拟合任意空间曲面的B3样条方法及其实现

在计算机辅助几何设计中,曲线,曲面拟合多彩多项式作为基函数,本文通过几种曲线,曲面生成算法分析,提出了一种Ｂ３样条的拟合方法。它具有Ｂ样条的主要优点,且通过所有型值点,这一方法适用于自由曲线,曲面的设计。本文还结合拱坝体形设计实例说明了用此方法进行造型设计的方法。     

B样条曲线及曲面的推广

Ｂ样条曲线及曲面是计算机辅助飞机外形设计中一种常用的设计曲线，有许多良好的性质，象凸色性质、局部性质、变缩性等。本文中，给出了Ｂ样条曲线及曲面的一种推广形式，通过改变参数来改变曲线的形状，使设计的曲线较为灵活。     

基于三次样条的离散点曲面构建算法

离散点曲面构建算法采用平行网格构造曲面,利用三次样条函数和参数样条对列表点进行行列两个方向的插补,采用局部回弹法进行曲线光顺,构造出适于数控加工的网格曲面。     

NURBS曲面在气动外形变形中的应用

针对翼吊布局飞机复杂气动外形,建立了基于样条(NURBS,非均匀有理B样条)曲面和曲面叠加技术的曲面变形方法。在对样条曲线性质分析的基础上,以DLR-F6飞机为实例,对其机翼翼根、短舱挂架局部进行曲面网格变形,结果表明该方法能有效表述其复杂几何外形及型面变化特性,并且具有较好的局域性、可控性和光滑性。该方法可有效应用于吊舱挂架等复杂气动外形的建模、表面网格变形及气动外形优化设计等。     

基于B样条的机翼外形参数化方法研究

描述了基于B样条的机翼外形参数化方法在超临界翼型和机翼气动设计中的应用研究。在机翼外形参数化过程中,通过B样条曲线插值和拟合型值点生成机翼截面曲线和展向引导线,采用Coons Gordon方法通过自由放样和点阵插值获得B样条张量积曲面并进行叠加,进而获得插值于机翼表面曲线网的B样条曲面。还运用CFD工具对不同机翼放样面的气动性能进行了分析对比。通过研究,B样条控制点可作为设计变量传递给气动优化程序,采用B样条曲线或曲面表达式为各设计变量的线性组合,可以方便快捷获取几何梯度信息。     

二元箱样条曲面的凸性和单调性条件

当方向集为三方向剖分网和四方向剖分网时 ,研究二元箱样条曲面控制点与对应箱样条曲面保形间的关系 ,给出了二元三方向和四方向箱样条曲面在任意方向上单调的充分条件以及凸的Hessian矩阵判别条件。     

给定任意拓扑控制多面体的分片光滑样条曲面拟合

张量积B样条曲面在CAD领域具有重要意义，但是普通张量积B样条曲面的控制顶点必须呈拓扑矩形阵列形式排列，不能满足任意拓扑控制网格的要求。本文基于双四次广义B样条基函数和G1连续条件，推导出线性混合矩阵。利用这些混合矩阵，非规则控制多面体中的控制顶点被转换成分片B样条曲面的控制顶点，相邻曲面片间满足G1连续条件。即利用混合矩阵，可以用与张量积B样条曲面相同的概念框架处理具有非四边界及多于或少于4个四边界面汇聚于一点的非规则控制多面体的曲面拟合。文中还包括应用实例以表明文中方法的正确性。     

星孔装药燃面退移图形显示研究

应用计算机图形学在ＩＢＭ－ＰＣ机上开发了星孔装药燃面退移仿真的图形显示系统。该系统的功能包括：参数曲线的图形显示，装药横截面的二维及装药燃面的三维静态显示，模拟燃面退移的二维动态显示。详细讨论了用直线和圆弧构成装药横截面的二维图形的显示方法及相应的参数和控制点的计算，燃面上三维型值点的计算及图形显示方法，利用三次均匀Ｂ样条和双三次均匀Ｂ样条构造曲线和曲面的方法。     

样条插补技术在CNC系统中的应用

论述了CNC系统中的样条插补技术———解决自由曲面高速加工中存在问题的基本方法。重点描述了面向逆向工程、基于PC的CNC系统所采用的三次样条插补技术。通过对三次样条与五次样条的比较 ,认为五次样条插补技术是CNC技术的主要发展趋势之一     

单点金刚石车削非球曲面测量数据样条拟合算法研究

在分析离散数据插值与逼近方法的基础上,讨论了B-样条拟合算法;并针对超精密非球曲面的测量数据,分析了B-样条拟合算法的拟合误差与阶次的关系,同时与多项式最小二乘拟合做了比较.对比结果表明,B-样条拟合能达到更高的精度,并建议在非球曲面拟合中采用4阶次B-样条、51个控制节点,能达到较好的拟合效果.     

满足约束的Gn连续过渡曲面的构造

在Erich Hartmann提出的由两基曲面线性组合构造G^n连续过渡曲面方法的基础上，针对该方法存在很难找到合适的参数变换的问题，提出了一种基于基曲面局部区域重新参数化构造G^n连续过渡曲面的方法。通过对基曲面上切触线附近区域部分曲面重新参数化，再由重新参数化局部基曲面线性组合构造G^n连续过渡曲面。这样将两基曲面间构造过渡曲面的问题转化为在重新参数化局部基曲面间构造过渡曲面。以构造G^1连续的翼身融合面为例，讨论了满足约束要求条件时G^2连续过渡面的构造方法。即先对基曲面上过渡切触线附近的局部区域进行重新参数化，后通过优化求解来确定比例因子和偏移量、平衡因子和调配因子，使过渡曲面满足前后边条线约束，最后利用线性组合来构造G^2连续的过渡面。约束过渡曲面的形状可通过改变重新参数化基曲面的大小来调整．     

绕升力机身跨音速流动的有限元素法数值分析

 <正> 本文应用全速位方程最小压强积分的有限元素法解绕升力机身的跨音速流动。机身头部可以是尖的或带有进气道的。用头部伸出无穷长圆柱来模拟头部进气。尖头机身在元素形状处理上具有一定的复杂性,从数值实验角度考虑我们分别按尖头和头部伸出无穷长细圆柱来近似尖头头部两种方法对尖头机身进行计算。采用人工密度法捕获激波,但由于绕机身流线形状比较复杂,直接采用机翼问题中的人工粘性公式,解往往不收敛。我们推导出一种较精确的,适用于复杂流动情况的人工粘性计算公式,为了加速收敛,应用网格逐次加密技术,可使收敛速度提高2～3倍。本文还给出绕升力机身跨音速流动的远场速位解析式。     

MLPG混合配点法在材料不连续问题中的应用

基于MLPG混合配点法提出了分析结构中存在材料不连续性问题的方法。通过移动最小二乘近似构造形函数,采用配点法建立系统平衡方程,推导了系统刚度矩阵和载荷力向量。采用直接插值法和罚函数法添加了本质边界条件和自然边界条件,利用直接插值法在材料界面上添加平衡条件。通过对包含2种材料的一维杆的求解,证实了MLPG混合配点法求解材料不连续问题的有效性,而且结果具有较高的精度。     

三维机身外形快速生成及表面分块

 本文提出了纵向放样线作锥线链的最小二乘法拟合,剖面外廓线作圆弧、椭圆弧及直线混合融合计算的三维机身外形生成方法。在SIEMENS 7.760机上建立了包含计算机绘图在内的FORTRAN程序。可以方便而快速地生成构形复杂的三维机身外形及气动力面元法分析所需的表面小块。几个算例证实了本法的通用性、快速性及简便性。程序发展后可能作为CAD中的图象主尺寸系统。     

激光脉冲法背温信号中噪声信号的滤除方法

针对激光脉冲法背温信号中存在的噪声干扰,通过频谱分析确定了噪声信号的频率范围,设计了相应的FIR数字滤波器,并对滤波后存在的残留噪声进行了递推平滑滤波.滤波前后的数据对比表明,该方法能有效滤波背温信号中的噪声.     

电传系统的相位补偿

研究了某电传系统飞行包线内一簇频率特性曲线的增益和相位穿越频率带,推导了具有任意两对零、极点分布的滞后－超前校正网络的８个特征公式,建立了频率特性曲线簇幅、相穿越频率带与校正网络拐角频率的补偿关系,提出了频率持性曲线簇的补偿方法。一次设计成功覆盖全部飞行条件的二阶校正网络的４个固定参数,使系统增益和相位储备全部满足军标要求,操纵品质也得到了改善,等效拟配延时平均减小０．０５ｓ。地面试验和空中试飞验证了本文提出的相位补偿方法。     

MLPG混合配点法分析复合材料层合板的弯曲问题

提出了分析复合材料层合板弯曲问题的无网格局部彼得洛夫-伽辽金混合配点法,层合板理论采用经典理论。通过移动最小二乘近似构造形函数,采用配点法建立系统平衡方程,推导了系统刚度矩阵和载荷力向量。采用配点法和罚函数法分别施加自然边界条件和本质边界条件。计算实例表明,MLPG混合配点法具有较高的计算精度,并且相比其它的无网格法具有更高的计算效率。     

结构连接件常幅载荷下的无裂纹寿命预计

本报告简明地介绍了用应力严重系数法预计常幅载荷下结构连接件的寿命的方法;介绍了基于应力严重系数概念确定α、β系数的方法;通过试验拟合导出考虑擦伤影响的方法;同时,通过一百多个铆接件的疲劳试验验证该方法的可靠性。     

Aerodynamic configuration integration design of hypersonic cruise aircraft with inward-turning inlets

In this work,a novel airframe/propulsion integration design method of the wing-body configuration for hypersonic cruise aircraft is proposed,where the configuration is integrated with inward-turning inlets.With the help of this method,the major design concern of balancing the aerodynamic performance against the requirements for efficient propulsion can be well addressed.A novel geometric parametrically modelling method based on a combination of patched class and shape transition (CST) and COONs surface is proposed to represent the configuration,especially a complex configuration with an irregular inlet lip shape.The modelling method enlarges the design space of components on the premise of guaranteeing the configuration integrity via special constraints imposed on the interface across adjacent surfaces.A basic flow inside a cone shaped by a dual-inflection-point generatrix is optimized to generate the inward-turning inlet with improvements of both compression efficiency and flow uniformity.The performance improvement mechanism of this basic flow is the compression velocity variation induced by the variation of the generatrix slope along the flow path.At the design point,numerical simulation results show that the lift-to-drag ratio of the configuration is as high as 5.2 and the inlet works well with a high level of compression efficiency and flow uniformity.The design result also has a good performance on off-design conditions.The achievement of all the design targets turns out that the integration design method proposed in this paper is efficient and practical.     

高级曲面设计功能的算法原理及实现

论述了国产化软件BSURF-GI交互式曲面造型系统中高级曲面设计功能的算法原理及其实现途径。提出了一种能沿曲面与曲面交线和过渡曲面边界线进行曲面裁剪的算法,指出了该系统今后进一步研究的方向及与实体造型系统集成的途径。为解决曲面与曲面求交算法中自动给出Newton-Raphson迭代法初值的优选难问题,本文还提出了一种有效的自动优选初值的方法——面积映射法。最后给出了一些高级曲面功能图例。