大范围动态海浪实时渲染

为实现大范围动态海浪的实时渲染提出了一种高效方法.首先提出一种基于LOD技术的新型网格模型,采用Gerstner模型在GPU(图形处理单元)上实现了海浪的动态模拟和Choppy波的模拟,给出一种凹凸纹理贴图的方法对较远处的海浪渲染实现加速,并利用动画凹凸纹理改善海浪渲染效果;其次通过立方体纹理实现了对天空、太阳的反射效果,运用Phong光照模型实现了海浪的光照并实现了菲涅尔反射;最后采用动画纹理模拟了海浪中的泡沫,并实现了云在海面上投射的阴影等特殊效果.实验结果表明,该方法可以对90 km范围的海浪进行实时交互渲染,并已成功应用于某飞行模拟器中.     

拉赫马宁海浪谱的再认识

利用拉赫马宁海浪谱的有理函数形式在谱的峰值、峰值频率和总能量三个方面对工程上广为应用的Pierson-Moskowitz海浪谱进行了有理化逼近,给出了一个较为理想的有理海浪谱,并利用该有理谱构造了成型滤波器.结果表明:本文给出的有理海浪谱是一个非常理想的海浪谱,它为海浪的模拟与船舶控制工程领域海浪为有色干扰的变换问题均带来了极大的方便.     

关于海浪过阈概率预报的理论研究

本文根据随机过阈理论,提出了海浪波面高度在一定时间间隔内超过某一阈值K次的概率预报模型,给出了模型中参数与海浪能量谱密度函数的关系,在数字计算机上仿真了海浪,利用仿真数据对所提出的预报模型进行了仿真检验.结果表明:本文提出的概率预报模型是可以的,利用本文的研究结果可方便地进行海浪波面高度超过某一阈值的概率预报问题.     

利用双尺度模型的海浪极化SAR成像模拟

海浪极化SAR成像模拟对海面散射的研究有重要的意义。该文根据海浪随机理论进行了粗糙海面建模,利用海面的双尺度模型构造了包含涌浪的随机粗糙海面;同时考虑了大、小尺度的海面的影响。基于该海面模型,利用Bragg散射模型和几何光学近似法模拟了不同风速情况下海浪的极化SAR图像,并对海浪参数及SAR参数对极化图像的影响做了分析,得出了一些有益于海浪信息提取的结论。     

船舶振荡运动仿真的方向谱方法

为了解决船舶振荡运动时域仿真和海浪与船舶运动一致性问题,提出了一种以频谱分析方法为基础,用方向谱代替海浪谱的船舶振荡运动计算方法.对海浪谱、方向谱进行数学描述和关系分析,并选择适合用于船舶振荡分析的长峰海浪谱和ITTC方向谱,根据Gerstner模型对海浪进行分解,建立了船舶在海浪中的振荡运动计算模型.采用响应振幅算子法描述遭遇波面与船舶运动的联系,根据线性叠加假设给出了船舶振动运动的时域解和频域解.     

舰载直升机复杂舰面上的动力学分析

对舰载直升机着舰后的运动动力学进行了研究。首先针对海浪信号的随机不确定性,根据海浪波理论,提出了海浪信号的数学模型,然后利用海浪谱描述海浪的统计特性,运用MATLAB仿真平台仿真出不规则海浪并对其进行谱分析。最后基于拉格朗日方程,建立了着舰的机身动力学模型,对摇摆舰艇上的舰载机进行了动力学仿真并采用龙格库塔法对动力学模型进行实时解算。     

基于四叉树的海浪磁场快速仿真算法

针对经典海浪磁场计算无法描述实际海浪磁场特性的问题,采用观测海浪谱描述实际海浪的方法,依据Weaver海浪磁场理论和线性理论,建立了描述实际海浪的海浪磁场数值模型。基于海浪谱模型给出了数值仿真算法,基于四叉树理论对仿真算法的仿真速度进行了优化。优化的仿真算法计算次数明显少于常用的等间隔分解仿真算法。对航空磁探仪静止和沿直线运动条件下采样海浪磁场信号进行了数值仿真,并做了时域统计分析和频域功率谱特征分析。结果表明:不同海浪等级和不同磁探仪运动速度条件下,数值仿真海浪磁场信号的时域统计特征和频域功率谱特征与理论和实际情况吻合。     

基于神经网络自适应滤波的直升机悬停高度稳定研究

针对直升机执行海上搜救任务时定点悬停高度容易受到海浪干扰的问题,提出了一种应用遗传BP神经网络对直升机无线电高度信号进行自适应滤波的方法。首先在建立海浪有理谱简化模型的基础上,应用遗传算法对BP神经网络的初始权值和阈值进行全局粗精度预学习,再应用遗传优化后的BP神经网络对实际海浪干扰信号进行建模,并通过噪声对消原理滤除无线电高度计中混杂的海浪干扰噪声。仿真结果表明,所设计的自适应滤波器能够较好地抑制海浪噪声对直升机高度控制的影响,而且对海浪干扰统计特性的变化具有较强的鲁棒性和适应性。     

基于分形的三维海浪运动模拟算法

介绍了当前实现海浪模拟的不同方法,详细描述了基于分形理论的FBM(Fractal Brown Motion)即分形布朗运动中的随机中点位移算法原理,给出了分形三维海面的模拟生成算法,同时在考虑风力因素的条件下给出了三雏海浪运动的几何模型和相应的模拟生成算法.为了弥补普通插值方法解决海浪跳变现象的不足,提出了一种多重动态不均匀插值方法,有效的减少了海浪跳变现象,并在VC++6.0和OpenGL环境下运用上述方法实现了三维海浪的模拟,具有较好的真实感和实时性.     

海浪随机模型及其数字仿真

分析海浪随机模型的建模原理,利用海浪谱分析方法,设计了相应的建模仿真程序     

Ocean Wave Simulation near the Seashore

In order to realize real-time simulation of ocean surface near the seashore,a new modeling method for shallow ocean wave and a level of detail(LOD)scheme are proposed in this paper.This modeling method describes ocean wave by modifying the sine wave,and gets wave direction at any ocean floor position by using wave number decomposition.The LOD scheme is proposed to realize real-time rendering of large-scale ocean surface by simplifying the ocean surface regular mesh based on real-time optimally adapting mesh...     

近岸海洋波浪模拟的研究

近岸海洋波浪的研究对航海、海洋资源的利用、海洋灾难的预防具有十分重要的意义。介绍在一个试验场景中为研究近海海浪对海洋油气田勘探和开采的影响，根据实测数据和缓坡方程，采用径向基函数（RBF）神经网络建立控制模型模拟近海海浪的方法和过程。     

瓦斯爆炸运动火焰生成压力波的数值模拟

从三维N-S方程出发，用TVD格式，对瓦斯爆炸过程中火焰产生压力波的过程进行了数值模拟，在此基础上，模拟了氢氧燃烧驱动的破膜过程以及破膜前后压缩波、稀疏波对火焰阵面的影响，同时，也研究了瓦斯爆炸过程中，压力波、火焰与障碍物的相互作用，数值模拟结果与理论分析吻合较好，从而进一步验证了该程序能处理含有化学反应和复杂管道的预混可燃气体爆炸问题。     

基于统计模型的海水运动仿真

人们常用建立物理模型的方式来达到模拟自然现象，然后通过OpenGL绘制出来；同时0penGL本身也有用于模拟自然现象的粒子系统，这对计算机来模拟自然现象提供了很大的方便。对海水运动的模拟通常通过建立海水动力学模型来达到，通过建立统计模型的方式来模拟自然现象，提出了通过建立统计模型来模拟海水的运动的方法，并对其加以实现。结果表明，通过建立统计模型模拟海水运动可以达到和物理模型一样的效果。     

起伏地表条件下坐标变换的瑞雷波场正演模拟

利用高精度交错网格有限差分技术模拟起伏地表条件下的瑞雷波全波场正演,通过坐标变换的方式实现起伏地表自由边界条件。与一个已知模型结果对比,验证该算法的可行性与正确性,并通过在一个地表起伏的均匀介质中瑞雷波的模拟,结果说明了该方法的适应性。两个模型的模拟结果均表明,即使是地下室均一的介质,但由于地表起伏的存在不可避免地会产生波型的转换与能量的再分配,瑞雷波波场必然受到一定的影响。     

一种海水仿真的改进模型

提出了一种海水表面波在不同外部环境条件下模拟算法，以Gestner-Wave方法为基础进行建模，产生少量变化的海水波时隐时现，对Phong光照模型中部分参数进行调节增强视觉效果，即使海水沿不同坐标方向运动，其实时性也较好。实验结果表明该种算法具有有效性，能基本满足用户需求。     

基于分形数据场的海面视景动态仿真

海面视景动态仿真是计算机图形学的前沿课题,传统的线性叠加海浪模型所生成的海面效果与叠加波的数量有关,从而难以解决海面质感逼真与系统实时仿真的矛盾.针对以上问题提出一种将分形数据场与海浪模型叠加的新方法,既不降低系统仿真的实时性,又能很好地表达海面的表面质感,从而有效地解决了上述矛盾,并获得了良好的视觉效果.     

基于Windows的摇板式造波机波浪模拟技术研究

造波机是船模耐波性水池主要的实验设备,其波浪模拟性能对船模耐波性试验具有很大影响．以早期从国外引进的水池摇板式造波机为研究对象,分析了该造波机的系统构成,介绍了利用摇板式造波机在船模试验水池中进行人工波浪模拟的原理及控制方法．给出了造波控制系统的传递函数及波浪目标谱的修正方法,并将原DOS系统下的系统控制应用软件进行升级改造,开发出适用于WINDOWS操作系统下波浪模拟控制程序．提出了利用VB软件编制实时控制应用程序时确定控制信号离散周期与生成软件定时器的方法,使造波机在WINDOWS环境下也能在水池中进行规则波与二维非规则波的模拟,恢复了该造波机对二维非规则波的模拟功能．通过试验测试及实际工程项目的验证,取得了满意的效果．这一技术可为造波机控制系统设计与改造的研究人员提供参考．