一、CIM Algorithm for Approximating Three-Dimensional Polygonal Curves（论文文献综述）
张楠[1]（2021）在《绳索机器人的运动规划研究》文中认为绳索机器人采用柔性绳索控制末端执行器的运动以完成指定任务,但绳索只能向末端施加拉力而无法施加推力,此单向力传递特性为其运动规划带来了困难。为克服运动规划中的盲目性,本论文采用几何法首先研究了简单质点型绳索机器人的运动规划,然后将方法推广至复杂的平台型机构。之后通过映射视角研究了对具体机构类型依赖性较弱的更一般运动规划方法。最后考虑了基于期望运动空间的机构设计和在各类不确定性下的轨迹安全实现问题。具体研究工作分为以下四个方面。1)质点型绳索机器人的运动规划:为确定可行轨迹的存在性,论文采用几何法分析了绳索机器人的动力学约束特性及相应的动态工作空间。首先根据解析几何与射影几何将复杂的拉力约束转化为位置-加速度平面上的简单可行域约束,然后根据此平面上可行域的边界确定出末端执行器的最远运动距离,进而得到对偶的可达空间与可归空间。根据此对偶空间,可解析地规划出可行路径,并可在位置-加速度平面上直接设计可行的点到点轨迹、周期轨迹以及过渡轨迹。相应非空的轨迹参数取值范围可由可行域边界条件解析求解。2)平台型绳索机器人的运动规划:为将上述方法推广至平台型机构,首先分析了沿惯性主轴的转动下的单向力传递特性。它也可转化为位置-加速度平面上的可行域约束进行讨论,但约束边界变得更加复杂。根据此平面上曲线所满足的面积条件和可实现性条件,分析了可达空间并进行了相应的点到点运动规划。对于沿一般轴转动的情形,采用了可比较大小的内含点到点轨迹探索可达空间的边界并通过数值离散化路径求解了轨迹参数的取值范围。对于周期轨迹,可类似地通过函数合成或运动合成方式规划,合成参数的取值范围可用于描述相应的轨迹空间。最后也给出部分过渡轨迹的存在性结论或假设,并通过按动态优先级选择节点进行扩展的概率扩展树（PET）算法规划了两状态间的过渡轨迹。3)一般绳索机器人的运动规划:为寻找满足期望条件的可行轨迹以及对可行轨迹的性能进行优化,论文定义了两种对偶的映射（异性映射和共性映射）,并将它们应用于一般轨迹的规划中。其中异性映射法是首先将拉力约束映射到拉力边界方程的无根区域,然后通过基于PET的移根法使拉力约束边界方程的实根离开不可行域而使不可行轨迹其变为可行轨迹。共性映射法是先选择参数化可行轨迹,然后采用斯图姆定理、区间代数运算或连续极值跟踪法将拉力约束转化为轨迹参数约束,并在保持轨迹可行性不变的条件下对轨迹性能进行动态改善,或求解用于描述轨迹空间的参数取值范围。4)绳索机器人的机构设计与轨迹实现:为在仿真或实验中实现期望的运动,论文根据延伸映射定义了一类对偶曲线以描述绳索机器人的可达空间,并通过对期望可达空间进行相应的收缩映射设计了合适的机构。为在无法跟踪运动目标时安全停止末端,论文以线性时变微分方程描述末端在广义变心场中的运动。然后采用一种基于纵横分级的PET算法,合理地搜索满足拉力约束条件、广义场心条件以及运动收敛条件的场参数,以生成一系列局部可行的轨迹,使得末端在绳索始终张紧的情形下停止成为可能。本论文主要采用几何法定义和求解了用于保证可行轨迹存在性的可达空间,并给出了可达空间内考虑复杂动力学约束下的运动规划方法。最后通过仿真或实验,对所提出的一些代表性运动规划方法进行了有效性检验。
叶春阳[2]（2021）在《网格参数化的高效优化方法研究》文中研究说明数字几何处理技术近年来发展迅速,在三维打印、自动驾驶、虚拟现实、智慧城市等新兴产业中有着广泛的应用。这些新兴产业的发展需要大量的三维数据处理技术做支撑。这其中一个重要的基本问题就是如何计算一个网格的低扭曲参数化映射。计算机图形学的很多应用都会用到网格的低扭曲参数化,这是因为网格参数化建立了网格曲面和平面参数域之间的联系,使得两者之间可以方便地进行信息传递和计算转换。参数化算法的效率和鲁棒性对相关应用的表现有较大的影响。本文围绕着网格参数化这个课题,对高效鲁棒的低扭曲网格参数化,面向大规模网格内存高效的双射参数化,以及网格可展性的高效优化等问题进行了研究。针对网格参数化中存在的初始扭曲高和优化能量非凸非线性等困难,本文提出了一种渐进参数化的方法,能够高效地计算低扭曲无翻转的网格参数化。该方法基于一个观察,即当参数化三角形和参考三角形之间的扭曲均小于一定阈值时,只需要极少的迭代就可以使扭曲下降到接近收敛的水平。因此,不同于现有的参数化方法直接使用输入网格作为优化目标,本方法利用插值方法构造了一系列的参考三角形,并把它们作为中间目标渐进地优化。当扭曲降到一定程度时,再最终以输入网格为目标进行优化至收敛。另外,本方法采用了混合求解器,它结合了两种求解器的优点,既能够快速地降低扭曲又具有二阶收敛性。我们在超过二万个模型上测试了本方法的表现,实验表明本方法对不同三角化,不同初始化,不同分辨率,不同网格质量的模型,均有一致好的表现力。与现有方法相比,本方法具有较高的效率和实用鲁棒性。计算参数化需要求解与网格顶点规模相当的线性方程组,因此现有参数化算法仅适用于处理中小规模的网格。当输入模型为大规模网格时,算法通常会因为内存不足以直接求解大规模线性方程组而失败。针对这个问题,本文提出了一种内存高效的双射参数化方法,能够在有限内存上生成大规模网格的低扭曲双射参数化结果。本方法的主要思路是通过网格分片和简化空间近似,将大规模问题转化为易于求解且规模可控的小问题。本方法包含三个部分,在初始化阶段,基于分而治之的策略将网格划分为多片子网格,通过先划分边界映射后逐片子网格映射的策略,同时保证了初始化的双射性和内存开销的可控性。在优化阶段,将参数化区域重新网格化为更加稀疏的离散单元,并在其上定义样条函数空间,从而将求解空间的变量由网格顶点转换为规模可控的样条控制顶点。在后处理阶段,本方法采用逐点优化和逐片优化相结合的方式进一步降低扭曲。这三个处理方式使得整个算法流程中需求解的线性方程组的规模始终保持在给定阈值之下,具有较高的内存效率。本方法能够在配备16G内存的台式机上成功计算出包含近一亿三角形面模型的低扭曲双射参数化结果。对一般的网格曲面做平面参数化不可避免会产生等距扭曲,而可展曲面则可以完全等距地映射到平面。给定一个一般的三角网格,本文提出了一种基于联合双边滤波的优化网格可展性算法。该方法包含两个阶段,首先将联合双边滤波器应用到曲面法向信号上得到每个三角形的目标法向,这里联合双边滤波的向导法向是利用顶点半邻域的法向一致性信息构建出来的;然后更新网格顶点位置,使得曲面法向接近滤波得到的目标法向。本方法交替迭代地进行上述两个操作,通过改变网格的几何形状逐渐提高网格的可展性。优化后网格上高斯曲率非零的顶点会聚集在若干条曲线上,沿着这些曲线切割后的网格能够以极低的等距扭曲映射到平面。算法实现简单,经过实验对比,本方法能够更加高效地得到与现有算法相当或者更好的结果。
翟晓雅[3]（2021）在《增材制造中的结构设计与路径规划问题》文中研究说明增材制造作为一种新的制造技术在过去十年来得到了快速发展,并在工业制造、航空航天、医疗等领域得到大量的应用。与此同时,增材制造进一步促进了结构设计技术的发展。结构设计为增材制造技术的实体打印提供了更多样性的输入。结构设计解决的是打印什么的问题,增材制造技术解决的是如何打印的问题。两者相辅相成,互相促进,是工业生产中至关重要的两个环节。本文将围绕增材制造中的结构优化设计问题以及路径规划问题进行研究。结构设计领域中的优化问题多种多样,本文围绕着带有应力约束的拓扑优化问题以及可微的微结构设计两个方面进行探索。带有应力约束的结构优化问题是结构设计领域中非常重要的一个分支,几十年来得到了迅速的发展,但它仍然没有高效的求解算法,其主要原因在于该类问题的三大难点:局部性,奇异性和高度非线性。在第三章中,本文提出一种基于增广拉格朗日乘子函数的交替方向选择算法求解带有应力约束的拓扑优化问题。求解模型有两组设计变量,单元应力和单元密度。本文算法引入单元应力作为设计变量,并对模型施加应力计算的等式约束,然后利用增广拉格朗日方法将等式约束作为软约束放在目标函数中,对应力变量和密度变量交替优化。在数值求解阶段,我们利用有限元分析和等几何分析工具分别进行求解。数值算例验证了本文算法针对两种求解工具的有效性。具有周期性微结构的设计是结构设计领域中的一个基本问题。周期性微结构与近几年受到广泛关注的功能性梯度材料设计密切相关。功能性梯度材料是在随着体积变化的过程中,其物理性质呈现梯度变化。在第四章中,本文在功能性梯度材料的基础上提出“可微的微结构”的概念。所谓可微的微结构是指其由连续的参数控制,体积与物理性质都是连续变化的并且要求其物理性质（如:弹性模量:泊松比）尽可能接近Hashin-Shtrikman上限。本文的基本思想是,通过一组参数构造一个物理场,该物理场的每个截面对应着一个微结构。如果该物理场是连续的,那么产生的微结构的体积是连续的,且自然满足连接性条件。为设计力学性能最优的微结构,本文以传热系数为自变量,选取关键微结构的物理性质的总和为目标函数,通过求解热传导方程来求解物理场（温度场）。数值实验验证了本文算法的有效性与鲁棒性。结构设计为增材制造的输入提供了多样化的选择。当有了增材制造的模型输入之后,如何对其进行高效的打印是备受关注的问题。本文第五章将围绕打印路径规划的优化算法进行深入研究。目前大多数路径填充算法对于切片的复杂度没有过多的讨论。然而复杂结构在自然界中很常见,例如骨骼、软木、蜂巢、珊瑚等。对于切片复杂的模型,传统的填充路径就会出现不连续,打印效率低下等问题。本文针对复杂结构的路径规划问题进行研究,并将复杂模型划分为边界复杂的模型和拓扑复杂的模型。本文采用“分而治之”的思想,首先将复杂的模型简化,再通过对简单区域进行路径规划然后进行全局连接达到路径填充的目的。我们将本文算法与传统的路径规划方法（Zigzag填充路径,轮廓平行填充路径和全局连续的费马螺线填充路径）在以下几个主要指标:打印成本（时间,材料）,路径分割数,急转弯比例,填充比例及视觉效果等进行了比较。实验结果表明,本文算法在材料成本、打印时间和结构稳定性等方面均优于其他方法。
田玉峰[4]（2021）在《非均匀细分和割角细分》文中提出细分作为一种重要的几何模型表示方法,被广泛应用于计算机动画建模、工业造型设计及等几何分析等领域。其中非均匀细分可以通过改变其格式中的节点距而灵活、方便地编辑几何模型,因而在实际应用中有着重要的应用;而割角细分的几何直观性则促使其成为一类重要的细分格式。几何模型的曲面品质对于计算机辅助设计相关的应用领域是至关重要的。然而由于非均匀细分格式中节点距的任意性,构造满足指定要求的非均匀格式一般是非常复杂与困难的。已有的非均匀细分曲面在奇异点处最多能做到一阶几何连续（G1连续）,其光顺性也总存在一定程度上的不足,因此目前非均匀细分曲面在奇异点处的品质表现往往不尽可观。非均匀细分格式构造上的复杂性使得其在应用于曲面上尖锐特征生成时,尖锐特征处的表现更是难以预测和控制。本文通过拓展特征多面体技术而设计出用于生成尖锐特征的新的非均匀细分规则,新规则使得所生成的尖锐特征均为非均匀三次B-样条曲线,生成曲面中尖锐特征以外的地方则为G1连续的非均匀Catmull-Clark曲面;另外新规则还允许在控制网格上任意指定尖锐边,从而可生成复杂的尖锐特征。特征多面体技术在改善曲面品质方面是行之有效的,目前曲面品质最好的非均匀细分格式之一便由特征多面体技术得到,本文借鉴这一技术进一步改进非均匀细分曲面的连续性、光顺性等品质。首先,本文通过改进特征多面体中心处的夹角而进一步改善细分曲面的品质（特别是曲面的光顺品质）,并提出一种系统的设计夹角取值的方法,该方法在改善曲面品质上具有一定的几何直观性,其实际有效性也得到了数值结果的证实。其次,为了填补非均匀细分格式在二阶或更高阶连续上的空白,本文将特征多面体技术推广到三维而提出特征抛物面的概念,并基于特征抛物面建立旨在设计曲率有界的非均匀细分格式的框架,而后按照该框架给出一个初步的求解非均匀细分曲面的方法,以说明该框架的有效性。作为一种割角细分格式,均匀B-样条曲线的Lane-Riesenfeld算法有着简洁、统一的形式,即顶点分裂加上若干次算术平均。本文通过引入一个参数而将其第二次算术平均改为加权平均,从而可调控切割角点的程度;同时将该策略推广到一般次数的任意拓扑曲面上,通过调节参数的取值而生成不同形状的结果曲面。总体而言,本文研究内容旨在提升非均匀细分曲面在奇异点处的品质,并允许非均匀细分曲面生成高品质的复杂尖锐特征。另外本文所提出的任意次数的加权割角细分使得均匀细分能更加灵活地调整曲面的形状。
江慕才[5]（2021）在《面向复杂模型的网格生成与曲面重建方法研究》文中认为离散化是对研究区域数值计算的基础,网格生成技术是离散化研究区域的一种重要方式,其在数值模拟、计算机图形学等领域有诸多应用。同时网格生成也可作为曲面重建的表达方式以及曲面插值拟合的基础,曲面重建作为逆向工程的重要环节,在医学成像、文物修复、空天装备等领域拥有广泛的应用。面对单一特征的建模问题,常规的网格生成和曲面重建方法都能对其很好的表达。但面向复杂的地质模型时,现有的网格生成方法和曲面重建方法难以准确的表达地质模型特征。原因在于地质勘探过程中获取地质数据的代价非常高,所以获取的数据数量稀疏且分布无规律。此外目标地质曲面存在多种特征和约束,这些因素都增加了对复杂地质模型进行网格生成和曲面重建的难度。为解决上述问题,本文完成的主要工作内容和创新点如下:1.本文提出一种趋势网格生成方法,利用该方法可以将稀疏种子点沿趋势方向进行扩散,使插值后的数据具备较好地质趋势特征。当目标地质曲面包含多个地质趋势且原始数据较为稀疏时,本文方法可以解决传统方法无法兼顾每个趋势,得到的趋势特征不符合地质规律的问题。2.本文在现有方法基础上发展出一种稳定带张力的最小曲率网格化方法,同时针对性处理曲面重建中的断层约束处理方法。在地质曲面重建的工程应用中,除数据稀疏外还存在多种地质特征约束如断层。为使重建的曲面不仅可以调节拟合程度,还可以有效处理约束区域,本文基于现有稳定最小曲率网格化方法,通过数学推导得到一种稳定带张力的最小曲率差分迭代格式,完成算法优化,同时针对性处理断层约束区域,使重建后的曲面更有效的表达断层约束区域。3.本文在已有基础功能的软件系统中集成了趋势网格生成方法及稳定带张力的最小曲率曲面重建方法,该系统除实现上述算法外,还可进行基本的人机交互操作。目前算法经集成后已成功应用于合作研究机构的地质数据处理软件中。工作总结:本文以传统网格生成思想为基础,提出一种可有效表达地质趋势特征的趋势网格生成方法并发表相应专利。在现有的曲面重建方法的基础上,发展出一种稳定带张力的最小曲率差分迭代格式,同时利用虚拟点方法有效处理地质断层约束的方法。最后将本文提到的算法集成在一个已有基础功能的软件系统中。
李锦瑞[6]（2021）在《基于混合整数规划的二维不规则排样算法研究》文中研究说明二维不规则排样问题是一类经典的平面组合优化问题,广泛存在于航空航天、汽车、造船等先进制造业中。排样的核心目标是原材料利用率的最大化。研究高效的排样算法能有效减少原材料的消耗,提高制造业的自动化、智能化水平,具有显着的经济效益和社会效益。因此研究二维不规则排样问题具有重要意义。影响二维不规则排样结果的主要因素有两个,一个是样件的定位,另一个是样件的填充顺序。对于定位部分,现有的定位方法定位计算效率不高,且容易遗漏空腔或凹区域,造成空间浪费。对于填充顺序部分,单一启发式顺序优化算法易使解在局部最优处收敛。为了促进二维不规则排样问题在实际生产中的有效解决,本论文对二维不规则排样问题展开研究。针对现有问题,本论文对二维不规则排样问题的定位算法和顺序优化算法展开研究,提出一种基于混合整数规划的二维不规则排样模型,并设计混合启发式算法对所提出模型进行求解。论文的主要内容如下:（1）分析实际下料生产中轮廓图形的常用构建与表达方式,研究读取和转存CAD文件的原理,建立完整表达带空腔样件的数据结构,设计基于DXF文件的样件轮廓读取转存算法和任意曲线轮廓的多边形逼近算法,确保样件轮廓预处理后能有效地与排样定位和定序策略相结合。（2）分析二维不规则排样问题定位效率低和易遗漏空腔的问题,提出一种基于矢量叠加的临界多边形求解算法,能够快速找到样件所有可能的靠接位置,解决传统临界多边形求解算法易遗漏空腔或凹区域的问题,实现样件的快速、精确定位。（3）针对单一启发式的填充顺序优化算法易陷入局部最优解的问题,分析二维不规则排样问题的多个约束,提出一种基于混合整数规划的二维不规则排样模型。以遗传算法为框架,设计一种结合模型约束的混合启发式算法对该模型进行求解。（4）研究跨平台应用程序开发技术,基于“前端Electron后端Java”的理念,基于Electron和Java开发二维不规则排样系统,通过调整排样参数进行排样,得出排样实例图与排样结果参数,验证本文提出排样算法的正确性及排样系统的可行性。
尹保利[7]（2021）在《CQ/SCQ差分公式构造及其在分数阶微积分方程数值求解中的应用》文中研究指明分数阶导数与传统整数阶导数具有几乎同样古老的历史.分数阶微积分算子因其定义本身具有非局部性以及可能包含奇异卷积核,因而特别适用于描述反常扩散过程,并已成功应用于许多科学领域,如粘弹性力学、量子力学、电磁学、非牛顿流体力学、经济学、生物医学等.鉴于分数阶微积分模型在上述领域中的成功应用,求解该类模型变得尤为重要.但是,精确求解分数阶微积分模型有很大的困难,而且其解析解中一般含有难于计算的特殊函数,如MittagLeffler函数、H-函数等.因此,构建高效的数值方法成为模拟分数阶微积分模型的重要手段.本文主要考虑具有奇异核的微积分算子,并从三个方面展开研究:·在第二章中,我们基于Convolution quadrature（CQ）理论设计并论证了两族含有自由参数?的二阶分数阶逼近公式:BT-?和BN-?.同时,通过分析截断误差系数对参数?的依赖关系以及两族方法A-稳定的相关性质,进一步指出我们的方法相较于传统方法的优势,并通过数值算例进行校验.另外,我们把这两族方法应用于时间分数阶电缆方程,通过研究离散系数的相关性质,证明离散格式的无条件稳定性,进而在解满足一定正则性条件下给出了最优误差估计.·考虑到分布阶模型在模拟极慢扩散问题中的优势,我们在第三章把CQ中离散分数阶微积分的思想应用于分布阶微积分的数值离散过程,得到区别于文献中常使用的离散手段.在解满足一定条件的假设下,我们给出相应的截断误差估计,同时将CQ理论中的修正技术推广应用在分布阶模型的数值求解中.此外,我们还考虑了一类最简单的分布阶微分方程的解的结构,指出其与传统分数阶问题的解的异同.这一结果对于后续分布阶逼近公式的设计和误差分析具有一定的参考意义.·由于CQ理论仅研究在整结点处离散分数阶微积分的差分公式的基本特征,我们在第四章至第六章中通过引入位移参数θ,研究在任意位移点处离散第五章里我们设计并分析了三类二阶含有位移参数的逼近公式,并分别应用于分数阶移动/非移动输运方程、双侧空间分数阶对流扩散方程和多项时间分数阶反应扩散波方程,同时给出数值分析和数值模拟;在第六章中,我们针对一类方法,即位移分数阶梯形公式（SFTR）展开进一步研究,构造了针对（a）高维非线性空间分数阶薛定谔方程的快速保结构有限差分方法,（b）含有非光滑解的亚扩散问题的快速算法,以及分析了（c）时间分数阶麦克斯韦方程离散能量的衰减律.
李坤鹏[8]（2021）在《基于等几何边界元法的热传导分析》文中指出等几何分析采用样条函数构造几何模型,实现CAD与CAE的集成分析,该方法由Hughes等人首次提出,并广泛应用于位势问题,热传导问题等。本文关注热传导问题,将构造CAD模型的样条基函数用于CAE分析模型的几何表达与物理场近似。常用的等几何分析方法包括NURBS与细分曲面。本文先将等几何分析与边界元法相结合进行二维热传导问题分析,由于几何的精确性构造与物理场的高阶近似,可获得高精度的计算结果。为了进一步提高对三维复杂结构模型构造的适用性,本文采用针对四边形网格的Catmull-Clark细分技术构造三维复杂光滑结构模型,并将相应的样条函数用于物理场近似。分别以二维瞬态热传导问题,二维稳态非线性热传导问题和三维稳态热传导问题为例,验证本文算法的正确性与有效性。论文的主要内容和创新点如下:（1）基于NURBS的IGABEM二维瞬态热传导分析。首先分别介绍Bezier曲线、B-spline曲线和NURBS曲线。其次给出针对热传导问题的边界元法表达式,并引入IGA,建立IGABEM用于热传导问题分析。采用径向基函数法将瞬态问题里的与温度梯度相关的域积分项转换成边界积分,保持了边界元法的降维计算优势。采用时间推进法求解瞬态热传导问题,最后给出三个数值算例验证了算法的稳定性与正确性。（2）基于NURBS的IGABEM二维稳态非均质热传导分析。与瞬态二维热传导最大的不同是由于材料的非均质导致热导率是变化的,由此获得的边界积分方程里包含与材料热导率相关的域积分项。本文采用径向基函数法将该域积分项转换成边界积分。并使用NURBS基函数近似物理场计算。最后通过算例验证本文算法的正确性。（3）基于细分曲面法的IGABEM三维稳态热传导分析。为了提高三维复杂模型构造能力,使用细分曲面法代替NURBS构造几何模型,克服了NURBS用于模型构建时难以实现局部细化,曲面片拼接困难等问题。细分曲面法的本质是通过一定规则的细分操作构建出整体光滑的曲面,可适用于任意拓扑结构模型。本文将Catmull-Clark细分曲面法与边界元相结合进行三维稳态热传导分析,并通过两个数值算例验证该方法的正确性。
杨晓[9]（2020）在《水动力模型驱动下的智能船舶仿真平台研究》文中认为在交通强国和海洋强国战略的指引下,我国正不断加快智能船舶的研发。智能船舶与普通船舶相比,无论自主航行还是远程遥控,在船舶航行过程中都离不开远程岸基中心和适任的岸基操作人员的支持。本文聚焦行业对智能船舶岸基中心和仿真训练系统的需求,针对智能船舶离线动态演进过程中缺少高精度船舶操纵运动数学模型的问题,以及智能船舶岸基中心缺乏友好的船舶数据呈现及交互载体的问题,在船舶操纵设备数值模拟、船舶操纵运动数值模拟及基于数字孪生的智能船舶仿真平台方面展开了相关研究。主要研究工作如下:1)针对研究中涉及到的计算流体动力学理论以及航海虚拟仿真技术进行了总结和论述。从流体的控制方程出发,总结了本文数值模拟研究中采用的RNGk-ε模型、SST k-ω模型以及RSM模型,介绍了数值离散常用的有限体积法以及对离散后的代数方程组进行求解的SIMPLE算法,给出了 ITTC对于船舶数值模拟最新推荐的不确定度分析规程。对智能船舶仿真平台涉及到的三维虚拟场景建模、三维空间的取景和几何变换以及虚拟物体的碰撞检测算法进行了讨论。2)针对螺旋桨和半悬挂舵的水动力性能进行了系列数值模拟研究。以国际标准船模KVLCC2的KP458螺旋桨为研究对象,对不同进速系数和湍流模型下的螺旋桨周围流场进行了数值模拟,分析了不同进速系数下和湍流模型下螺旋桨的推力、扭矩和效率。通过螺旋桨表面压力、尾流及涡强度分布图,分析了螺旋桨推力系数的变化以及梢涡、毂涡的生成和变化。以KVLCC2船模的半悬挂舵为研究对象,对不同攻角下半悬挂舵的水动力性能和周围流场进行了数值模拟,分析了作用在挂舵臂和舵叶上的升力和阻力,分析了半悬挂舵的表面压力和周围流场的流矢量分布。为确保数值计算的有效性,按照ITTC最新的不确定度分析规程对螺旋桨和半悬挂舵的数值模拟结果做了验证和确认。在螺旋桨和半悬挂舵水动力性能分析的基础上,数值模拟了螺旋桨和半悬挂舵之间的相互干扰,比较了桨舵干扰和敞水试验下螺旋桨的推力系数和转矩系数,分析了不同桨舵间距对螺旋桨水动力性能的影响。3)针对船舶操纵运动流场及水动力进行了数值模拟研究。以国际标准船模KVLCC2为研究对象,数值模拟了不同漂角下的船舶斜航运动,解算了斜航运动下船舶的阻力系数、横向力系数和转艏力矩系数,将数值模拟结果与NMRI的水池试验结果比较,本文的数值模拟结果与水池试验结果总体吻合较好。分析了不同湍流模型下船体表面压力分布、涡度分布和绕流特性,发现湍流模型SST k-ω能够更好的呈现船舶周围流场的压力及涡度分布。为确保数值计算结果的有效性,按照ITTC最新的不确定度分析规程对数值结果做了验证和确认。数值模拟了船舶在斜航运动、不同舵角下的拖曳运动、横荡运动、艏摇运动等四种运动工况,解算出了无因次化的船舶水动力位置导数、控制导数、线加速度导数、角速度导数以及角加速度导数。4)针对智能船舶仿真平台系统架构及开发中的系列关键技术进行了研究。建立了具备在线和离线两种模式的智能船舶仿真平台架构,确定了仿真平台在线模式下作为虚拟岸基中心的11项主要功能,以及离线模式下作为虚拟训练系统的13项主要功能,设计了键鼠交互、触控交互、语音交互、VR头盔及手柄交互以及动作识别交互等五种交互方式。基于KVLCC2的数值模拟方法,为巴拿马籍57000吨散货船“CHANG SHAN HAI”建立了船舶操纵运动数学模型,并对模型进行了 35°左满舵旋回和10°/10°Z形仿真试验。通过搭建智能船舶三维模型层次结构,建立并优化了智能船舶三维模型,提高了场景真实感和实时性;从场景漫游、快速导航及瞬移、交互行为等方面实现了智能船舶的三维交互仿真。建立了智能船舶的数字孪生驾驶台,开发了基于IEC61162海事标准数据格式的航海仪器仿真设备,实现了仿真设备与实船设备数据的无缝对接。基于上述研究结果,本文开发了具备在线和离线两种模式的智能船舶仿真平台。通过对国际标准船模KVLCC2的数值模拟与结果验证,为智能船舶仿真平台离线动态演进过程建立了高精度的船舶操纵运动数学模型。通过对智能船舶仿真平台架构及关键技术的研究,开发了智能船舶数字孪生驾驶台,解决了智能船舶虚拟岸基中心数据呈现及交互的问题。智能船舶仿真平台在线模式下可作为智能船舶虚拟岸基中心,实时接收和显示实船数据;智能船舶仿真平台离线模式下可作为智能船舶虚拟训练系统,为岸基操作人员和船员提供高沉浸感的仿真训练。
梁遐意[10]（2020）在《低噪声功能路面表面纹理优化研究》文中研究表明随着人类社会经济的发展,交通噪声污染正逐渐成为一个严重的环境问题,不仅严重损害人们的身心健康,还制约噪声源周边物业的经济价值。交通噪声由空气动力效应、车辆动力总成（排气和发动机）和轮胎与路面相互作用引起的综合噪声叠加而成。随着汽车行业的技术革新,车辆动力系统噪声得到有效控制,轮胎/路面噪声已成为交通噪声的主要来源。已有研究表明,轮胎/路面噪声主要由轮胎振动噪声和空气动力噪声叠加而成。影响轮胎/路面噪声水平的主要因素是表面纹理和空隙率,路面表面纹理主要影响轮胎振动噪声产生,路面空隙率主要影响空气泵吸噪声产生和轮胎/路面噪声传播。因此表面纹理和空隙率的优化研究应作为低噪声路面的设计方向。鉴于多空隙路面的降噪效果已有大量研究,同时高造价和短寿命也限制了多空隙路面的使用范围。从这个角度看,研究表面纹理对交通噪声的影响具有更广泛的意义。随着科学技术的发展,道路行业已经可以通过表面处治（程控精铣刨等）方式将路面表面纹理处置成期望的轮廓形貌。然而受实际表面纹理单一化以及室内模拟条件的限制,人们无法全面地调查和验证表面纹理形式与路面噪声的关系,特别是表面纹理单一变量对路面噪声的影响,因此无法获取经过优化的理想低噪声路面表面纹理形式用于指导路面表面处治。鉴于此,本文从路面表面轮廓线的几何评价角度出发,采用有限元模拟及相关性分析方法,调查研究表面纹理单一化指标与路面噪声的关系,建立基于表面纹理几何表征参数的振动噪声经验预估模型。并基于BP神经网络模型和最优化方法,开展基于目标噪声的表面纹理设计方法研究,实现表面纹理—噪声水平的正向预测和反向设计。然后采用3D打印技术和室内加速加载系统噪声测试法对振动噪声预估模型和表面纹理设计方法的准确性进行验证,并采用单层结构形式开展低噪声功能设计。本文主要研究如下:（1）从表面轮廓线的空间几何评价指标角度,总结归纳了二维轮廓线的表面纹理纵向深度、水平分布、轮廓空间形态的表征参数。同时构建了轮胎-空气-路面耦合振动噪声模型,以计算二维轮廓线激励下的时域与频域噪声水平。系统地开展了表面纹理几何表征参数与振动噪声的相关性研究,分析了纹理参数对总体噪声、低频噪声及高频噪声的影响规律,并开展了与振动噪声相关的表面纹理几何参数重要性分析。在此基础上,通过主成分-逐步回归法建立了基于表面纹理几何表征参数的振动噪声经验模型,实现了基于路面表面纹理的噪声水平预测。（2）为实现轮廓线的精准函数表达,采用傅里叶级数拟合表面轮廓线,发现在表面轮廓线的噪声性能相关性研究中,轮廓曲线的傅里叶级数拟合优度R2≥0.9即可满足精度要求。之后利用BP神经网络构建轮廓线傅里叶系数与噪声水平的非线性函数模型,并以此建立了最优化求解的目标函数,最后采用内点法-粒子群混合算法进行目标噪声值下的轮廓线傅里叶系数最优化求解,以获取目标噪声下的轮廓线傅里叶级数,实现了目标噪声下的表面纹理反向设计。（3）采用线激光扫描仪提取路面的表面轮廓线,基于数字图像拼接和配准算法,重构了真实路面的表面轮廓面模型。并提出两种定向生成表面轮廓面方法:一是基于振动噪声预估模型,建立以振动噪声值为导向的表面轮廓线数据库,随机筛选期望噪声水平的表面轮廓线组合生成表面轮廓面;二是采用表面纹理设计方法生成期望噪声水平下的轮廓线,随机组合成表面轮廓面。采用3D打印技术复制和定制表面轮廓面,并以纹理水平指标评价纹理打印质量。结果表明:3D打印对大部分宏观纹理有着高复制性,但是难以复制微观纹理,并验证3D打印技术应用于表面纹理定制领域是可行的。最后基于主驱动轮式路面材料加速加载系统噪声测试法,对真实试件、复制试件、定制试件进行轮胎/路面噪声测试与评价,有效验证了振动噪声预估模型和表面纹理设计方法的准确性。（4）参考碎石封层的结构形式,采用单层集料结构展开低噪声功能层设计。采用MATLAB编程软件生成相应特征的二维集料颗粒,随机组合成单层结构,提取单层结构的表面轮廓线,计算其振动噪声水平。综合考虑集料的粒径、棱角性、级配组成因素可知,粗粒式（9.5-13.2mm）、低棱角性（圆度值1.0-1.3）、单粒径集料所组成的单层结构表现较低的振动噪声水平,可应用于低噪声单层结构设计。
二、CIM Algorithm for Approximating Three-Dimensional Polygonal Curves（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、CIM Algorithm for Approximating Three-Dimensional Polygonal Curves（论文提纲范文）
（1）绳索机器人的运动规划研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 绳索机器人的研究背景 |
| 1.2 绳索机器人的研究现状 |
| 1.2.1 机构设计 |
| 1.2.2 特性分析 |
| 1.2.3 运动规划 |
| 1.2.4 轨迹实现 |
| 1.3 论文内容与结构安排 |
| 1.3.1 论文工作 |
| 1.3.2 创新之处 |
| 1.3.3 结构安排 |
| 第2章 质点型绳索机器人的运动规划 |
| 2.1 运动学与动力学建模 |
| 2.2 拉力约束特性分析 |
| 2.2.1 直线路径下的单向力传递分析 |
| 2.2.2 曲线路径下的单向力传递分析 |
| 2.3 工作空间分析 |
| 2.3.1 直线路径下的可达空间 |
| 2.3.2 曲线路径下的可达空间 |
| 2.4 运动规划 |
| 2.4.1 点到点运动规划 |
| 2.4.2 周期运动规划 |
| 2.4.3 过渡运动规划 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 平台型绳索机器人的运动规划 |
| 3.1 运动学与动力学建模 |
| 3.2 拉力约束特性分析 |
| 3.2.1 直线路径下的单向力传递分析 |
| 3.2.2 曲线路径下的单向力传递分析 |
| 3.3 工作空间分析 |
| 3.3.1 可达空间 |
| 3.3.2 周期空间 |
| 3.3.3 过渡空间 |
| 3.4 动态轨迹规划 |
| 3.4.1 点到点运动规划 |
| 3.4.2 周期运动规划 |
| 3.4.3 过渡运动规划 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 一般绳索机器人的特性分析和运动规划 |
| 4.1 动力学约束下的映射定义 |
| 4.1.1 保路径可行性映射 |
| 4.1.2 保时间历程可行性映射 |
| 4.1.3 保轨迹可行性映射 |
| 4.2 动力学约束下的映射求解 |
| 4.3 映射视角下的工作空间求解与运动规划 |
| 4.3.1 映射视角下的可达空间求解 |
| 4.3.2 映射视角下的运动规划 |
| 4.4 复杂机构与复杂约束下的运动规划 |
| 4.4.1 可重构绳索机器人运动规划 |
| 4.4.2 冗余绳索机器人运动规划 |
| 4.4.3 绳索机器人避障运动规划 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 绳索机器人的设计与轨迹实现 |
| 5.1 可达空间的几何描述 |
| 5.1.1 对偶伴随曲线的定义 |
| 5.1.2 对偶伴随曲线的存在唯一性 |
| 5.1.3 对偶伴随曲线的求解 |
| 5.1.4 对偶伴随曲线的性质 |
| 5.2 绳索机器人的设计 |
| 5.2.1 绳索机器人的参数设计 |
| 5.2.2 绳索机器人的结构设计 |
| 5.3 轨迹的安全实现 |
| 5.3.1 安全实现的问题描述 |
| 5.3.2 安全实现的方法 |
| 5.3.3 安全拉力分配 |
| 5.4 仿真与实验 |
| 5.4.1 质点型绳索机器人的线性运动规划 |
| 5.4.2 质点型绳索机器人的非线性运动规划 |
| 5.4.3 平台型绳索机器人的线性运动规划 |
| 5.4.4 平台型绳索机器人的非线性运动规划 |
| 5.4.5 绳索机器人的安全停止 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（2）网格参数化的高效优化方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究问题与研究意义 |
| 1.1.1 曲面表示 |
| 1.1.2 网格生成与处理 |
| 1.1.3 网格参数化 |
| 1.1.4 参数化的应用 |
| 1.2 研究现状与相关工作 |
| 1.2.1 网格切缝生成 |
| 1.2.2 低扭曲的网格参数化 |
| 1.2.3 无翻转几何映射 |
| 1.2.4 大规模网格的几何处理 |
| 1.2.5 网格曲面的可展性优化 |
| 1.3 本文内容及结构安排 |
| 第2章 预备知识 |
| 2.1 连续形式下曲面的微分几何理论 |
| 2.1.1 曲面表示及度量 |
| 2.1.2 曲面曲率 |
| 2.1.3 可展曲面 |
| 2.2 三角网格上的映射和参数化 |
| 2.2.1 三角网格的表示 |
| 2.2.2 三角网格的平面参数化 |
| 2.2.3 映射的扭曲度量 |
| 2.3 数值优化方法 |
| 2.3.1 无约束最优化问题 |
| 2.3.2 线搜索方法 |
| 第3章 渐进参数化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 渐进参数化 |
| 3.2.1 参考指导的扭曲度量 |
| 3.2.2 问题描述 |
| 3.2.3 渐进地构造参考三角形 |
| 3.2.4 混合求解器 |
| 3.2.5 算法实现细节 |
| 3.3 实验与评估 |
| 3.3.1 算法评估 |
| 3.3.2 测试数据集 |
| 3.3.3 在数据集上的实验统计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 面向大规模网格内存高效的双射参数化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 算法描述 |
| 4.2.1 概述 |
| 4.2.2 分而治之初始化 |
| 4.2.3 基于样条空间的下降方向估计 |
| 4.2.4 基于子网格的优化 |
| 4.2.5 细节讨论 |
| 4.3 实验与评估 |
| 4.3.1 算法评估 |
| 4.3.2 算法比较 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 法向驱动的网格曲面可展性优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 算法描述 |
| 5.2.1 三角网格的可展性 |
| 5.2.2 面向可展性优化的向导法向构造 |
| 5.2.3 基于联合双边滤波的网格可展性优化 |
| 5.3 实验与评估 |
| 5.3.1 算法评估 |
| 5.3.2 比较实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（3）增材制造中的结构设计与路径规划问题（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 增材制造 |
| 1.1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.2 研究进展 |
| 1.2 结构设计 |
| 1.2.1 研究背景及意义 |
| 1.2.2 研究进展 |
| 1.3 本文结构安排 |
| 第2章 基础知识 |
| 2.1 弹性力学的基础知识 |
| 2.1.1 基本概念 |
| 2.1.2 基本方程 |
| 2.2 弹性力学数值处理方法 |
| 2.2.1 有限元分析方法 |
| 2.2.2 等几何分析方法 |
| 2.3 拓扑优化算法 |
| 2.3.1 均匀化理论 |
| 2.3.2 变密度法理论 |
| 2.3.3 正则化处理 |
| 第3章 带有应力约束的拓扑优化问题 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 应力约束问题的挑战 |
| 3.3 基于有限元的带有应力约束的拓扑优化问题 |
| 3.3.1 模型建立 |
| 3.3.2 灵敏度分析 |
| 3.3.3 结果分析与讨论 |
| 3.4 基于等几何分析的带有应力约束的拓扑优化问题 |
| 3.4.1 模型建立 |
| 3.4.2 灵敏度分析 |
| 3.4.3 结果分析与讨论 |
| 3.5 基于有限元与等几何分析的拓扑优化计算比较 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 可微的微结构设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 算法描述 |
| 4.3 灵敏度分析 |
| 4.4 结果分析与讨论 |
| 4.4.1 评价方法 |
| 4.4.2 算法比较 |
| 4.4.3 算法参数讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 增材制造领域中的路径规划问题 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 边界复杂模型的打印路径规划 |
| 5.2.1 算法描述 |
| 5.2.2 结果分析与讨论 |
| 5.3 拓扑复杂模型的打印路径规划 |
| 5.3.1 算法描述 |
| 5.3.2 结果分析与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（4）非均匀细分和割角细分（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 细分的提出 |
| 1.2 细分的发展 |
| 1.3 非均匀细分和割角细分 |
| 1.3.1 非均匀细分 |
| 1.3.2 割角细分 |
| 1.4 本文内容和结构安排 |
| 第2章 预备知识 |
| 2.1 细分中的基本概念与术语 |
| 2.2 均匀与非均匀 |
| 2.3 细分中的拓扑关系 |
| 2.3.1 对偶网格 |
| 2.3.2 对偶细分格式 |
| 2.3.3 标志点和局部细分矩阵 |
| 2.4 经典细分格式 |
| 2.4.1 Catmull-Clark细分格式 |
| 2.4.2 NURBS细分格式 |
| 2.5 特征多面体技术 |
| 2.5.1 特征多面体 |
| 2.5.2 特征多面体的性质 |
| 2.5.3 基于特征多面体设计细分格式 |
| 第3章 带尖锐特征的非均匀细分曲面 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 预备知识 |
| 3.2.1 网格标记 |
| 3.2.2 均匀细分格式 |
| 3.3 设计带有尖锐特征的非均匀细分格式 |
| 3.3.1 特征多面体技术再生均匀格式 |
| 3.3.2 设计非均匀情形的特征多面体 |
| 3.3.3 计算非均匀细分格式 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 改进的特征多面体 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 改进的特征多面体 |
| 4.3 结果展示与讨论 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 曲率有界的非均匀细分曲面探究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 设计细分格式的新框架 |
| 5.2.1 特征抛物面 |
| 5.2.2 特征抛物面的性质 |
| 5.2.3 基于特征抛物面设计细分格式 |
| 5.3 曲率有界的非均匀细分曲面探究 |
| 5.3.1 特征抛物面的E_i~0和V~0 |
| 5.3.2 F_i~0、特征值λ和点点规则 |
| 5.4 结果展示 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 任意次数的加权割角细分 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 预备知识 |
| 6.2.1 Lane-Riesenfeld算法 |
| 6.2.2 重心平均割角细分曲面 |
| 6.2.3 连续性分析的相关结论 |
| 6.3 加权平均割角细分 |
| 6.3.1 割角的关键算子 |
| 6.3.2 加权割角细分曲线 |
| 6.3.3 加权割角细分曲面 |
| 6.4 连续性分析 |
| 6.4.1 二次曲线的连续性 |
| 6.4.2 一般次数曲线的连续性 |
| 6.5 结果展示与讨论 |
| 6.6 小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（5）面向复杂模型的网格生成与曲面重建方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 网格生成与曲面重建发展及研究现状 |
| 1.2.1 网格生成的发展及研究现状 |
| 1.2.2 曲面重建的发展及研究现状 |
| 1.3 本文研究内容与研究意义 |
| 1.4 论文结构 |
| 第二章 网格生成与曲面重建相关理论 |
| 2.1 网格生成方法 |
| 2.1.1 插值法 |
| 2.1.2 结构化网格生成方法 |
| 2.1.3 非结构化网格生成方法 |
| 2.2 曲面重建方法 |
| 2.2.1 参数曲面重建 |
| 2.2.2 隐式曲面重建 |
| 2.2.3 细分曲面重建 |
| 2.2.4 分片线性曲面重建 |
| 2.2.5 网格插值曲面重建 |
| 2.3 最小曲率网格插值方法 |
| 2.3.1 最小曲率网格插值方法理论基础 |
| 2.3.2 偏微分方程数值解方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 地质趋势约束的网格生成方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 趋势网格构建概述 |
| 3.2.1 正交网格的构建 |
| 3.2.2 趋势网格与正交网格的关系 |
| 3.3 趋势网格构建流程 |
| 3.3.1 趋势边界的生成 |
| 3.3.2 趋势网格的构建 |
| 3.3.3 种子点的绑定和生长 |
| 3.4 基于趋势网格的插值流程 |
| 3.4.1 趋势网格约束下的插值方式 |
| 3.4.2 重叠区域处理 |
| 3.4.3 边界区域处理 |
| 3.5 仿真结果及分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于稳定带张力的最小曲率复杂曲面重建方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 构建稳定带张力的最小曲率有限差分迭代格式 |
| 4.2.1 稳定的最小曲率的有限差分迭代格式 |
| 4.2.2 带张力的最小曲率有限差分迭代格式 |
| 4.2.3 稳定带张力的最小曲率有限差分迭代格式 |
| 4.3 约束条件下的曲面重建流程 |
| 4.3.1 边界处虚拟点的设置 |
| 4.3.2 断层处虚拟点的设置 |
| 4.3.3 原始数据约束下的网格点 |
| 4.3.4 初值确定及迭代终止条件 |
| 4.4 仿真结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 系统设计与实现 |
| 5.1 系统简介 |
| 5.2 系统功能及框架设计 |
| 5.3 模块设计 |
| 5.4 系统环境 |
| 5.5 系统功能演示 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 工作总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（6）基于混合整数规划的二维不规则排样算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 二维排样问题概述 |
| 1.3 排样问题研究现状及分析 |
| 1.3.1 二维不规则排样问题的定位算法 |
| 1.3.2 二维不规则排样问题的顺序优化算法 |
| 1.3.3 研究现状分析 |
| 1.4 本文的主要研究内容与技术路线 |
| 第2章 排样图形预处理 |
| 2.1 排样图形信息的提取 |
| 2.1.1 交互数据文件的选择 |
| 2.1.2 DXF文件的结构 |
| 2.1.3 样件数据的读取 |
| 2.2 样件数据的预处理 |
| 2.2.1 样件的描述方法 |
| 2.2.2 轮廓为曲线样件的多边形逼近 |
| 2.2.3 带有空腔样件的预处理 |
| 2.2.4 图形轮廓的偏置 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基于矢量叠加的临界多边形求解算法 |
| 3.1 平面多边形的表示方法 |
| 3.2 样件的数据结构 |
| 3.2.1 JSON格式简介 |
| 3.2.2 样件数据集的构建 |
| 3.3 基于矢量叠加的NFP求解算法 |
| 3.4 算法实验结果统计与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 二维排样问题的混合整数规划模型及求解 |
| 4.1 MIP 模型下排样问题的数学描述 |
| 4.2 排样问题的MIP模型 |
| 4.2.1 非重叠约束 |
| 4.2.2 紧凑约束 |
| 4.2.3 目标函数 |
| 4.3 基于任意旋转角的二维不规则排样问题的混合整数规划模型 |
| 4.4 基于改进遗传算法的排样优化 |
| 4.4.1 种群初始化 |
| 4.4.2 适应度函数 |
| 4.4.3 变异运算 |
| 4.4.4 交叉运算 |
| 4.4.5 种群选择 |
| 4.4.6 判断约束与中止条件 |
| 4.5 排样实例 |
| 4.5.1 排样实例1 |
| 4.5.2 排样实例2 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 二维不规则排样应用软件系统设计与实现 |
| 5.1 二维不规则排样系统的总体框架 |
| 5.1.1 系统运行环境 |
| 5.1.2 系统总体框架 |
| 5.2 二维不规则排样系统的设计与实现 |
| 5.2.1 系统界面 |
| 5.2.2 功能实现 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（7）CQ/SCQ差分公式构造及其在分数阶微积分方程数值求解中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 分数阶模型数值方法简介 |
| 1.3 本文工作概要 |
| 第二章 两族CQ差分公式的设计与应用 |
| 2.1 本章引言 |
| 2.2 分数阶BT-?和BN-?逼近公式的提出与分析 |
| 2.2.1 预备知识 |
| 2.2.2 公式设计与收敛性分析 |
| 2.2.3 稳定区域 |
| 2.2.4 数值算例 |
| 2.2.5 本节附录 |
| 2.3 两族逼近公式在时间分数阶电缆方程中的应用 |
| 2.3.1 全离散格式 |
| 2.3.2 稳定性分析 |
| 2.3.3 误差估计 |
| 2.3.4 数值算例 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 CQ方法在分布阶微积分方程中的应用 |
| 3.1 本章引言 |
| 3.2 预备知识 |
| 3.3 主要结果 |
| 3.4 数值算例 |
| 3.5 本章附录 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 含有位移参数的CQ方法 |
| 4.1 本章引言 |
| 4.2 预备知识 |
| 4.3 SCQ相关结论 |
| 4.4 稳定区域 |
| 4.5 SCQ公式的应用 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 三类二阶SCQ差分公式的设计与应用 |
| 5.1 本章引言 |
| 5.2 广义BDF2-θ在分数阶移动/非移动输运方程中的应用 |
| 5.2.1 全离散格式 |
| 5.2.2 稳定性分析 |
| 5.2.3 误差估计 |
| 5.2.4 实现过程 |
| 5.2.5 数值算例 |
| 5.3 位移分数阶梯形公式设计及其在双侧空间分数阶对流扩散方程中的应用 |
| 5.3.1 公式设计 |
| 5.3.2 全离散格式 |
| 5.3.3 稳定性分析 |
| 5.3.4 数值算例 |
| 5.4 一类新的二阶SCQ差分公式的设计及其在多项时间分数阶反应扩散波方程中的应用 |
| 5.4.1 预备知识 |
| 5.4.2 公式设计 |
| 5.4.3 全离散格式 |
| 5.4.4 稳定性分析 |
| 5.4.5 误差估计 |
| 5.4.6 快速算法 |
| 5.4.7 数值算例 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 位移分数阶梯形公式的更多应用 |
| 6.1 本章引言 |
| 6.2 高维非线性空间分数阶薛定谔方程的快速保结构有限差分法 |
| 6.2.1 预备知识 |
| 6.2.2 全离散格式 |
| 6.2.3 守恒律 |
| 6.2.4 误差估计 |
| 6.2.5 快速算法 |
| 6.2.6 数值算例 |
| 6.3 SFTR在含非光滑解亚扩散问题中的应用及快速算法 |
| 6.3.1 全离散格式 |
| 6.3.2 稳定性分析 |
| 6.3.3 误差估计 |
| 6.3.4 快速算法 |
| 6.3.5 数值算例 |
| 6.4 关于时间分数阶麦克斯韦方程离散能量的衰减性分析 |
| 6.4.1 离散能量衰减律 |
| 6.4.2 全离散格式 |
| 6.4.3 理论分析 |
| 6.4.4 实现过程 |
| 6.4.5 数值算例 |
| 6.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间科研情况简介 |
（8）基于等几何边界元法的热传导分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 NURBS |
| 1.2.2 细分曲面 |
| 1.2.3 边界元与热传导 |
| 1.3 本文的研究目标及内容安排 |
| 第2章 基于NURBS的 IGABEM二维瞬态热传导分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 等几何分析 |
| 2.2.1 Bézier曲线 |
| 2.2.2 B-spline |
| 2.2.3 NURBS曲线 |
| 2.3 控制方程 |
| 2.4 瞬态温度场边界元法 |
| 2.5 边界积分方程的离散 |
| 2.6 时间推进法进行瞬态热传导问题求解 |
| 2.7 算例分析 |
| 2.7.1 二维方板算例 |
| 2.7.2 二维椭圆板算例 |
| 2.7.3 二维八角叶算例 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 基于 NURBS 的 IGABEM 二维稳态非均质热传导问题分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于NURBS的稳态变系数热传导问题 |
| 3.3 热导率非线性引起的域积分处理 |
| 3.4 二维梯形板算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于细分曲面IGABEM的三维稳态热传导问题分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 二维细分曲线构造 |
| 4.3 Catmull-Clark细分模式 |
| 4.4 Catmull-Clark细分曲面拟合技术 |
| 4.5 三维稳态变系数热传导基本方程 |
| 4.6 算例分析 |
| 4.6.1 三维柱体算例 |
| 4.6.2 三维杠铃模型算例 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论与创新点 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果目录 |
（9）水动力模型驱动下的智能船舶仿真平台研究（论文提纲范文）
| 创新点摘要 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外相关研究现状 |
| 1.3.1 智能船舶发展及研究现状 |
| 1.3.2 船舶操纵水动力数值模拟研究现状 |
| 1.3.3 航海虚拟仿真研究现状 |
| 1.4 本文研究目标及内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 论文章节安排 |
| 2 船舶仿真理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 船舶计算流体动力学理论 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.2.3 数值方法 |
| 2.2.4 数值不确定度分析 |
| 2.3 航海虚拟仿真技术 |
| 2.3.1 三维虚拟场景建模 |
| 2.3.2 三维取景变换和几何变换 |
| 2.3.3 碰撞检测技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 螺旋桨及半悬挂舵水动力数值模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 螺旋桨水动力性能及不确定度分析 |
| 3.2.1 研究对象 |
| 3.2.2 计算域及网格划分 |
| 3.2.3 数值方法 |
| 3.2.4 不同进速系数下螺旋桨水动力数值计算 |
| 3.2.5 螺旋桨压力分布及涡强度分析 |
| 3.2.6 数值结果验证和确认 |
| 3.3 半悬挂舵水动力性能及不确定度分析 |
| 3.3.1 研究对象 |
| 3.3.2 计算域及网格划分 |
| 3.3.3 数值方法 |
| 3.3.4 不同攻角下半悬挂舵水动力数值计算 |
| 3.3.5 半悬挂舵压力分布及周围流场分析 |
| 3.3.6 数值结果验证和确认 |
| 3.4 桨舵干扰水动力性能研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 船舶操纵运动流场及水动力数值模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 船舶操纵运动数学描述 |
| 4.2.1 坐标系的建立 |
| 4.2.2 船舶运动数学描述 |
| 4.2.3 船舶操纵运动水动力数学模型 |
| 4.3 船舶斜航运动水动力性能及不确定度分析 |
| 4.3.1 研究对象 |
| 4.3.2 计算域及网格划分 |
| 4.3.3 数值方法 |
| 4.3.4 不同漂角下船舶斜航水动力数值计算 |
| 4.3.5 船舶周围流场及涡流分布分析 |
| 4.3.6 数值结果验证和确认 |
| 4.4 船舶不同运动工况下水动力导数计算 |
| 4.4.1 船舶四种典型运动工况 |
| 4.4.2 斜航运动及位置导数计算 |
| 4.4.3 拖曳运动及控制导数计算 |
| 4.4.4 横荡运动及加速度导数计算 |
| 4.4.5 艏摇运动及角速度/角加速度导数计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 智能船舶仿真平台构建 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 智能船舶仿真平台架构 |
| 5.2.1 智能船舶仿真平台架构 |
| 5.2.2 智能船舶仿真平台功能设计 |
| 5.2.3 智能船舶仿真平台交互方式设计 |
| 5.3 船舶运动数学模型测试与验证 |
| 5.3.1 仿真船舶主要参数 |
| 5.3.2 船舶运动数学模型测试流程 |
| 5.3.3 典型船舶操纵运动仿真测试与验证 |
| 5.4 智能船舶三维建模与交互仿真 |
| 5.4.1 智能船舶三维模型构建 |
| 5.4.2 智能船舶三维交互仿真 |
| 5.5 智能船舶数字孪生驾驶台的实现 |
| 5.5.1 智能船舶数字孪生驾驶台模型 |
| 5.5.2 数字孪生驾驶台数据接口及设备孪生 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（10）低噪声功能路面表面纹理优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 表面纹理测试与评价研究 |
| 1.2.2 表面纹理处治技术研究 |
| 1.2.3 轮胎/路面噪声测试与评价方法研究 |
| 1.2.4 轮胎/路面噪声数值模拟方法研究 |
| 1.2.5 研究现状小结 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 轮胎与路面界面噪声机理 |
| 2.1 轮胎/路面噪声的产生与增强机理 |
| 2.1.1 噪声产生机理 |
| 2.1.2 噪声增强机理 |
| 2.2 轮胎/路面噪声在路面空隙中的传播与吸收机理 |
| 2.3 轮胎/路面界面噪声影响因素 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于表面纹理几何指标的振动噪声经验模型研究 |
| 3.1 沥青混合料试验设计 |
| 3.1.1 原材料技术性质 |
| 3.1.2 混合料设计 |
| 3.1.3 沥青路面表面轮廓测试及处理方法 |
| 3.2 轮胎/路面振动噪声FE模拟方法 |
| 3.2.1 振动激励提取 |
| 3.2.2 轮胎-空气-路面耦合噪声模型 |
| 3.2.3 轮胎/路面振动噪声测试 |
| 3.3 表面纹理几何指标与路面噪声水平的相关性分析 |
| 3.3.1 沥青路面表面纹理的几何表征参数研究 |
| 3.3.2 表面纹理指标对路面噪声水平的影响分析 |
| 3.4 基于表面纹理的振动噪声经验预估模型研究 |
| 3.5 本章小节 |
| 第四章 基于目标噪声的表面纹理设计研究 |
| 4.1 沥青路面表面轮廓线函数表征 |
| 4.1.1 傅里叶级数逼近法 |
| 4.1.2 函数拟合影响因素分析 |
| 4.2 基于BP神经网络构建噪声水平经验函数 |
| 4.2.1 BP神经网络 |
| 4.2.2 BP神经网络建模 |
| 4.3 基于目标噪声值的轮廓线傅里叶系数最优化求解 |
| 4.3.1 采用内点法进行傅里叶系数寻优 |
| 4.3.2 基于粒子群算法优化内点法初始值 |
| 4.4 目标轮廓线纹理特征分析 |
| 4.5 本章小节 |
| 第五章 基于3D打印技术的低噪声路面测试与评价研究 |
| 5.1 3D打印技术 |
| 5.1.1 3D打印技术简介 |
| 5.1.2 应用现状 |
| 5.2 3D打印:复制与定制表面轮廓 |
| 5.2.1 表面轮廓面复制 |
| 5.2.2 基于期望噪声水平的表面轮廓面定制 |
| 5.3 3D打印试件质量评价 |
| 5.3.1 3D打印机及打印材料选取 |
| 5.3.2 3D打印效果评价 |
| 5.4 轮胎/路面噪声室内测试及分析方法 |
| 5.4.1 室内主驱动加速加载系统噪声测试法 |
| 5.4.2 目标噪声提取 |
| 5.4.3 噪声数据分析 |
| 5.5 基于3D打印试件的室内噪声评价研究 |
| 5.5.1 沥青混凝土试件与其复制品噪声分析 |
| 5.5.2 3D打印定制试件噪声分析 |
| 5.6 本章小节 |
| 第六章 低噪声表面功能层设计 |
| 6.1 低噪声功能层设计思路 |
| 6.2 单层结构设计及噪声分析 |
| 6.2.1 不规则二维集料生成与筛选 |
| 6.2.2 等粒径集料单层结构 |
| 6.2.3 单粒径集料单层结构 |
| 6.2.4 不同级配集料单层结构 |
| 6.3 本章小节 |
| 结论与展望 |
| 1 主要结论 |
| 2 论文主要创新点 |
| 3 进一步研究的建议 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
四、CIM Algorithm for Approximating Three-Dimensional Polygonal Curves（论文参考文献）
- [1]绳索机器人的运动规划研究[D]. 张楠. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [2]网格参数化的高效优化方法研究[D]. 叶春阳. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]增材制造中的结构设计与路径规划问题[D]. 翟晓雅. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [4]非均匀细分和割角细分[D]. 田玉峰. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]面向复杂模型的网格生成与曲面重建方法研究[D]. 江慕才. 电子科技大学, 2021(01)
- [6]基于混合整数规划的二维不规则排样算法研究[D]. 李锦瑞. 燕山大学, 2021(01)
- [7]CQ/SCQ差分公式构造及其在分数阶微积分方程数值求解中的应用[D]. 尹保利. 内蒙古大学, 2021
- [8]基于等几何边界元法的热传导分析[D]. 李坤鹏. 信阳师范学院, 2021(09)
- [9]水动力模型驱动下的智能船舶仿真平台研究[D]. 杨晓. 大连海事大学, 2020(04)
- [10]低噪声功能路面表面纹理优化研究[D]. 梁遐意. 华南理工大学, 2020(05)