管理。构建仿真联盟结构,实现数学模型的整体仿真。实验结果表明,设计的视觉显著性训练数学模型信息完整,仿真偏差小,显著性明显,整体真实性更高,与传统方法相比,实用性更强。

矿山的复合场理论、一体化模型及可视化技术

从矿山工程数字化及可视化的角度,提出了矿山复合场的概念及其内涵.基于矿山数字化和信息技术现状及发展趋势,阐述了建立矿山复合场的一体化数字模型的意义.面向“数字矿山”技术发展和系统建设的需求,归纳了矿山复合场的三维可视化仿真的研究内容和关键技术.以矿山复合场的钻孔、矿体和井巷工程子集为具体研究对象,建立了基于WEB的钻孔、矿体和井巷工程的三维可视化仿真系统原型,举例说明了构建矿山复合场的一体化数字模型和发展矿山复合场的三维可视化仿真系统的前景.

VOF模型在有支流汇入的河道复杂流场中的应用

采用VOF模型对大渡河与楠桠河交汇处的护堤工程区及其影响范围进行了三维数值模拟计算分析.结果表明:楠桠河与大渡河交汇口处的流态主要受大渡河流态的影响.护堤工程扩建后,断面平均流速在局部的增大,会增加对河岸的冲刷,因此在护堤建设过程中,应加强固岸措施.工程现场的原位试验观察与模拟计算结果吻合较好,加之工程多年来的安全运行,均说明VOF模型是一种处理复杂自由表面的有效方法,可在天然河道,特别是在有支流汇入的复杂河道流场研究中推广应用.

河流相多层砂岩油藏剩余油描述及挖潜技术

针对濮城油田东区沙二下多层砂岩断块油藏特点 ,通过细分流动单元、沉积微相和储层参数研究 ,应用三维可视化建模技术和随机建模技术 ,建立了油藏三维地质模型和储层随机模型 ,对剩余油监测解释技术、剩余油挖潜的调堵和调驱配套技术进行研究。并通过对油藏剩余油定性和定量以及大规模油藏数值模拟综合研究 ,弄清了剩余油的分布规律。在此基础上制定剩余油调整挖潜、降水稳油、增加可采储量措施 。

制动工况下液力偶合器流场湍流模型分析与验证

合理选择湍流模型是获取准确和可靠数值模拟结果的关键。该文采用3种湍流模型(标准k-ε模型、分离涡模型、大涡模拟模型)仿真制动工况下方形腔液力偶合器流场,提取流速场和涡量场。基于粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术测量液力偶合器制动工况下流场,将数值模拟结果与PIV试验结果进行对比,以PIV试验测量结果作为评价基准,分析采用3种湍流模型计算流场结果的差异性,完成湍流模型的适用性分析。结果表明,标准k-ε模型仿真结果与PIV试验结果误差较大;采用大涡模拟模型模拟主流区域流场结构分布更加真实,仿真结果能够较好地解释主流区域多尺度涡旋运动规律和能量耗散机理;采用分离涡模型能够更准确地捕捉近壁面和角涡区高梯度流场结构分布。研究结果可为液力偶合器流场精确计算与性能预测提供参考。

复杂电磁环境建模与可视化研究综述

复杂电磁环境建模与可视化研究在民用通信、军用电子战领域的应用不断发展。在介绍了复杂电磁环境基本概念的基础上,首先系统阐述了复杂电磁环境建模的理论方法和数据场的可视化具体方法。然后对国内外复杂电磁环境建模与可视化研究现状进行了分析,对复杂电磁环境中雷达这一主要设备的电磁环境建模进行了研究,并对模型的复杂度、预测精度进行了总结与比较;针对电磁体数据场数据量的海量特性,对电磁体数据场可视化的基本思想、加速技术、适用范围分别从图形硬件加速和软件算法优化两方面进行了归纳与总结;阐述了仿真系统的总体框架设计思想,并设计了一个复杂电磁环境仿真可视化系统。最后对复杂电磁环境建模与可视化未来研究方向进行了展望。

基于函数正交基展开的过程神经网络学习算法

过程神经网络的输入和连接权均可为时变函数 ,过程神经元增加了一个对于时间的聚合算子 ,使网络同时具有时空二维信息处理能力 .该文在考虑过程神经网络对时间聚合运算的复杂性的基础上 ,提出了一种基于函数正交基展开的学习算法 .在网络输入函数空间中选择一组适当的函数正交基 ,将输入函数和网络权函数都表示为该组正交基的展开形式 ,利用基函数的正交性 ,简化过程神经元对时间的聚合运算 .应用表明 ,算法简化了过程神经网络的计算复杂度 ,提高了网络学习效率和对实际问题求解的适应性 .以旋转机械故障诊断问题和油藏开发过程采收率的模拟为例验证了算法的有效性 .

基于J2EE平台和B/S结构的地矿工程三维可视化仿真技术

为了发展三维可视化技术,推进其在地矿工程系统中的应用,建立基于Web的"数字矿山"系统,设计了一种基于J2EE平台和B/S结构的矿山三维可视化仿真系统框架。采用JOGL技术,建立了基于B/S结构模式的矿山三维可视化仿真系统原型,形成了构建矿山复合场的一体化数字模型及"数字矿山"系统的关键技术。以某地下铁矿为实例,运用该矿的钻孔、矿体和井巷工程数据验证了所采用的三维可视化仿真方法和技术的可行性,展示了基于J2EE平台和B/S结构的矿山三维可视化仿真系统的发展与应用前景。

开放空间复杂地形人员疏散模拟研究

为研究开放空间复杂地形条件下人员疏散,开发出能够模拟行人疏散的三维可视化软件系统。将复杂多变的地形分解为一系列连续变化的坡面,分析斜坡上行人受力,考虑重力影响,在经典社会力模型的基础上,提出一个改进模型。选择某气井周边居民疏散案例,运用VC++和OpenGL图形库技术初步完成整合数字高程模型(DEM)、道路网络和行人特征的三维社会力人员疏散模拟程序。最后通过实例模拟,可以明显地观察到人群的动态疏散过程以及在灾难中的拥堵行为、转向躲避行为和超越行为。应用该模型,能够实现复杂地形人员疏散三维动态模拟,并快速预测疏散时间。

两种GC感受野模型的空间传输特性研究

本文应用模型和模拟技术，研究了ＧＣ感受野的双高斯差模型和外周相互抑制网络模型的空间传输特性，包括面积反应，调制传递函数等．本文所获得的结果可应用于视觉信息处理原理研究、人工视觉。

SEIQ类疾病在小世界网络上的传播行为分析

在假定网络节点保持不变的情况下,建立了小世界网络上具有潜伏节点且潜伏节点和感染节点均具有传染性,同时采取隔离措施的传染病模型,即SEIQ模型。利用平均场理论对疾病传播行为进行了解析研究,并对模型进行计算机数值仿真,证明该类疾病在小世界网络上的传播具有传染临界阈值,该阈值与网络拓扑结构、隔离率、潜伏期变为染病者的比率等因素有关,并说明潜伏期的感染率对该类疾病的传播具有重要的影响。

三维可视化建模方法在位场模拟中的应用

根据重磁位场正演模拟的要求,提出了一种基于截面的三维地质体可视化建模方法。该方法利用改进的最短对角线法构建截面间的地质体表面,改进的最短对角线法弥补了最短对角线法不能有效寻找起始点的缺陷,并能够处理任意角点数的截面之间的地质体表面构建。将其应用于重磁位场正演模拟可以使可视化数据结构和计算数据结构一致,简化了算法并提高了计算精度,因而提出的方法是一种有效实用的方法。

复杂地表复杂构造模型的弹性波方程正演模拟

本文根据地质地球物理模型建模原则和方法,结合中国四川广安地区的典型起伏地表、近地表结构和复杂构造的实际模型,分别建立了水平地表复杂构造模型、无降速带复杂地表复杂构造模型、含降速带复杂地表复杂构造模型,并采用任意起伏地表二维弹性波方程交错网格高阶有限差分法,开展上述地质—地球物理模型的弹性波正演模拟。数值模拟结果表明:起伏地形造成不同炮点的波场特征(振幅、相位、频率等)和炮记录面貌(同相轴、波组、波型等)的明显差异,主要表现为散射波影响;地表低速层造成不同炮点的波场特征和炮记录面貌的明显差异,主要表现为低通滤波作用。模型正演数据经深度偏移后,层位、断层及断点等成像清楚,地层产状及空间位置与真实模型较吻合,但没有反映地表的精细速度结构(近地表速度结构比较光滑)。

超声换能器声场的模拟和可视化研究

了解超声换能器声场的分布对于检测精度和灵敏度的提高、检测工艺参数的优化都起着至关重要的作用。为了更直观地分析超声换能器的声场,提高对超声波产生和传播机理的理解,利用多元高斯声束模型,对超声换能器辐射的声场进行了计算机模拟和可视化,开发了具有良好用户界面接口的声场模拟程序。试验结果表明,模拟结果能够比较准确地反映声场的实际分布。

兰州中川机场周围地形和建筑物对风场的影响研究

兰州中川机场作为西北地区的大型机场,同时也是风切变等影响飞机起降不可控因素的多发机场,受典型的西北地区复杂地形和附近迅速发展的兰州新区建筑群影响,其周边风场情况的复杂性不容小视。选取中川机场跑道附近6km*6km范围区域建立地形的数字高程模型,并考虑到现有建筑群存在的影响,通过FLUENT软件进行数值模拟求解,迭代计算得到模拟区域风场的风速和压力等分布特征,利用在跑道两端做垂直切面的方法重点分析了地形和建筑物给风场带来的局部扰动影响。分析结果对复杂地形和建筑物共存的风场研究以及诱发低空风切变形成因素等问题有重要的参考价值。

可视化技术在二维河流数值模拟中的应用研究

可视化技术能够将数据转换为图形或图像直观地显示出来,在河流数值模拟中有着重要的作用.通过对可视化技术在河流数值模拟中的具体应用,并经洪河某河段实例验证,得出以下结论:在平面二维数值模拟过程中,应用可视化技术能够较好地处理计算数据,实现数据的可视化,使分析结果更加形象直观;数值模拟技术与可视化技术结合,可以得到直观生动的实时动画,有助于对模拟可靠度的评价与工程问题分析.

崔家营航电枢纽下游水沙变化及其可视化研究

运用平面二维水沙数学模型,对汉江崔家营航电枢纽工程坝下游河床变形、冲淤平衡年限、同流量级下水流流态变化情况进行了预测。同时,充分利用Visal Basic语言和Fortran语言各自的优势,混合编程,实现了在二维地形基础上嵌套流场的动态可视化,直观地反映出流场与地形边界的关系。