基于三维数值模拟的采动滑坡变形机理分析

在深层煤炭资源丰富的地区,采动滑坡是不同于普通滑坡的一种特殊地质灾害,其形成往往是由煤层开采而引起的,以采动滑坡为例,建立三维模型,探讨采动滑坡的变形机理,研究表明:采空区作为采动滑坡产生的“启动因素”,其主要造成坡体应力发生改变从而诱发坡体的滑动;在采动滑坡变形机理分析中划分倾倒拉裂区域是合理的,倾倒拉裂的存在是造成地表位移分布范围远大于煤层开采范围以及促使坡体裂缝发育的关键因素;在今后采动滑坡的治理与防治工作中,应注重对采空区的变形分析制定有针对性的治理措施,以免盲目治理滑坡而忽略采空区问题。

基于VB的I-DEAS二次开发技术

I-DEAS(integrated design engineering and analysis software)是CAM行业基于数字化主模型的流行软件,但并不简单易用。分析了I-DEAS和VB之间的数据接口,说明了它们之间交换数据的方法。利用VB对I-DEAS进行二次开发,使一般用户在已有三维模型的基础上,通过简洁易懂的界面,进行参数值修改,得到符合需要的新三维模型。最后给出了具体实例的实现。

基于复合遥感技术的数字园林应用系统设计与实现

针对传统单一的风景园林管理方式存在准确率不高和可视性较差的问题,提出了基于复合遥感技术的数字化园林应用系统。采用结合地理信息系统(Geographic Information System,GIS)技术的复合遥感(Remote Sensing,RS)影像数据,使用ENVI等图像处理软件对城市园林进行精确的分类。通过调取RS和GIS数据库中的可利用相关属性数据和空间数据,实现三维模型的GIS平台加载。三维可视化模型建构采用3DMAX三维建模软件。系统运行结果表明,该系统能够以高效、准确和直观的方式进行园林资源分类与分析,最大似然分类结果的总体分类精度和Kappa系数均高于90%,具有一定的现实意义与参考价值。

异型石材样件的数控加工与仿真

对一种新型异型石材加工中心的程序编制、后置处理及加工工艺进行了研究,并成功应用于典型浮雕样件——万里长城的制作之中。首先通过UG/CAD模块,建立万里长城浮雕实体模型。分析毛坯石材的铣削特性,结合实体造型与材质特性,选择合适的刀具,通过计算得出切削深度,切削速度,进给速度,主轴转速等工艺参数。利用UG/CAM模块对模型进行粗加工、半精加工、精加工程序编制,得出刀位文件。利用在UG/Postbuilder中所创建的后处理文件,将刀位后处理为此加工中心能够识别的数控代码。然后进行刀路仿真,在Vericut中虚拟加工对存在的碰撞干涉,过切,欠切,切削参数不合理等情况进行刀路的优化处理,在异型石材加工中心上进行真实车铣加工,完成浮雕的制作,总结出异型石材的加工经验。

水平井限流压裂射孔参数优化

水平井限流压裂主要是经过射孔孔眼产生的节流摩阻实现的,因而,裂缝所对应的射孔参数是实现限流压裂的关键。目前,国内外文献关于限流压裂的射孔优化大部分没有结合压裂模型,也没有给出各个射孔簇之间参数的定量关系。文中通过给定水平井段地层和压裂参数,使用拟三维模型计算每一条裂缝所吸收的排量和缝口压力,再结合限流压裂的流量平衡和压力平衡关系,得出了各个射孔簇有效孔眼当量直径间的关系式。计算结果表明:在压裂段储层力学性质和裂缝尺寸设计相同时,每个射孔簇的有效孔眼当量直径从水平井的跟端到趾端依次增加,在孔眼直径相同的情况下,相应的孔眼数和射孔簇的簇长也需要增加;当储层性质变化或者设计缝长不相同时,各个射孔簇的最优孔眼数和簇长可以定量确定。研究结果为限流压裂射孔参数的优化和射孔枪的选择提供了指导。

一种新型超固结土三维本构模型

本文在Nakai等基于应力张量tij和修正剑桥模型的基础上建立的能够描述中主应力影响且适用于描述正常固结土强度和变形规律的三维本构模型的基础上,通过引入能够描述土体密实度的状态变量ρ提出了适用于描述超固结土强度和变形规律的新型超固结土三维本构模型。通过对粉质黏土和砂土的三轴排水压缩及三轴排水拉伸试验的结果与应用提出的新型超固结土三维本构模型进行模拟计算结果进行对比,验证了提出的超固结土三维本构模型的可行性。

球头铣刀的设计与仿真

提出了一种应用计算机绘图软件和OpenGL设计球头铣刀的方法,建立了一种球头铣刀的前刀面与后刀面的数学模型。通过OpenGL建模,建立了仿真处理系统和球头铣刀的螺旋柱面、球头(包括前刀面、排屑槽、主后刀面和副后刀面)和砂轮的三维仿真模型。应用数学模型和VC++软件平台,并利用OpenGL控制界面实现了设计结果的可视化及球头铣刀加工仿真动画。三维设计和仿真结果为球头铣刀的制造提供了理论基础。

构建三维城市模型中贴图技术的研究与应用

在城市三维建模技术中,模型的贴图一直是建模中的一个十分重要的组成部分。虽然模型的自动贴图已经初步实现,但仍存在贴图变形或遮挡等问题,尤其是精细模型或者过于密集的模型,仍旧需要人工干预。本文以手工建模贴图方法为基础,总结了模型贴图相关技术,包括贴图的获取、处理和应用等各方面。通过在多个项目中的实践,结果表明该方法能够有效提高城市模型贴图的处理效率,并且保证贴图质量符合项目标准。

基于三维VOF模型的变径水平管道气体运动模拟研究

介绍了VOF模型及其控制方程．结合k-ε湍流模型，对三维变径水平管道模型进行了气体运动模拟研究．模拟结果与Fagundes气泡形状以及Bendiksen气泡速度计算式较好吻合．研究表明：气体通过变径节点时，气液界面产生弯曲和波浪，并且管段截面气相所占面积减少；管径收缩增强使气体通过变径节点收缩长度增长，流体充分发展距离增加；靠近变径节点处，管道截面流速分布与变径管段管径差值大小有直接关系，变径程度越大，中心速度越突出．

一种用于调度自动化机房运维的可视化交互技术

针对电力调度中心机房可视化监管与自动化运维的需求,文中对现有的二维操控监管界面进行升级和改造,深入研究了三维的可视化交互技术。基于软件工程的理论,通过详尽的需求分析,明确系统所需实现的功能模块。根据电力调度机房的特点对现有空间分割算法进行改进,提出了一种基于代价函数的场景分割方法。最终,使用Unity 3D技术对三维实时监控模块进行实现。测试与分析结果表明,文中实现的可视化交互系统可以实时监控机房的多维度信息。此外,由于引入新的场景分割算法,该系统在进行静态物体渲染时相比基于八叉树与Cell-portal方法的系统,其效率分别可以提升约60%、40%。

三维建模在计算机辅助船舶设计中的两种思路和应用

计算机辅助设计正算法已被广泛应用于船舶设计领域,而缺少蓝图或必要数据的船需要复原时正算法就不再适用。反算法应用于缺少蓝图或其他资料的船舶的复原,是逆向设计思维的一种应用。该方法利用需复原船舶已有的图纸资料数据,合理假设,再对假设进行验证,从而得出需复原船舶缺失的数据,逆向推得设计者所需要的设计资料。

“华龙一号”数字化核电厂建设与研究

"华龙一号"是我国具有自主知识产权的三代核电品牌,代表了我国核电的历史积淀、现实荣耀以及未来基石。数字化建设需要做到承前启后,并作为"华龙一号"核心竞争力,助力"华龙一号"项目的腾飞。已经搭建的数字化设计体系、数字化工程体系在"华龙一号"首堆的设计、建设的过程中发挥了重大作用。面向核电全寿期,本文提出核电厂智慧虚体与智能实体相结合的数字核电概念模型,涵盖数字化设计、敏捷化采购、集约化施工、系统化调试、数字化运维。据此提出"华龙一号"数字化核电厂的概念,总结了"华龙一号"数字化核电厂建设及应用现状。最后提出"华龙一号"数字化核电厂后续研究方向和展望。

NURBS曲线在叶轮设计中的应用分析

介绍一种采用NURBS对叶轮叶片的关键截面和基迭线进行参数化表达的风力机叶片设计方法,先介绍了NURBS曲线设计叶片的优点、概述定义和数学模型,然后针对风机叶片的造型设计,讨论了用NURBS曲线生成方法,及三维模型设计方法,并最终完成了叶轮的三维模型建立与实体加工。该方法有效提高了风力机叶片设计的质量。

转子检测装置机械结构设计

针对汽车零件转子生产过程中出现的各种问题,如孔位(Φ8(+0.020)0,Φ9(+0.020)0,Φ24(+0.196)0),高度(17(-0.01)(-0.028)),表面缺陷(划伤、裂纹)等生产质量要求,设计了转子检测装置的机械结构。主要包括,针对不同的检测位置,设计六个检测工位;针对转子检测装置的不同功能,设计不同的检测部件;运用SoildWorks对设计出的转子检测装置进行三维建模;建立了实验平台,试验结果表明转子检测装置能够实现对不同型号工件质量的精确识别,检测过程高效可靠。

河势模拟仿真系统在长江南京河段防汛抗洪工作应用的实践与思考

河势模拟仿真系统利用计算机模拟仿真技术,同时结合长江南京段历年水下地形数据和护岸工程数据,构建河道水下地形三维模型,对长江南京段河势的演变过程进行三维动态的仿真模拟,将防汛抢险工作过程进行直观地展示,为防汛决策者提供技术支撑。

基于滑模预测的三维起重机防摆控制方法研究

为了使起重机安全、高效运行,同时为了减少附加设备,达到节能减排的目标,运用电子防摆控制方法的研究成了国内外学者广泛关注的课题。本文主要针对桥式起重机三维模型,利用滑模预测的方法来设计控制器,使用预测控制中的滚动优化和反馈校正方法来优化滑模轨迹的到达过程,以最终达到削弱抖振和增强鲁棒性的目的。仿真结果表明,该控制方法可以较好地对起重机系统的大、小车及负载的摆角进行控制,高效的消除起重机的摆动,达到了设计的预期目的。

一种气缸盖进排气道三维建模方法

分析了发动机气缸盖的进、排气道建模方法,通过构造轮廓线和辅助曲线,并采用"曲线网格"来构造面,成功完成三维建模。

不同温度下复杂介质结构内带电规律仿真分析

卫星上某些介质结构会遭遇较大范围的温度变化,其电导率会随之出现数量级的变化,这将显著影响内带电结果.受限于电导率-温度模型和内带电三维仿真工具,该温度效应远没有得到深入研究.为此,在真空变温(253—353 K)和强电场(MV/m量级)条件下测试了某种星用改性聚酰亚胺介质的电导率,借鉴Arrhenius电导率-温度模型并考虑强电场下电导率的增强效应,发现电导活化能取值为0.40 e V时,可得到良好的拟合结果.在此基础上,同时考虑辐射诱导电导率,采用地球同步轨道恶劣电子辐射能谱,对该类介质盘环结构进行内带电三维仿真,发现其内带电程度随温度降低而显著增加,带电最严重的区域位于靠近辐射源的接地面边线.温度低于250 K时,2 mm屏蔽铝板下该区域的场强可达到107V/m量级,发生介质击穿放电的可能性较大.所讨论的电导率-温度模型与内带电三维建模方法对进一步评估卫星介质结构内带电程度和做好防护设计具有重要参考意义.

基于数值模拟的露天边坡稳定性分析

为系统分析塔罗金矿露天边坡稳定性状况,选取具有代表性的现状边坡剖面,运用极限平衡法和强度折减法分别进行计算,得出剖面的平均安全系数为1.458;建立剖面的三维模型,运用有限差分软件分析边坡的塑性区和位移场变化,结果显示边坡的塑性区主要分布于各台阶的坡面位置,塑性区面积较小,未贯穿坡体,也未产生潜在滑移面;布置在边坡典型位置的监测点位移量较小,边坡产生整体滑移的可能性不大。安全系数和数值模拟计算结果与现场实际观测情况一致。

前置胎盘数字化模型上构建的子宫切口模拟线临床价值研究

目的探讨前置胎盘数字化三维模型上构建的子宫切口模拟线在前置胎盘剖宫产术中的应用价值。方法选取2014年1月至2016年1月因前置胎盘在南方医科大学南方医院行剖宫产的单胎孕妇45例作为研究组,利用其术前磁共振(MRI)数据进行在体胎盘-子宫-骨盆数字化三维模型重建,在三维模型上多点测量前壁胎盘边缘与耻骨联合上缘水平线的垂直距离,确定胎盘边缘线,并根据胎盘在子宫前壁的位置对前置胎盘进行分型。根据胎盘分型和胎盘边缘线,在无胎盘区构建子宫切口模拟线。以前置胎盘边缘线和子宫切口模拟线为指导选择前置胎盘剖宫产术中子宫切口。同期用其他方法确定子宫切口的前置胎盘患者89例作为对照组,观测两组手术总失血量、输血率、手术时间、子宫切除率、术后住院天数、新生儿Apgar评分等围术期相关指标。结果研究组术前确定的胎盘位置与术中确定的胎盘位置符合率100%。对预计可避开胎盘患者,按照子宫切口模拟线切开子宫,胎盘避开率100%。研究组和对照组孕妇失血量(mL)(678.65±649.54 vs.933.96±695.25)、手术时间(min)(65.13±27.38 vs.86.88±54.43)、输血率(24.45%vs.42.69%)比较差异均有统计学意义(P<0.05),对照组的失血量、输血率明显高于研究组,手术时间明显长于研究组。两组孕妇产后24 h出血量≥1000 mL发生率、子宫切除率、病死率、新生儿Apgar评分(1、5 min)<7分的发生率等比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论胎盘数字化三维模型上构建的胎盘边缘线和子宫切口模拟线在指导前置胎盘手术时,能有效避开胎盘,减少术中出血,缩短手术时间,为临床中前置胎盘剖宫产术有效避开胎盘提供了一个新方法,具有一定的应用前景。