保细节的基于曲面控制的网格变形

综合考虑微分域网格编辑方法在细节特征保持方面的优势以及细分曲面的任意拓扑适应性,提出一种基于曲面控制的网格变形方法.以流形网格上的离散泊松方程为理论基础,在指定变形区域模型表面设计细分曲面作为变形控制曲面,并将对它的编辑操作映射为对变形区域网格的梯度场操纵,最后通过泊松重建得到变形后的网格模型.文中变形方法克服了传统参数样条曲面难以贴合任意拓扑物体外形的缺陷,可以有效保持物体的细节特征.     

曲面型介子泛函方程

提出一个介子泛函方程.它是在以根点次和非根顶点剖分向量为参数,数所有可定向曲面上的地图时萃取出来的.在一个整域扩张中,证明了它的解存在且唯一.进而,通过图的对称性,给出这个解的一个紧凑显式.     

响应面法优化田基黄总黄酮的吸附工艺

以田基黄为原料,选择乙醇质量分数、吸附温度和吸附时间为影响因子,总黄酮吸附率为响应值优化了大孔树脂对田基黄总黄酮的吸附工艺条件,应用Box-Behnken设计建立数学模型,并进行响应面分析.结果表明,用12%乙醇为溶剂,28 ℃温度下吸附36 min,总黄酮的吸附率为87.14%.     

植物花色模拟研究

提出了植物花色的模拟的新方法。根据花色的特征,结合花瓣几何形状的定义,不同的花色模型采用不同的参数方程构建:重点对花心、花边、花环、花肋的花色模式进行模拟,同时可随机组合这4种的花色模式,形成复杂的花色。该方法方便易行,建模速度快。通过给出的植物花色模拟结果,表明其仿真效果较好。     

曲面薄壳有限元离散误差分析和修正方法研究

基于曲面薄壳几何/物理方程和有限元离散原理推导,揭示了壳单元离散方法特点、刚度矩阵误差产生机理和范数表示方法。以航空涡轮发动机测压探针为例,深入研究了利用协调平板壳单元、非协调平板壳单元、一次和二次实体退化壳单元等不同类型单元离散曲面薄壳时,应力计算误差影响因素及变化规律,综述了单元的适用条件。基于Boltzmann模型提出了应力计算结果修正通式,通过FORTRAN语言编程修正应力仿真结果和ANSYS二次开发语言APDL命令实现应力修正结果的读取和后处理,应力修正结果与理论解相对误差小于5%,满足曲面薄壳设计和稳定性分析应用要求。

Abstract：

Based on the geometric physical equations and deduction of discrete process of finite element for curved thin-walled structure,characteristics of shell elements for discretion and discrete error for element stiffness matrix were analyzed theoretically,and the norm expression of discrete error for element stiffness matrix was put forward.Then,as an illustration,a probe for detecting the pressure inside turboprops was meshed by curved thin-walled shell element,compatible flat shell element,incompatible flat shell element and 3D degenerated shell element,respectively,and the stress of the probe was numerically calculated by FEM.On the basis of solved results,the stress error was analyzed thoroughly,the influence factors on the error and the applying situations for different elements were determined.Finally,the general form of correctional function was put forward according to the Boltzmann model.The program developed with FORTRAN was used to correct the numerical results and the APDL commands inside ANSYS software were utilized to read and plot the correctional stress results.Through the correction,the discrete error can be reduced within 5% that satisfies the requirement of application for structural design and stability analysis.     

利用响应曲面法优化秸秆水解液的丁醇发酵条件研究

丁醇是一种极具潜力的新型生物燃料,以玉米秸秆废弃物的酶水解液为底物,利用丙酮丁醇梭菌CICC8008发酵生产丁醇.采用Plackett-Burman(P-B)和中心组合实验设计(CCD)优化发酵条件.在Plackett-Burman实验设计时,考察酵母提取物、(NH4)2SO4,KH2PO4,MgSO4,FeSO4,CuSO4和CaCO3这7个因素,结果表明CaCO3为最显著因素.在中心组实验设计中,选用CaCO3用量,温度和反应时间这3个因素,结果表明最佳的发酵条件是CaCO3用量、温度和反应时间分别为5.04g/L,35℃和70h.利用数学模型分析预测得知最佳的丁醇产量为6.57g/L.经过实验验证表明,在优化条件下的丁醇发酵产量达到6.20g/L.这说明利用数理统计方法优化玉米秸秆的丁醇发酵是有效的.     

基于拉格朗日插值的参数曲面隐式化

首先给出了Dixon矩阵的算法,并以此为基础,利用Dixon矩阵以及拉格朗日插值的基本理论,给出了参数曲面隐式化的一种方法。该方法有效克服了用经典结式方法求参数曲面隐式方程的中间膨胀问题。既减少了计算量,又节省了时间和空间,提高了参数曲面隐式化的速度。最后,通过实例,证明了本文算法的准确性和有效性。     

多轴联动空间复杂曲面线切割加工技术

为实现大锥度空间复杂曲面模具零件的线切割加工,解决高速走丝电火花线切割机床加工空间曲面的难题,以空间曲面零件电火花线切割加工运动规律数学模型为基础,设计开发一种带有自动分度功能的、可翻转的数控回转工作台;基于原有的高速走丝数控电火花线切割机床,研制空间复杂曲面多轴联动高速走丝线切割加工系统,并进行螺旋面、锥面、锥台、双曲面和正弦曲面等典型空间曲面零件的电火花线切割加工实验,对加工出的各个实验样件进行了测量和加工误差分析.研究结果表明:所设计的空间复杂曲面多轴联动线切割加工系统具有较高的加工效率、较好的加工质量和较低的成本;加工样件的误差在允许范围内,验证了该系统的实用性,为解决高速走丝电火花线切割加工空间曲面的难题提供了一种思路.     

基于自适应曲面拟合的红外图像背景估计

针对红外弱小目标检测,提出了一种新的基于自适应曲面拟合的红外图像背景估计方法。采用三角函数作为基函数,对红外图像进行拟合。为提高拟合精度,引入了权值矩阵对拟合误差进行约束,并采用分步策略对拟合结果进行优化。在初步拟合的基础上,为抑制奇异点（强边缘点,噪声和小目标）对拟合的＂干扰＂,采用迭代寻优的方法,自适应地对拟合权值和拟合系数进行调整。此外,针对迭代处理的阈值选取,采用概率统计的方法对噪声方差进行估计,提高了拟合的准确性。实验表明：利用该方法估计背景进行背景抑制,可有效提高残差图像的信噪比,显著减少虚警点干扰,提高单帧内目标检测概率。     

基于响应曲面法的新型阻尼器特性分析

结合液体阻尼器的优点与柔性机械手的自身特点设计一种新型阻尼器。针对阻尼器的流固耦合模型分析困难的问题,引入一种数值方法来处理流固耦合模型的新思路。首先利用有限元法建立阻尼器模型。采用DOE试验法得到阻尼器各参数对液体附加刚度和阻尼的灵敏度。然后利用响应曲面法得到油膜厚度和黏度与阻尼的响应曲面并进行分析,同时对其拟合精度进行验证。结果显示出响应曲面法的有效性。最后,通过算例分析验证阻尼器的有效性,并进一步验证上面得出结论的正确性。