利用参数优化提高参数曲线的光顺性

对参数曲线的参数化进行了研究．通过重新参数优化，提高了数据拟合曲线的光顺性。本文涉及非线性泛函的权小值计算．     

自动计算NURBS初始权因子的方法

通过对NURBS曲线权因子几何属性的深入分析,给出了一个直观、简洁和客观计算权因子的一般方法 ;在此基础上,提出了利用线性插值法和嵌入ANN算法的自动计算NURBS权因子的具体方法。根据NURBS控制多边形的形状以及曲线的形状约束条件,自动计算出NURBS曲线的一组初始权因子。     

URN模型与调配函数的优化

对计算机辅助几何造型中的B啨ｚｉｅｒ曲线的调配函数进行探究 ,利用Friedman的URN模型构造出带有参数的调配函数 ,用其生成拟B啨ｚｉｅｒ曲线 ,这种新曲线可以对数据点进行光顺逼近。利用最小二乘法和非线性泛函的极小值优化计算 ,得到最优的光顺逼近曲线。     

基于局部能量的三次B样条曲线自动光顺算法

给出B样条曲线的一种自动光顺算法,通过求解一个以修改控制顶点为目标函数的优化问题,进而求出光顺后的控制顶点,反复上面的过程,直到最后得到满足约束条件的光顺后的曲线。通过光顺法光顺后的曲线,不仅使曲线的曲率变化比较均匀,而且也使曲线的应变能较小,光顺效果明显。     

基于UGⅡ的曲线光顺方法

通过对曲线光顺方法的分析,提出了一种基于UGⅡ的曲线光顺处理方法.该方法采用人工交互的方式从曲线的曲率图中确定其待光顺区域,然后利用UGⅡ的桥接曲线实现对确定区域内型值点的位置修正,从而实现对曲线的光顺处理.实践证明,该方法可以有效地处理曲线的光顺问题,也便于使用.     

具有固定截面面积的飞机翼型线光顺设计

本文采用三次Ｂ样条曲线对飞机翼型线进行光顺逼近，并且使闭翼型曲线所围的面积等于已知的面积．文中作者们采用Ｌａｇｒａｎｇｅ乘数法，解决带有固定面积约束的变分问题     

曲线保凸光顺拟合中的支持向量回归模型

几何逆向工程中的光顺曲线重构问题本质上属于回归问题,支持向量回归机是求解回归问题的新的十分有效的方法.研究用支持向量回归机处理光顺曲线的重构问题,鉴于后者有着对于光顺性的特殊要求,通过修正惩罚因子对支持向量机加以改造,即根据测量数据点的分布情况,利用各测量点圆率及保凸条件的特性确定对应的惩罚因子,从而实现了自由曲线的保凸光顺重构.数据实验也表明该方法的有效性.     

自由曲面侧铣刀具轮廓与轨迹同步优化方法

针对自由曲面侧铣加工中轨迹规划困难、加工精度难保证等问题，提出了一种自由曲线母线类刀具的外形轮廓设计方法。该方法在优化刀具轮廓的同时，充分考虑了加工过程中的工件精度和刀轴光顺性问题，实现了自由曲线母线类刀具的形状设计和对应侧铣加工轨迹的生成。首先，通过分别定义刀具轮廓母线和刀轴轨迹面实现对刀具形状和侧铣加工轨迹的表达，并由此计算切削行上刀具工件干涉量来评价加工误差，以刀轴轨迹面能量评价刀轴光顺性，建立了基于加工误差和刀轴光顺性的刀具轮廓与加工轨迹的同步优化模型；其次，为实现对同步优化模型的求解，给出了基于序列逼近法的求解策略，以及优化初值中刀轴轨迹面控制参数和刀具轮廓控制参数获取方法；最后，分别通过加工轨迹规划实验和刀具轮廓设计实验，验证了本文算法在在自由曲面四轴侧铣加工刀具轮廓设计与加工轨迹优化中的正确性及有效性。研究成果为提高自由曲面类零件侧铣加工精度、实现侧铣加工刀具轮廓设计及侧铣加工轨迹规划提供了一种有效的方法和手段。     

权因子、参数变换与有理二次Bezier曲线参数化

正则参数变换不改变参数曲线的形状,但改变了从曲线定义域内的点到曲线上点的映射关系,因而改变了曲线参数化。在形状不变因子不变情况下,如果改变有理二次Ｂｅｚｉｅｒ曲线的权因子,称之为权因子变换,能得到与正则参数变换同样的效果。同时,给出了在有理二次Ｂｅｚｉｅｒ曲线上点与权因子间的关系,并导出了与权因子变换对参数化有同样影响的参数变换公式。     

保形光顺的样条曲线

给出了一种对给定平面上的数据点进行保形的最小二乘逼近的算法,并且得到的逼近曲线是光顺的。本文利用拉格朗日乘数法对带约束条件的参数曲线进行了优化设计。     

用N-S方程有限体积法计算弹体绕流/底喷流

用单元中心有限体积法在物理空间曲线网格离散积分形式N-S方程，用坐标变换计算粘性通量项中的各偏导数值，用Runge-Kutta三步显式格式进行时间推进求解。采用了人工粘性、当地时间步长及隐式残值光顺。计算了旋成体大迎角涡流和带底部喷流的绕流场。计算中发现，各向异性隐式残值光顺较之各向同性隐式残值光顺能更快地加速迭代过程的收敛。计算的物面压力分布与实验基本符合，计算的旋成体大迎角涡流图谱合理。计算结果说明底部喷流对旋成体绕流及空气动力载荷有显著影响。     

基于高参数均匀性的叶片曲面光顺造型方法

为进一步优化叶片的曲面模型质量,提出一种基于高参数均匀性的叶片曲面光顺建模方法。首先根据叶片的曲率特征,将单层数据点分成叶盆、叶背、前缘和后缘4个部分,通过叶片前缘和后缘的曲线拟合,获得拟合圆圆心,并以此生成叶片中弧线的诱导曲线。进而通过改进的牛顿迭代法获得一系列叶片截面轮廓线内切圆圆心,从而获得中弧线,对中弧线进行光顺处理以及弧长参数化,并利用中弧线–厚度分布的方式,结合过渡曲线生成光顺的截面轮廓线,保证过渡处曲率连续。最后,通过放样及融合优化算法快速自动地生成光顺的叶片曲面模型。利用该方法对某型号发动机叶片数据点进行曲面造型与加工验证,结果表明,优化后的曲面模型具有良好的光顺性,避免了由于模型不光顺导致的刀轨波动问题。     

有理Bézier曲线的权因子计算

给出了有理Bézier曲线形状作定量修改时的权因子的计算公式,并且证明了权因子选取的唯一性。     

三次B样条曲线的圆率光顺法

给出了一种三次B样条曲线光顺处理的方法。通过对控制顶点的定量修正,改变了不光顺处的控制顶点处的圆率,得到了光顺的三次B样条曲线。     

一种DSMC分子仿真下的权因子预定义方法

为提高直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法的计算效率,针对模拟初始DSMC方法中权因子难以确定的问题,通过分析权因子在DSMC方法模拟中的定义及求解方法,提出了一种DSMC分子仿真下权因子的预定义求解方法,采用平板、钝锥等典型算例验证了该方法的正确性。结果表明:权因子预定义方法能够在模拟初始提前对权因子的分布特征进行预定义求解;该方法能够使得DSMC仿真时全场的仿真分子数分布更为合理,在保证计算精度的前提下减少全场的仿真分子数,节省内存,提高计算效率。     

闭式叶轮五轴原位检测路径规划与实验验证

闭式叶轮结构封闭,流道狭长,叶片弯扭曲大,如何生成无干涉且全局光顺的五轴原位检测路径是制约原位检测技术应用的难点问题。根据闭式叶轮曲面特征,定义了4种形式的可接近锥,基于相邻测轴弹簧模型构造了五轴原位检测路径优化目标函数,并通过前向欧拉差分法最小化该目标函数,在定义的连续检测可接近锥中计算最优测轴方向;采用某型号闭式叶轮完成了可接近锥计算、测轴方向优化、无干涉全局光顺检测路径生成等数值仿真与实测实验,验证了所提方法的可行性和有效性。     

三次样条函数拟合与双圆弧逼近——适用于数控线切割机非圆曲线的拟合

非圆曲线的加工是数控线切割机加工经常遇到的,尤以样板加工为多。这样就存在对于给定非圆曲线上的一组离散的有序点列要求连接出适当的曲线使其光顺的问题,我们采用三次样条函数拟合,再用双圆弧逼近的方法。由于线切割机只能作圆弧和直线运动,所以就存在对于给定的一组离散有序点列,如何连出适当圆弧和线段使其保持光顺。考虑到仅用双圆弧拟合,光顺性难于保持,而仅用分     

CAD在导弹气动设计与性能分析中的应用与研究

本文介绍了关于气动数据曲线拟合以及气动数据曲线图形生成的程序开发与配套情况。它们的特点是数据曲线拟合的方法科学,拟合曲线光顺,计算结果满意,程序通用化程度高。使用计算机绘制曲线图形品质好、效率高、周期短。同时还介绍了解决程序通用化的行之有效的办法,以及Auto CAD气动数据曲线图形交换文件的建立和接口程序设计编写方法及其优化。     

三维Euler方程非结构自适应网格投影和光顺技术研究

研究了三维Euler方程非结构自适应网格的投影和光顺技术.以ONERA M6机翼为计算模型,非结构网格为计算网格,守恒变量的范数为自适应加密准则,对采用一般自适应计算策略得到的网格和数值结果进行了分析,并发展了一种考虑网格投影和光顺的自适应计算策略.数值试验结果表明:通过对自适应所生成网格的投影与光顺,实现了自适应计算过程中的几何保真性,获得了相对光滑的压力分布曲线.     

基于改进CST参数化方法和转捩模型的翼型优化设计

为提高翼型优化设计效率,增大设计空间,采用B样条基函数替代传统的形状类别函数(CST)方法中的Bezier多项式,增强了对翼型参数化表达的局部控制能力并提高了翼型局部表达精度。为了确保翼型在优化设计过程中的几何光顺特性和代理模型的准确性,采用小波分解技术提出了多分辨率翼型的局部光顺方法。采用基于本征正交分解(POD)的流场数值代理模型,并结合γ-Reθt转捩模型实现了快速准确的气动力与流动转捩预测。采用小波技术光顺的CST翼型参数化建模、POD流场数值计算代理模型以及γ-Reθt转捩模型,结合遗传算法建立了完整的翼型气动优化设计系统。针对低速层流翼型与超临界翼型进行优化设计,优化设计后的翼型升阻比分别提高了47.42%和45.85%,且对改进前后参数化建模方法的优化性能进行了对比,结果表明本文构建的翼型气动优化设计系统具备很高的优化效率。