电导率分块均匀大地电磁场二维有限元数值模拟

给出了电导率分块均匀大地电磁场二维有限元正演算法。该算法采用矩形网格内进一步三角形细化的方式剖分模型,在每个三角形单元内利用线性插值函数来模拟单元内的场值,这样既利用了矩形网格在编程中的方便特性,又通过三角形网格提高了对倾斜接触面及起伏地形的近似程度,而且不明显增加计算量。本文首先通过对一个水平均匀层状模型进行正演,并与解析解对比,验证了本算法的准确性,最后通过对两个较复杂模型的正演,进一步表明了该算法的有效性和可行性。     

有限元计算前后期处理控件的设计与开发

在有限元计算中，划分单元和显示矢量场是重要的前后期处理步骤．涉及许多图形操作．利用ActiveX控件技术，设计、开发了网格控件和矢量场控件，为工程计算人员提供了方便．     

建立数字高程模型的多边形区域法

针对利用等高线地形图建立数字高程模型(DEM)时传统方法需先提取离散点数据、构建大量不规则三角形网(TIN)的繁琐过程，提出简便的多边形区域法.对等高线进行完整性处理并按多边形编号存储，利用既有的等高线及其单边邻接关系将整个地形图划分为相互独立的多边形区域,形成DEM模型；通过搜索查询点所在的多边形区域及对应的等高线高程值，采用距离加权平均法计算查询点的高程.该方法建立的DEM模型明显减少了网格数量和存储空间，高程插值计算精度不低于TIN法.利用多边形区域替代传统的TIN，建模效率提高,适合于建立大型的DEM.     

一种单位分解三角形单元及其在动力响应分析中的应用

基于单位分解方法,使用通常的三角形"单元"形函数作单位分解函数,多项式基函数用来作局部近似函数,提出有限元无网格耦合三角形单元.该三角形单元综合了有限元和无网格点插值法的优点,其形函数可看成是两种方法的复合函数,具有Kronecker delta性质,能够像有限元一样直接施加位移边界条件,采用该单元分析了二维固体的自由振动和强迫振动响应.计算结果表明:该单元没有虚假的零能模式,计算结果的精度优于线性三角形单元和线性四边形等参元.     

基于联合Delaunay三角网的等高线地形特征提取研究

分析了基于等高线的地形特征自动提取过程，提出了一种“联合Delaunay三角网”来探测和分析等高线群的弯曲，同时提出了“三角形局域连接方法”来解决地形特征线连接的难点．结果表明：与传统Delaunay三角网方法相比，利用“联合Delaunay三角网”和“三角形局域连接方法”能自动提取更完整的具有树结构的地形特征线．     

基于小波有限元的平面问题求解方法

利用B-样条小波的性质,以小波尺度函数作为插值函数,构造了常用的三角形和矩形小波单元,在此基础上,推导出了利用小波有限元求解平面问题的计算公式,为平面问题的求解提供了一种新的计算方法。数值算例表明,与理论解及商用软件Ansys的分析结果相比较,本文构造的小波单元求解方法具有计算精度高,收敛比较快的特点。     

有限元数据场等值图绘制算法

目的描述有限元模型中数据场的分布规律，提高等值线与等值面的常用可视化手段的绘制精度．方法基于正则有限单元的坐标与物理场插值函数，利用二分法快速准确提取等值点．结果笔者对二维数据场的三角形分片等值线算法和三维场等值面绘制的Marching Cubes算法做了考虑有限元特性的改进并给出了具体的实现算法，以具体图例对算法描述精度提高的有效性进行了验证，结论通过理论研究和应用，反映新算法能充分达到有限元数值分析的精度，尤其针对高阶插值数据场效果更好．     

电磁场计算边界元方法中的奇异积分求解

边界元方法是电磁场数值计算中的有效方法之一。然而，边界元方法中的奇异积分求解在三维场计算中显得非常困难。目前，一般采用数值计算近似处理的方法，它难以得到精确计算结果。本文给出了采用场强矢量计算三维电磁场边界元方程中奇异积分的分析解，是在线性三角形单元的基础上得出的。分析解的获得使相应的奇异积分值可以精确地得到，从而大大提高了边界元方法的计算精度。     

应用MATLAB构造数字高程模型工具箱

基于方格网的数字地面模型常面临不规则图幅边界处理等问题．设计了应用MATLAB建立DEM的算法、函数的调用格式及其工具箱界面．讨论了规则与不规则图幅边界处理和等高线遇地物断开的问题：将不规则图幅边界和地物都看作多边形，求得各边界线段经过的网格单元，相应编码为1，将边界外的单元编码为0；将地物轮廓线经过的单元编码为2，其包含的单元编码为0，设编码为0的各单元的高程为非数NaN，则其等高线不会绘出．对于图幅拼接，设置各图幅的‘Position’属性进行定位即可．通过实例运行，验证了方案的正确性．     

保持地貌特征的数字高程模型生成方法研究

由于数字高程模型中的地貌信息与精度对于分布式水文模拟与分析具有重要影响，提出了一种应用数学形态方法从数字化等高线数据内插生成栅格数字高程模型的新方法．该方法通过对栅格化后的等高线单元进行数学形态学的膨胀处理，形成等高线单元的骨架单元，分析了骨架单元与主要地貌特征的对应关系，对骨架单元进行插值．然后基于骨架单元的膨胀路径，对剩余单元进行线性插值，完成整个数字高程模型的生成．通过实验分析表明：该方法生成的DEM不仅满足单元高程的测量精度．而且正确表达了等高线数据中所蕴含的地貌特征信息，能够更好地满足分布式水文模拟中地貌特征提取与水文分析的要求．     

弹性薄板弯曲问题的四次边界轮廓法

提出了弹性薄板弯曲问题的边界轮廓法 ,给出了四次形函数及边界单元形式 ,讨论了边界轮廓法计算列式 ,并给出了计算内力的边界轮廓法方程 .该法无需进行数值积分计算 ,完全避免了角点问题和奇异积分计算 .文末给出了算例 ,与解析解相比较 ,证实该方法的有效性 .     

水底地形图绘制的数学建模方法

随着相干声纳系统技术的逐步完善,为水底深度测量和水底地形图的绘制提供了依据。首先考虑现有的相干声纳系统模型,利用多波束测量方法测量水底深度,然后,在模型Ⅱ和模型Ⅲ中采用三次样条插值法对所测得的水底深度值进行拟合,并利用拟合所得数据绘出水底地形剖面图、水底地形立体图,利用Matlab软件,调用griddata函数进行曲面拟合,调用contour函数绘制等高线图,从而全面了解水底地形的变化,把握水底地形的信息。     

直接法自动绘制等值线图

根据等值线通过的相邻单元共棱边和控制等值线通过的单元总数的原理，提出了直接法自动绘制等值线图的方法．算例表明本方法概念明确，计算量少，结论正确．     

高次方凸轮型线的优化设计

在整体式的函数凸轮型线中,高次方凸轮是目前应用较广的一种。当高次方凸轮的项数增加到七项以上,项数的增加对特征参数的影响不大,但会大大增加设计、计算、加工的工作量。在这里采用五项式的高次方凸轮进行型线的优化设计,优化时主要分析了各常数项对凸轮型线的丰满系数、凸轮最小曲率半径、最高速度、最大正加速度和最大负加速度的绝对值等参数的影响规律,使优化后的凸轮性能达到最优。     

基于复数矩的形状轮廓描述与匹配方法

建立合适的轮廓描述函数是各种形状轮廓匹配算法的前提所在.基于复数矩理论构造了轮廓顶点与形状旋转、缩放和平移无关的局部复数矩不变量,推导了局部复数矩与原始轮廓顶点坐标的正反算公式,将轮廓特征顶点处的局部复数矩和曲率合在一起,从而建立了一种新的轮廓描述函数.该轮廓描述函数较为充分地考虑到了轮廓的全局与局部特征,除了具有不变性和唯一性等性质外,也具有较高的计算效率,仪需花费线性时间即可完成轮廓描述函数的构造,由于仅涉及到低阶几何矩,其局部复数矩也具有较强的抗噪能力.基于该轮廓描述函数,利用串匹配算法实现了形状的轮廓匹配,与现有基于各种轮廓描述函数的匹配方法的实验对比表明,本文轮廓描述函数及其匹配方法具有更为优秀的匹配性能.     

地基微波辐射计资料的等值线自动绘制方法

在传统矩形网格法的基础上提出了一种思想简单但行之有效的地基微波辐射计资料等值线自动绘制方法.该方法可从单边完成等值线的搜索,避免了平滑处理;采用简便的方法标注等值线,使等值线绘制更加简单实用;给出了等值线的连接绘制在Delphi7.0下的实现方式.该算法绘制的等值线的效果图表明其具有可操作性和实用性.     

空间相机反射镜支撑结构的设计与分析

利用有限元法对反射镜组件在自重和均匀温升作用下的面形精度进行了计算,分析结果预示最初的模型不能满足设计要求.为了提高反射镜的面形精度,把增加支撑结构的柔性作为修改方向,经过计算确定柔性结构设计变量L为3mm时的结构方案能够满足反射镜的面形精度要求.同时为了校核这个结构的强度和刚度,对工为3mm时的结构进行了模态分析和在预示载荷作用下的频率响应分析和准静态分析,结果表明,该方案完全能够满足整个结构的刚度和强度设计要求,从而为空间相机的设计提供了有利依据,同样为其他空间相机反射镜支撑的设计提供了参考.     

单目序列的刚体目标位姿测量

针对单目相机不具备构建合作目标的情况及其对平面上运动目标位姿测量的应用需求,提出一种基于目标轮廓的运动目标位姿自动解算方法.该方法以目标三维几何模型和相机参数作为先验信息,利用OpenGL生成位于不同位姿的运动目标模拟图像,通过模拟图像与实拍图像之间的关系进行位姿的求解.首先由离散位姿集合的模拟图像得到运动目标轮廓集合,由实拍图像运动目标轮廓与离散位姿轮廓集合中轮廓间的关系确定运动目标的初始位姿.然后构建初始位姿下模拟图像的目标轮廓与实拍图像目标轮廓间的距离代价函数,采用非线性优化算法迭代求解运动目标的精确位姿.实验结果表明,提出的方法可以有效地测量运动目标的位姿,且当图像中纹理复杂、受阴影影响时仍能取得较好的测量结果.     

Analysis of CVC roll contour and determination of roll crown

Mathematical analysis of continuous variable crown (CVC) roll contour used in CSP production line was conducted and the roll contour function of CVC roll was obtained. The validation with actual CVC roll contour shows that the calculation values of the roll contour function and the actual roll contour parameters given by equipment provider are the same, which proves that the roll contour function of CVC rolls given in this article is correct. The nonlinear relationship between the roll crown of CVC rolls and roll shift amounts was deduced. The concept of crown extremum was given.     

基于深度测试的二维图形消隐技术

提出一种借用ＡｕｔｏＣＡＤ的三维功能解决二维图形消隐问题的方法,并对其中的几个关键技术问题进行了详细的讨论,解决了任意复杂装配图的生成问题。该方法通过直接调用ＡｕｔｏＣＡＤ内部命令ｂｏｕｎｄａｒｙ和ｓｕｂｔｒａｃｔ完成平面图形内外轮廓的搜索,然后将互相覆盖的图形设为不同的深度值直接调用Ｈｉｄｅ命令对二维图形进行覆盖消隐,实例运行表明该方法效率高,性能稳定。