三维数据场可视化的视觉模型

通过建立视觉模型,把三维数据场３种常用的可视化方法──几何方法、颜色方法、体绘制方法有机地结合起来,发挥各种方法的优势,克服其不足,为最大限度地表现三维数据场的分布奠定了基础。     

高精度有限体积格式在三维曲线坐标系下的应用

为了构造在光滑区具有较高分辨率并且可以无振荡捕捉激波的高精度有限体积格式,同时降低格式在模板选择上遇到的困难,基于逐维重构方法,发展了结构网格下的高精度有限体积格式,并将这一格式推广到三维曲线坐标系下,从而可以适应相对复杂外形下的计算。为充分验证格式的有效性,选取一系列典型算例进行计算:在等熵涡输运和二维喷管流动中验证了格式的精度可以达到设计精度;在双马赫反射问题中格式也表现出良好的捕捉激波的能力。数值计算表明,上述格式在曲线网格上具有较高的数值精度和鲁棒的激波捕捉能力,适用于流体力学方程的计算。     

基于体绘制的圆柱体构件缺陷三维重构方法

针对圆柱体构件内部缺陷问题,以超声检测技术为手段,采用体绘制三维重构技术,对构件内部缺陷进行三维重构。首先对圆柱体进行超声检测,并根据采集到的数据提取出其每一个截面的完整信息。然后进行B扫描成像,对成像图像像素点重组。最后利用体绘制技术对缺陷进行三维重构。结果证明,该方法重构出圆柱体构件中心孔、偏心孔缺陷效果良好,与实际构件相吻合,且大小误差在允许范围内。     

柔软物体力触觉形变模型验证系统

为了验证柔性物体力-形变模型的合理性,构建了基于CC2531芯片的无线数据收发平台、力传感器测量平台和FALCON手控器位移测量平台的力-形变模型验证系统。以新鲜猪肝脏为实验对象,研究了弹性形变实验和穿刺实验的作用力与位移之间的关系;以力-形变测量数据为基础,进行了参数验证校调。仿真实验结果表明:模型中力-形变特性与实际测量值保持一致。该系统能广泛应用于柔性物体力-形变模型验证,对于促进力触觉虚拟医学仿真系统的发展具有重要意义。     

面向GPU的非结构网格有限体积计算流体力学的图染色方法优化

采用图染色方法解决通量累加和局部最大压力计算引起的两种典型资源竞争问题,并通过共享内存的使用、体编号和面编号的重排、面数据的重排三种策略优化图染色方法。针对应用在空气动力学多种规模的三维网格,分别采用双精度和单精度操作数,在Nvidia Tesla V100和K80 GPU上,展开性能测试。结果表明:共享内存的优化效果不明显;体编号和面编号重排降低了图染色方法的计算性能;面数据重排可以有效地优化图染色方法;计算性能在V100上提高20%左右,在K80上提高15%左右。     

一个二阶精度的大粒子有限体积方法

对二维Euler方程给出一个二阶精度的非结构网格有限体积方法,方法的主要思想是把Euler方程的一个时间步分两步计算:第一步只考虑压力加速效应,第二步再考虑输运效应,离散过程中采用一种具有最小二乘思想的线性重构函数以计算交界面的流通量,数值实验表明该方法是非常有效的。     

基于流体体积模型的双层油罐渗漏数值模拟

为了对钢制强化玻璃纤维制双层油罐贯通间隙空间进行优化设计,针对目前市场上主流双层油罐间隙空间的结构特点,应用计算流体力学数值模拟软件CFD,基于多相流流体体积模型,对双层油罐内罐发生渗漏后渗漏液体在贯通间隙空间的流动特点进行模拟计算。计算结果表明：液体在间隙空间流动时,其表面力对流动的影响占支配作用,体积力的作用可以忽略;当间隙垫片之间的距离≥0.8 mm,其对液体流动的阻碍作用开始减弱;主流双层油罐间隙空间的设计不合理,无法将油罐渗漏液体尽快引流到间隙底部。最后,根据液体在间隙空间的流动特点,对双层油罐间隙空间的设计提出了改进措施。     

LDO稳压器敏感度建模与仿真技术研究

基于LDO稳压器在电磁干扰（EMI）下产生直流偏移失效的机理分析,展开敏感度建模与仿真方法研究。使用一款实验芯片,创新地引入片上电压传感器,用于测试EMI在LDO稳压器内部的传播特性。在敏感度建模中,建立等效电路模型,通过直流功能测试,Z参数阻抗特性测试验证模型的正确性,将该模型用于LDO稳压器的敏感度预测。在敏感度仿真过程中,通过分析关键子电路和不断增加寄生元件,仿真不同寄生因素对敏感度影响的权重。将仿真结果与传导直接注入法（DPI）片上测试结果对比,仿真结果与DPI测试在频域1MHz至1GHz匹配。     

Damage behavior of the KKV direct hit against fluid-filled submunition payload

The damage effects of fluid-filled submunition payload impacted by the kinetic kill vehicle (KKV) are investigated by simulations and ground-based experiments. Numerical simulations showed that the damage level and number of submunitions were significantly influenced by the diameter of the KKV compared with its length. Based on that, a high velocity penetrator formed by shaped charge explosion was used to simulate the direct hit experiment of a KKV impacting submunition payload. Experimental results demonstrated that the damage modes of submunitions mainly included the slight damage, perforation and total smash, showing a good agreement with the simulations. To understand the multiple damage modes of submunitions, the damage behavior of the submunitions in direct hit process were analyzed based on the AUTODYN-3D code. Numerical results presented that increased KKV diameter can increase the crater diameter and expand the damage volume, which will achieve a higher direct hit lethality. Further analysis indicated that there were other mechanical behaviors can enhance the damage to submunitions not lying in the KKV flight path, such as secondary debris kill, neighboring submunitions collision with each other, and high-speed fluid injection effect.     

PDMS直接裂解重排合成PCS

聚二甲基硅烷 (PDMS)高温裂解制备的聚碳硅烷 (PCS)是陶瓷材料的良好先驱体。本文在现有液态聚硅烷 (LPS)间接合成PCS工艺的基础上 ,直接由固态PDMS高温裂解重排制备PCS ,利用正交设计的方法研究了不同合成条件对PCS结构、分子量及分子量分布的影响 ,得出了最佳合成条件 ,即反应温度 45 5℃ ,裂解温度 5 40℃ ,保温时间 6h。