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簡介:計算機(jī)斷層成像技術(shù)CT,COMPUTEDTOMOGRAPHY被廣泛應(yīng)用于人體組織成像領(lǐng)域,是進(jìn)行人體醫(yī)療診斷的重要手段。CT應(yīng)用中,圖像重建算法的實(shí)現(xiàn)是一個關(guān)鍵問題。2002年,KATSEVICH提出了螺旋錐束CT三維圖像重建算法,這是一種精確三維圖像重建算法,它逐漸成為CT成像領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。KATSEVICH算法數(shù)據(jù)量巨大且運(yùn)算復(fù)雜,如何實(shí)現(xiàn)該算法的加速是其臨床應(yīng)用的一個難點(diǎn)。本文討論的是KATSEVICH螺旋錐束CT三維圖像重建中插值算法的FPGA設(shè)計與實(shí)現(xiàn),這為該算法的硬件加速實(shí)現(xiàn)提供了研究基礎(chǔ),也為其臨床應(yīng)用起到了良好的促進(jìn)作用。本文主要研究KATSEVICH錐束三維重建算法插值部分的硬件設(shè)計與實(shí)現(xiàn),這是整個算法硬件實(shí)現(xiàn)的重要組成部分之一。在錐束三維圖像重建中,插值算法分為濾波前插值和濾波后插值兩部分,主要用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的重新排列,為反投影計算做準(zhǔn)備。本文首先介紹了KATSEVICH錐束CT三維圖像重建理論及其插值算法的軟件實(shí)現(xiàn),比較分析了最鄰近點(diǎn)插值法和線性插值法對圖像重建速度和重建質(zhì)量的影響,選擇線性插值算法進(jìn)行三維圖像重建??紤]FPGA資源和速度的因素,本文進(jìn)行了插值算法的定點(diǎn)仿真,確定了定點(diǎn)數(shù)據(jù)的位數(shù)。之后,進(jìn)行了插值算法的FPGA硬件建模,在硬件資源和速度間進(jìn)行了合理權(quán)衡,實(shí)現(xiàn)了插值算法單元的流水線設(shè)計,完成了該硬件系統(tǒng)的功能仿真、綜合、布局布線和時序分析。最后,進(jìn)行了插值硬件系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計,通過模塊并行化和查找表實(shí)現(xiàn)這兩種方式進(jìn)行了插值系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計,并完成了性能分析和速度評估。相對于軟件實(shí)現(xiàn)方式,F(xiàn)PGA插值硬件系統(tǒng)在運(yùn)算速度上能達(dá)到近36倍加速比。本設(shè)計在KATSEVICH螺旋錐束CT三維圖像重建的硬件加速上作出了有益的探索和研究,為三維圖像重建系統(tǒng)的硬件加速實(shí)現(xiàn)提供了必要準(zhǔn)備。
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簡介:河海大學(xué)碩士學(xué)位論文河道三維水流數(shù)值模擬姓名孫奇申請學(xué)位級別碩士專業(yè)水文學(xué)及水資源指導(dǎo)教師王船海20080601英文摘要ABSTRACT111EACTUALMOVEMENTOFNAMRALNOWOFTHESHOWISTHREEDIMENSIONALSHAPE,TOACCURATELYRENECTTHEOVERALLNOWOFMET】MEIDENTI壩MUSTBEINTHEFO咖OFNLREEDIMENSIONALSIMULATIONOFTLLEMOVEMENTOFWATER,INORDERTOBE批RMEETTLLEACTUALNEEDSOFWATERCONSEⅣAILCYPR兩ECTSIILTLLISP印ER,TILREEDIMENSIONALFLOWOFTHERIVERSILNULATIONOFACERTAINW批CALLBEUSEDTOESTABLISHMEACTUALNOWOFTHERIVERTLLREEDIMENSIONALMATLLEMATICALMODELNISP印ERCOMBINEPLAILEONHOGONALCOORDINATE酊DOFVENICALANDNONDIMENSIONALCOORDINATES,ESTABLISHATHREEDIMENSIONALCOMPUTABLEGRID,USINGTHESTAGGERED鰣DLAYOUTOFTLLEVARIABLES,THECOMBINATIONOFTHE舭EZINGPROCESSOFMOVINGBOUIL1AⅨTLLISMETHODCAILBEEASILYDEALT謝THBOTTOMLANDPROBLEMS,ANDCANBEMORECONVENIENTPROCEDURESFORMEPR印ARATIONOFTHEREALIZATIONINTENNSESTABLISHEDBYTHEⅡ鵬EDIMENSIONALCONLPUTABLE鰣DUILDER讓愴CONDITIONOFTL玳EDIMENSIONALDESCRIPTIONOFT11ECU玎ENTC鋤PAIGILEQUATIONSA11DB011NDAR,CONDITIONSCO玎ESPONDING仃ANSFO肌ATION,THE觚LSFO姍ATIONOFTHEEQUATIONOPERATORSPLIT,THEFIRSTSTEPBYST印EQUATIONSFORMEFLOWRATECALCULATEM旬OR,ANDMESECONDST印_BYST印EQUATIONSFORTLLEWATER1EVELCALCULATEM旬OR,F(xiàn)ORCEDTHEEQUATIONFORDISCRETE,DI虢RENTIAL,MECONVECTIONITEMOFTHE”UPWIND”DI艉RCNTIALFOMLAT,廿LEDIFMSEITEMOFTLLECENTERDIFRERENTIAL,ALONGTHEDIRECTIONOFT11EMAINSTRE鋤CONSTN】CTEDITERATIVESURFACE,USEMATRIXCHASEARERMETHODTOCALCULATE,COMPLETEDATHREEDIMENSIONALRIVERMATHEMATICALMODELOFWATERNOWIILTLLEY觚垂ZE慰VERCHENGTONGREACHTOGETMODELVERIFICATION,DEMONS位旺EMEP姍ETERSOFTHEMODELROUGLMESS,VENICALTURBULENTVISCOSIT,鋤DPL鋤ETURBULENTVISCOSIT,SELECTW11ICHSHOWT11ATTLLEFINALRESUHSFITBENER、,ITHTHEMEASUREDDATA,,NLATTLLEⅡLREEDIMENSIONALMODELCANBE印PLIEDTIVERNOWSIMULATION1Q唧ORDSTHREEDIMENSIONAL鰣D;批ETICOPERATORSSPLIT;ITERATIVESU血CE;MATRIXCHASEARERMETHOD
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簡介:山東大學(xué)碩士學(xué)位論文基于OPENCADE的虛擬三維建模平臺的開發(fā)姓名張淵申請學(xué)位級別碩士專業(yè)機(jī)械設(shè)計及理論指導(dǎo)教師李紹珍20070517摘要ABSTRACTTHISPAPERDESCRIBESTHEPROCESSOFDEVELOPINGAVIRTUAL3DMODELINGPLATFORMTHEMETHODOFTHOROUGHSTUDYANDAPPLICATIONOFVIRTUAL3DMODELINGDEVELOPMENTPLATFORMWITHUNIFIEDMODELINGLANGUAGESTANDARDUMLFORSOFTWAREENGINEERINGDESIGNISFOUND,ANDBUILDAMFCBASEDINTERFACEFRAMEWORKANDFINISHTHEINTERFACEDESIGNPROCESSINTHISPAPER,USINGORIENCASCADE3DGEOMETRICMODELINGKERNEL,REALIZEANINDEPENDENTMODELING,COMPLEXBOOLEANOPERATIONOFTHEVIRTUAL3DMODELINGPLATFORMDEVELOPMENTFINALLYINTHISPAPER,THECAICOURSEWAREON”ENGINEERINGGRAPHICS”THESTATUSANDTHEDEVELOPMENTANDAPPLICATIONOFTHEISSUESISDISCUSSED,THETOPICOFSTUDYISEXPOUNDASWELLASTHEBACKGROUND,PURPOSEANDSIGNIFICANCEONTHISBASIS,THETECHNICAL1INEANDTHEUSEOFDEVELOPMENTTOOLSANDUNDERSTANDINGISINTRODUCEDALLKINDSOFMETHODSOFKERNELANALYSISOFTHEGEOMETRICCHARACTERISTICSOFTHEENVIRONMENTANDITSAPPLICATIONSAREANALYZEDTHISPAPERANALYZESTHEUMLDESIGNTOTHEROLEOFTHESOFTWAREDESIGNANDTHEUSEOFUMLMODELINGSOFTWAREITALYJUSTICE,ANDTHENINTRODUCEDTHESYSTEMINGENERALUSEUMLMODELINGPROCESS,NAMELYNATURALLANGUAGEREQUIREMENTOFTHESYSTEMANALYZED,THESYSTEMUSECASEMODELUSECASEMODELDRIVENSYSTEMDEVELOPMENTPROCESS,INCLUDINGDESIGNANDSTRUCTURALMODELSOFWINDOWDESIGNMODELCLASSDIAGRAMDRAWNCATEGORYFINALLY,UMLMODELINGTOTHEPROCESSOFUSINGFILESINTHEFORMOFRECORDFORREFERENCEANDRESEARCHINTHEFUTUREBECAUSEOFTHELACKOFSPECIFICWINDOWFRAMEDESIGNOFTHISSYSTEMRESTRUCTURINGOFTHESYSTEMWINDOW玎PROVISIONSOFUMLWINDOWVIEW,THEISMADEMFCFRAMEWORKOFTHEINTERFACEFRAMEWORKFORTHE
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簡介:雙側(cè)向測井是電阻率測井方法中使用最廣泛的方法之一,可以有效的評價地層的孔隙度和含油氣飽和度及其產(chǎn)能,為油氣藏的描述和油田地質(zhì)情況的研究以及油層巖性的確定提供參考資料。針對當(dāng)前石油勘探開發(fā)過程中水平井和斜井應(yīng)用的實(shí)際需求,按照雙側(cè)向測井儀器模型和工作方式,文章利用三維有限元方法成功模擬雙側(cè)向測井儀器在斜井和水平井中的響應(yīng),得到測井儀器在地層中的響應(yīng)曲線,進(jìn)而獲得地層的電阻率分布,為斜井和水平井相應(yīng)的解釋工作提供參照根據(jù)。本文的創(chuàng)新點(diǎn)是采用三維網(wǎng)格加密技術(shù)完善了程序模擬復(fù)雜地層的能力,應(yīng)用高階基函數(shù)并結(jié)合優(yōu)化后的邊界條件,提高了三維有限元素法的計算效率和精度;本文提出的新算法同傳統(tǒng)的三維有限元素法相比,能夠在相同精度情況下,可以將計算效率提高一個數(shù)量級。在第一章緒論部分,描述了本文的研究背景和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,并且對有限元素法進(jìn)行了簡單描述并給出了本文的主要研究貢獻(xiàn)。在第二章中,介紹了雙側(cè)向測井儀器的儀器的結(jié)構(gòu)和工作原理。在第三章中詳細(xì)論述了利用有限元法進(jìn)行雙側(cè)向測井?dāng)?shù)值分析的過程,從雙側(cè)向測井中電場滿足的微分方程式出發(fā),給出泛函表達(dá)式和邊界條件,經(jīng)過離散化求解泛函的極值達(dá)到求解邊值問題。文中詳細(xì)給出了網(wǎng)格劃分和邊界處理方法,最后通過前線解法求剛度矩陣,得到深淺側(cè)向監(jiān)督電極上的電壓從而求出深淺側(cè)向的儀器響應(yīng)。文章通過改進(jìn)網(wǎng)格劃分方法,實(shí)現(xiàn)了斜井水平井多地層和侵入偏心模型的構(gòu)造,提高了程序處理復(fù)雜地層的能力;通過改進(jìn)電極處理方法,成功模擬B電極對測量結(jié)果和電流線分布的影響,定量的給出B電極對測量結(jié)果的影響。在第四章中,針對三維有限元方法中線性插值基函數(shù)影響仿真效率和精度的問題,采用高階基函數(shù),使得在相對稀疏的網(wǎng)格下就可以得到具有較高精度的仿真結(jié)果,不僅節(jié)省了計算時間,而且還提高了程序的仿真精度,并且通過改進(jìn)深側(cè)向邊界的處理?xiàng)l件,改進(jìn)了深側(cè)向結(jié)果的精確度。第五章針對測井工作所遇到的常見地層和環(huán)境條件,開展了一系列模擬計算,對影響雙側(cè)向測井儀器響應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)研究。分析儀器不同幾何結(jié)構(gòu)對結(jié)果的影響;斜井中,通過分析不同角度對儀器響應(yīng)結(jié)果的影響,給出了特定地層中的斜井的圍巖校正圖板在水平井中通過分析地層中侵入、圍巖、目的層等對儀器響應(yīng)結(jié)果的影響,并制作了特定地層中的井孔上下距離校正圖板、侵入校正圖板和圍巖層厚校正圖板。最后給出了本論文的總結(jié)和工作展望。作為本課題研究成果,三維有限元雙側(cè)向測井仿真程序能夠快速仿真計算測井曲線,可用于解釋石油測井曲線。
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簡介:手語是一種動作語言,通過一連串手勢的運(yùn)動并附以適當(dāng)?shù)拿娌勘砬榛蛏眢w軀干姿勢來表達(dá)語意,是聾啞人的第一自然語言。目前中國標(biāo)準(zhǔn)手語的推廣程度不高,內(nèi)部仍存在著地域差異和社會差異。所以,建立中國手語標(biāo)準(zhǔn)詞庫,將信息通過標(biāo)準(zhǔn)手語表達(dá)出來,消除溝通障礙,幫助聾啞人更好的融入信息化社會,已成為當(dāng)前亟待解決的一個問題。本文通過對中國手語的研究,基于虛擬人技術(shù),運(yùn)用運(yùn)動捕捉、運(yùn)動編輯、運(yùn)動控制和運(yùn)動合成技術(shù),實(shí)現(xiàn)了一個手語庫構(gòu)建系統(tǒng),并使用該系統(tǒng)采集了中國手語中收錄的全部5586個手語詞。本文首先綜述了目前國內(nèi)外手語研究的成果及現(xiàn)狀,并分析了傳統(tǒng)的基于硬件采集和軟件設(shè)計這兩種手勢生成方法的優(yōu)缺點(diǎn),然后結(jié)合兩種方法的優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了一種構(gòu)建三維數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)中國手語庫的方法。在該方法中,首先應(yīng)用兩只基于角度傳感器的數(shù)據(jù)手套和8個光學(xué)攝像頭,基于運(yùn)動跟蹤的原理,采集每個手語詞的運(yùn)動數(shù)據(jù),建立一個初始的手語詞運(yùn)動數(shù)據(jù)庫;然后,應(yīng)用一種基于控制點(diǎn)的人體運(yùn)動編輯方法,對每個手語詞的運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯,最后得到一個高質(zhì)量的三維數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)中國手語庫。本文還實(shí)現(xiàn)了手語合成系統(tǒng),它可將輸入的漢語文本翻譯成手語,提取手語庫中對應(yīng)的數(shù)據(jù),經(jīng)過虛擬人運(yùn)動合成模塊處理后以VRML的格式輸出為手語動畫。實(shí)現(xiàn)結(jié)果顯示,經(jīng)由上述方法生成的手語詞庫所占存儲空間小,合成手語動畫標(biāo)準(zhǔn)、逼真,動作自然,可以達(dá)到正常交流的目的。
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簡介:21世紀(jì)是知識經(jīng)濟(jì)時代新經(jīng)濟(jì)的到來要求企業(yè)不僅能快速響應(yīng)市場并且能夠快速生產(chǎn)出高知識含量的產(chǎn)品使企業(yè)在激烈競爭的市場中贏得生存而知識是能夠保持企業(yè)可持續(xù)發(fā)展和競爭優(yōu)勢的重要資源基于知識的工程KBE正是面向現(xiàn)代設(shè)計要求而產(chǎn)生、發(fā)展的新型智能設(shè)計方法和設(shè)計決策自動化的工具之一己成為促進(jìn)工程設(shè)計智能化的重要途徑為推動制造業(yè)信息化發(fā)展863計劃現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)技術(shù)主題設(shè)立了數(shù)字化設(shè)計與制造系統(tǒng)專題在數(shù)字化設(shè)計與制造的過程中首先要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品與工程的數(shù)字建模而三維CAD作為產(chǎn)品信息的數(shù)據(jù)源頭成為整個數(shù)字化設(shè)計制造系統(tǒng)的核心因此基于知識的三維數(shù)字化建模技術(shù)具有廣泛的工程實(shí)際意義該文著重研究了以下內(nèi)容1基于特征三維數(shù)字化建模技術(shù)的研究應(yīng)用參數(shù)化理論和基于特征的思想以常用零件為對象進(jìn)行分析提出了PROE環(huán)境下的造型方法、步驟和訣竅實(shí)現(xiàn)了齒輪等的精確造型、數(shù)字化建模和二維工程圖的轉(zhuǎn)換并為CADCAPPCAM的集成奠定了基礎(chǔ)2研究了KBE理論通過獲取設(shè)計人員的設(shè)計知識實(shí)現(xiàn)了與三維數(shù)字化建模技術(shù)的集成完成了設(shè)計知識庫的創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)了齒輪等紡機(jī)常用件的自動建模以及對知識的繼承和重用3對PROE二次開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究利用它的二次開發(fā)軟件包PROTOOLKIT、VC面向?qū)ο笳Z言以及SQLSERVER大型數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)了DLL動態(tài)鏈接庫與PROE的無縫集成使系統(tǒng)具有運(yùn)行速度快、用戶界面友好等特點(diǎn)4應(yīng)用上述理論和技術(shù)完成了三維圖庫開發(fā)了FJCAD實(shí)用系統(tǒng)該系統(tǒng)自2003年7月在天津宏大紡織機(jī)械有限公司投入使用以來運(yùn)行正常取得良好效果并得到天津市科委的高度評價
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簡介:三維重建是計算機(jī)視覺研究中的一個重要研究領(lǐng)域,其常用的一種技術(shù)思想是模仿人的視覺系統(tǒng),設(shè)計出一個智能系統(tǒng),從采集的二維信息中恢復(fù)出物體的三維特征,并建立物體的三維幾何模型。本文“基于自由多視角成像的三維重建技術(shù)的研究”,其內(nèi)容是通過單個攝像機(jī)圍繞物體以自由角度和最佳成像焦距拍攝多幅圖像的方式,實(shí)現(xiàn)物體三維模型的重建,在保證一定重建精度的前提下提高了采集和重建的靈活性和便捷性。這一研究在虛擬演播、3D電子商務(wù)、3D檔案管理等方面有著廣泛的應(yīng)用背景。本文概述了三維重建技術(shù)的發(fā)展,重點(diǎn)歸納了被動式三維重建的各種技術(shù)方法,說明了本文工作的研究意義,規(guī)劃了方法實(shí)現(xiàn)過程,中心研究內(nèi)容包括視圖圖像預(yù)處理、攝像機(jī)標(biāo)定、模型重建。通過對視圖圖像進(jìn)行預(yù)處理產(chǎn)生被重建目標(biāo)的輪廓剪影圖,并利用橢圓擬合的方法獲得標(biāo)定點(diǎn)的亞像素坐標(biāo)。對于作為三維重建重要環(huán)節(jié)之一的攝像機(jī)標(biāo)定,本文設(shè)計了同心圓交叉線模板,標(biāo)定采用TSAI的兩步法,并著重對標(biāo)定的不確定度進(jìn)行了理論分析。重建模型中考慮了鏡頭畸變產(chǎn)生的非線性影響,使重建過程更符合成像過程。通過誤差分析實(shí)驗(yàn)證明了通過擬合獲得亞像素級標(biāo)定點(diǎn)坐標(biāo)和考慮攝像機(jī)鏡頭畸變的必要性。針對輪廓切割法無法重建物體表面凹陷的局限性,本文利用多視角成像間的約束建立了對凹陷點(diǎn)重建的數(shù)學(xué)模型,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)輪廓切割法的不足,完善了重建結(jié)果。論文最后給出對三個實(shí)物進(jìn)行三維重建的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,用于驗(yàn)證此三維重建方法的可行性。
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簡介:復(fù)旦大學(xué)碩士學(xué)位論文三維適形技術(shù)在食管癌后程加速超分割放療中的應(yīng)用姓名馬金波申請學(xué)位級別碩士專業(yè)腫瘤學(xué)指導(dǎo)教師施學(xué)輝郭小毛20050410復(fù)旦大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要結(jié)果12004年3月至2004年5月,共10例胸段食管鱗癌患者進(jìn)行了3DCRT技術(shù)研究,建立了胸段食管癌三維適形照射技術(shù)步驟,確立了靶區(qū)勾畫標(biāo)準(zhǔn)和進(jìn)行劑量學(xué)相關(guān)參數(shù)的研究。2三種放療技術(shù)的治療計劃GTV的DMEAN、DRAIN和DMAXGV的均數(shù)分別是常規(guī)模擬技術(shù)的69674455、66044492和7477“428VS非適形技術(shù)的7326_387、68344367和76194483VS適形放射技術(shù)的7183183、6852290和7477211,通過統(tǒng)計學(xué)處理沒有顯著性差異PO05。PTV2的DMEAN、DMIN和DMAXGY的均數(shù)分別是常規(guī)模擬技術(shù)的6898457、54664738和7323443VS非適形技術(shù)的7229462、6296183和7596633VS適形放射技術(shù)的7157209、6154142和7607280,經(jīng)過統(tǒng)計學(xué)檢驗(yàn)只有PTV2的DMIN三者差異有統(tǒng)計學(xué)意義P00008;通過兩兩比較發(fā)現(xiàn),適形技術(shù)V常規(guī)模擬技術(shù)PO007、非適形技術(shù)V常規(guī)模擬技術(shù)PO001均有顯著性差異。三種放療技術(shù)的治療計劃治療體積V95%NV90%M12和照射體積V50%M12的均數(shù)分別是常規(guī)模擬技31298916、4456412740和1724555704VS非適形技術(shù)417414628、553717244和2293442245VS適形技術(shù)266045345、35888884和1568526422,P值分別是O0042、O0025和O0007C1值的均數(shù)分別是O34100714VSO285400706VS04524O0940,P00000,通過兩兩比較發(fā)現(xiàn)三種照射計劃的CI值兩兩之間均有差異P005。模擬常規(guī)技術(shù)VS非適形技術(shù)VS適形技術(shù)的心臟DMEAN分別是24691279VS274741339VS22811220PO0034。通過兩兩比較在適形技術(shù)計劃和非適形技術(shù)計劃的心臟的平均受照劑量有統(tǒng)計學(xué)意義P022。三種治療計劃的脊髓受到照射最大劑量的平均值分別是5392803VS4294613VS45304424口O0000,其中常規(guī)模擬技術(shù)的脊髓受到照射最大劑量明顯高于另外兩種計劃PO05。2
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簡介:燈泡貫流泵裝置具有進(jìn)、出水水流平順流暢、水力損失小、裝置效率高等特點(diǎn),特別適合于南水北調(diào)東線泵站工程,具有較大的應(yīng)用價值和發(fā)展?jié)摿Α5?,到目前為止,大型燈泡貫流泵機(jī)組在國內(nèi)外的應(yīng)用還很少,有關(guān)燈泡貫流泵裝置水力性能的研究還很不夠。因此,對燈泡貫流泵裝置進(jìn)行深入研究十分必要,其成果將不僅有益于即將建設(shè)實(shí)施的淮陰三站燈泡貫流式機(jī)組,而且也可供南水北調(diào)東線工程其他貫流泵站借鑒。如何研究燈泡貫流泵裝置的水力性能及其優(yōu)化水力設(shè)計,是需要首先解決的問題。目前,研究燈泡貫流泵裝置水力性能的方法大多采用模型試驗(yàn)的方法。該方法費(fèi)用多、周期長,研究結(jié)果僅限于裝置的外特性,難以了解裝置的內(nèi)特性。近年來,隨著CFD理論和技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)值模擬方法在水泵裝置方面得到越來越廣泛的應(yīng)用。本文在這種背景下,主要對采用三維湍流數(shù)值模擬的方法研究燈泡貫流泵裝置的可行性、準(zhǔn)確性進(jìn)行探討。本文結(jié)合使用PROENGINEER2001和GAMBIT軟件分別完成了ZBM791100模型泵泵段和淮陰三站前、后置燈泡貫流泵裝置的三維實(shí)體造型,令人滿意地完成了葉片、導(dǎo)葉曲面的造型及實(shí)體的裝配工作。本文使用GAMBIT軟件對模型泵泵段和前、后置燈泡貫流泵裝置分別進(jìn)行了非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的剖分,采用局部加密的技術(shù)對實(shí)體進(jìn)行了較高精度和較高質(zhì)量的網(wǎng)格剖分。本文以連續(xù)性方程、雷諾應(yīng)力平均NAVIERSTOKES方程和KΕ湍流方程組成封閉的控制方程組,并根據(jù)數(shù)值計算的具體要求,給出適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件。采用有限體積法對控制方程組進(jìn)行離散,同時采用基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上的SIMPLE算法,對模型泵泵段及前、后置燈泡貫流泵裝置的內(nèi)部流動進(jìn)行了三維湍流數(shù)值模擬。本文計算結(jié)果與泵段的模型試驗(yàn)結(jié)果基本吻合,從而說明三維湍流數(shù)值計算方法應(yīng)用于轉(zhuǎn)輪內(nèi)部流動是可行的、準(zhǔn)確的。對淮陰三站前、后置燈泡貫流泵裝置內(nèi)部流動數(shù)值計算的收斂性較好,計算結(jié)果穩(wěn)定,根據(jù)計算結(jié)果分析所得到的內(nèi)、外特性符合常規(guī)。本文的計算結(jié)果表明燈泡貫流泵裝置的水力設(shè)計對其裝置性能具有十分明顯的影響,為了獲得更高的裝置效率,必須對裝置進(jìn)行全面細(xì)致的優(yōu)化;燈泡體的前、后置布置方式對貫流泵裝置的水流流態(tài)和水力性能存在著顯著的影響,需通過優(yōu)化比較,科學(xué)合理地進(jìn)行布置。本文采用的模型泵泵段和前、后置燈泡貫流泵裝置內(nèi)部流動三維湍流數(shù)值計算方法是可行的,所得結(jié)果基本上是準(zhǔn)確的,為進(jìn)一步研究燈泡貫流泵裝置的內(nèi)、外特性及其優(yōu)化水力設(shè)計創(chuàng)造了必要的條件。
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簡介:本課題通過單道次壓縮試驗(yàn),對F40MNV結(jié)構(gòu)鋼在熱變形過程中的再結(jié)晶規(guī)律進(jìn)行了研究。針對F40MNV結(jié)構(gòu)鋼高溫流動應(yīng)力隨變形的兩個階段的不同,分別建立其高溫流動應(yīng)力模型,反映材料微觀組織的變化特征。全面研究了高溫流動應(yīng)力模型參數(shù)與ZENERHOLLOMON參數(shù)的關(guān)系并以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),通過線性回歸法擬合出不同參數(shù)與Z參數(shù)的數(shù)學(xué)關(guān)系,這些參數(shù)包括屈服應(yīng)力;飽和流動應(yīng)力;穩(wěn)態(tài)流動應(yīng)力;峰值應(yīng)變,臨界應(yīng)變;參數(shù)以及。同時計算了F40MNV結(jié)構(gòu)鋼的變形激活能為Q2786KJMOL。通過研究不同變形溫度、不同變形速率下F40MNV鋼的金相照片,驗(yàn)證了發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶的條件為變形溫度足夠高,應(yīng)變速率足夠低的觀點(diǎn)。并以AVRAMI方程為基礎(chǔ)建立了F40MNV結(jié)構(gòu)鋼的動態(tài)再結(jié)晶分?jǐn)?shù)及晶粒尺寸數(shù)學(xué)模型。通過設(shè)計晶粒長大實(shí)驗(yàn),研究不同溫度條件下奧氏體晶粒長大金相圖,得出抑制晶粒長大,控制晶粒尺寸的方法,并在此基礎(chǔ)上建立了F40MNV鋼晶粒長大數(shù)學(xué)模型?;跓幔︸詈蠌椝苄杂邢拊ㄅc金屬微觀組織演變的數(shù)學(xué)模型,在MSCMARC有限元軟件平臺上開發(fā)了一個結(jié)構(gòu)鋼熱變形過程動態(tài)再結(jié)晶組織演化和隨后靜態(tài)再結(jié)晶過程的數(shù)值模擬系統(tǒng)。
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簡介:目的通過對定制型膝關(guān)節(jié)假體修復(fù)股骨遠(yuǎn)端骨缺損的三維有限元分析,探討假體柄長與截骨平面的關(guān)系,以期為臨床合理選擇假體柄長度提供理論依據(jù)。方法采用CT薄層掃描數(shù)據(jù)建立定制型膝關(guān)節(jié)假體修復(fù)重建股骨遠(yuǎn)段大段骨缺損的三維有限元模型,比較遠(yuǎn)端40%股骨骨缺損時150MM、160MM、170MM、180MM、190MM股骨假體柄長模型A、B、C、D、E和170MM股骨假體柄長時遠(yuǎn)端30%、40%、50%股骨骨缺損模型F、G、H在平地慢速3KMH行走步態(tài)周期20%時點(diǎn)即約為4倍體重負(fù)載下下肢人工關(guān)節(jié)假體系統(tǒng)受力情況。結(jié)果模型A~E隨股骨假體柄長度由150MM增加至190MM,整體模型表面內(nèi)外側(cè)應(yīng)力大小變化較前后側(cè)明顯;股骨皮質(zhì)應(yīng)力最大值出現(xiàn)在股骨距區(qū)域,由1068MPA減少至9178MPA,均未超過股骨軸向抗壓強(qiáng)度194MPA;骨水泥承受應(yīng)力較低,應(yīng)力最大值出現(xiàn)在骨水泥上14段內(nèi)側(cè)壓力側(cè),由272MPA減少至1906MPA,均未超過骨水泥抗壓強(qiáng)度55MPA;假體柄承載最大負(fù)荷,應(yīng)力最大值出現(xiàn)在假體柄中段內(nèi)側(cè),應(yīng)力最大值變化不明顯,均未超過鈷鉻鉬合金抗拉強(qiáng)度665MPA。模型F、G、H隨遠(yuǎn)端股骨骨缺損由30%增加至50%,股骨皮質(zhì)應(yīng)力最大值由1166MPA減少至6838MPA;骨水泥應(yīng)力最大值由2829MPA增大至4285MPA,模型F、G骨水泥表面最大應(yīng)力位于上14段內(nèi)側(cè)壓力側(cè),未超過骨水泥抗壓強(qiáng)度55MPA,模型H骨水泥表面最大應(yīng)力位于上14段外側(cè)張力側(cè),已超過骨水泥抗拉強(qiáng)度20MPA;假體應(yīng)力最大值由3365MPA增加至3415MPA,模型F、G假體柄末端及假體干為低應(yīng)力分布區(qū),但模型H假體柄末端為高應(yīng)力分布。結(jié)論采用定制型膝關(guān)節(jié)假體修復(fù)股骨遠(yuǎn)端大段骨缺損術(shù)后股骨應(yīng)力分布規(guī)律未發(fā)生根本性改變,說明使用腫瘤膝關(guān)節(jié)人工假體重建保肢符合人體生物力學(xué)規(guī)律,關(guān)節(jié)假體具有生物力學(xué)穩(wěn)定性;在遠(yuǎn)端40%股骨骨缺損4倍體重靜力負(fù)載下,模型A~E假體柄長度150MM~190MM都符合假體固定的穩(wěn)定需要,出現(xiàn)骨折、骨水泥碎裂、假體柄斷裂幾率較??;但短柄假體模型A、B可引起骨、骨水泥應(yīng)力集中,術(shù)后發(fā)生骨折、骨水泥碎裂風(fēng)險較高,長柄假體模型D、E對骨的應(yīng)力遮擋范圍和程度大,術(shù)后易發(fā)生骨質(zhì)溶解產(chǎn)生界面松動,因此在本研究條件下模型C假體柄長170MM即股骨干截骨長度與假體柄長度之比接近1時較為適宜。在170MM假體柄長4倍體重靜力負(fù)載下,模型F、G遠(yuǎn)端股骨骨缺損30%、40%都符合假體固定穩(wěn)定需要,出現(xiàn)骨折、骨水泥碎裂、假體柄斷裂幾率較小;模型H遠(yuǎn)端股骨骨缺損50%骨水泥末端張力側(cè)應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度20MPA,可能引起假體固定失敗,因此在本研究條件下模型H遠(yuǎn)端股骨骨缺損50%為假體使用的極限截骨平面。
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簡介:隨著計算機(jī)圖形技術(shù)的發(fā)展,近幾年涌現(xiàn)出了大量的三維圖形應(yīng)用程序。這些程序有一個共同的特點(diǎn),他們利用計算機(jī)硬件中的高速圖形卡,采用圖形繪制引擎(部分小型程序未設(shè)置圖形引擎),構(gòu)建出一個屬于計算機(jī)的虛擬場景。這些虛擬場景逼真形象,引人入勝,業(yè)界把這些用計算機(jī)虛擬出來的場景表現(xiàn)技術(shù),稱為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。當(dāng)前,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的場景越來越多,在游戲領(lǐng)域,這項(xiàng)技術(shù)可以算是發(fā)揮的淋漓盡致,各類三維游戲?qū)映霾桓F,吸引了廣大玩家的眼球和精力。但是可惜的是,虛擬三維技術(shù)主要應(yīng)用于游戲、科研、軍事領(lǐng)域,而對于三維虛擬建筑領(lǐng)域的應(yīng)用相對較少?;诖朔N背景下,我們開展了虛擬現(xiàn)實(shí)在建筑方向的應(yīng)用研究,最終目標(biāo)期望實(shí)現(xiàn)一個基于微軟DIRECTX開發(fā)環(huán)境的的交互式室外場景編輯器。本課題的研究工作來源于前期的市場調(diào)研。在對四川樂山的房地產(chǎn)開發(fā)商進(jìn)行了深入的了解和調(diào)查后,我們設(shè)立了本課題,期望在完成前期三維基本圖形引擎開發(fā)后,進(jìn)一步對研究工作進(jìn)行擴(kuò)展,使三維圖形引擎得到延伸,能夠完成室外場景搭建,功能更加完整。此研究成果可以應(yīng)用于標(biāo)志性建筑展示、房產(chǎn)銷售系統(tǒng)的漫游展示等,結(jié)合目前火爆的房地產(chǎn)行業(yè),具有較好的市場前景和社會影響力。論文一開始先對幾種流行的三維圖形開發(fā)工具進(jìn)行了詳細(xì)的比較,最后確定將微軟公司的DIRECTX軟件開發(fā)包做為三維場景開發(fā)工具。首先介紹了前期的開發(fā)工作三維圖形引擎的相關(guān)設(shè)計方法,然后介紹了實(shí)現(xiàn)具有交互式功能的室外場景建模的界面的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)過程,主要包括主控制類、室外場景搭建類、三維場景修改類的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。介紹了物體的平移、旋轉(zhuǎn)、縮放的基本坐標(biāo)變換方法,以及使用鍵盤控制攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)場景任意內(nèi)漫游的方法。最后介紹了室外場景中使用ALPHA混合顯示多層地面自然紋理融合的方法;室外場景中的天空與地面的渲染方法、樹木渲染方法以及實(shí)現(xiàn)霧化天氣模擬的方法。程序開發(fā)結(jié)束后,利用該平臺對樂山師范學(xué)院場景進(jìn)行建模和測試。測試結(jié)果顯示程序運(yùn)行流暢、功能完備、表現(xiàn)到位。
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簡介:I摘要摘要地形的三維可視化在地理信息系統(tǒng)與實(shí)時仿真領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。隨著當(dāng)前應(yīng)用領(lǐng)域中網(wǎng)絡(luò)需求的推動,通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)三維地形場景的實(shí)時渲染成為一項(xiàng)亟需解決的問題。事實(shí)上,地形具有較高的幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜度,而且由于其在地理空間中呈現(xiàn)連續(xù)性,其三維模型具有大數(shù)據(jù)量會對網(wǎng)絡(luò)帶寬與計算機(jī)圖形處理能力造成的壓力極為突出。使用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸手段根本無法滿足場景渲染中用戶進(jìn)行實(shí)時交互的需求。論文在參考國內(nèi)外學(xué)者相關(guān)優(yōu)秀研究成果的基礎(chǔ)上,對網(wǎng)絡(luò)流傳輸技術(shù)展開深入研究,探討將流媒體技術(shù)應(yīng)用于三維地形數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸過程,并從地形場景渲染的需求出發(fā),提出一套在互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)地形數(shù)據(jù)流傳輸方案。論文中針對三維地形模型特點(diǎn),確立一種適合在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)組織與存儲模型,并對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼壓縮。建立一套的數(shù)據(jù)調(diào)度策略,在對地形場景進(jìn)行漫游與渲染的同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行即時的調(diào)度與傳輸,最后根據(jù)提出的方案建立一個實(shí)驗(yàn)原型系統(tǒng),通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與圖形渲染效果對方案給予論證。關(guān)鍵詞流傳輸;三維地形數(shù)據(jù);編碼壓縮;數(shù)據(jù)調(diào)度
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簡介:三維模型的孔洞修補(bǔ)問題,一直是計算機(jī)圖形學(xué)和可視化研究中的一個熱點(diǎn)問題。由于顱骨模型的特殊性,現(xiàn)有算法并不適用于顱骨模型的修補(bǔ)。三維顱骨孔洞修補(bǔ)是一個嶄新的研究課題,它是根據(jù)顱骨模型原有的幾何和拓?fù)湫畔ⅲ柚嬎銠C(jī)技術(shù)修復(fù)顱骨破洞的虛擬3D技術(shù)。本文針對現(xiàn)有算法存在的問題,提出了一個顱骨表面模型的孔洞自動修補(bǔ)算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文的方法較其它方法速度快,效果好,能更好適應(yīng)復(fù)雜和大的顱骨模型孔洞修補(bǔ)。主要工作體現(xiàn)在以下幾個方面(1)提出了一個三維顱骨孔洞自動修補(bǔ)算法。對現(xiàn)有的孔洞修補(bǔ)算法進(jìn)行了較為全面的綜述和分析,針對算法存在的不足和顱骨模型的特殊性,本文提出了一個顱骨孔洞自動修補(bǔ)算法。算法首先搜索模型邊界點(diǎn)進(jìn)行自動孔洞檢測,再在孔洞區(qū)域插入離散點(diǎn)并進(jìn)行三角剖分來對孔洞進(jìn)行填充,接著對三角剖分后的網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)分,然后建立隱式曲面來調(diào)整插入點(diǎn)的位置,最后用拉普拉斯平滑對修補(bǔ)網(wǎng)格進(jìn)行平滑處理。(2)提出了一種推進(jìn)式逐層求解法ALS(ADVANCINGLAYERWISESOLUTION)。在對大孔洞的修補(bǔ)中,傳統(tǒng)的方法采用孔洞周圍的點(diǎn)來控制內(nèi)部區(qū)域,但內(nèi)部的形狀僅依靠有限的控制點(diǎn)來進(jìn)行調(diào)整很難得到理想的曲面形狀,本文提出了一種推進(jìn)式逐層求解法,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法得到的修補(bǔ)曲面太過平坦的缺陷,使修補(bǔ)網(wǎng)格與原網(wǎng)格模型平滑拼接,獲得了理想的實(shí)驗(yàn)效果。(3)開發(fā)了一個三維顱骨孔洞修補(bǔ)原型系統(tǒng)SHRS(SKULLHOLEREPAIRINGSYSTEM)。系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)顱骨孔洞修補(bǔ)的所有功能,并應(yīng)用到三維顱面復(fù)原之中。系統(tǒng)對較小的孔洞直接進(jìn)行三角剖分,對于較大的孔洞則在內(nèi)部插入離散點(diǎn),然后再進(jìn)行三角化;對于一般的孔洞直接建立隱式曲面,對于大孔洞采用逐層求解法建立它的隱式曲面。
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