基于VRML及JavaScript的晶体空间旋转对称性演示程序设计

虚拟现实技术是近些年高速发展的一种新技术,它利用计算机软件构造出一个三维空间的虚拟世界。其中VRML(即虚拟现实建模语言)更是发展迅速,VRML是一种用于建立真实世界场景的模型或人们虚拟的三维世界场景的建模语言,利用计算机虚拟现实技术辅助教学日益发展。本文结合VRML及JavaScript技术,研究了晶体空间点阵旋转对称性的虚拟建模方法,给出了便于操作的具有复杂交互功能的程序软件,VRML技术在教育、教学领域具有广阔的应用前景。     

基于VRML及JavaScript的气垫导轨上交互式三维虚拟实验

VRML构造复杂三维虚拟仪器时,通常需要采用一个部件控制其他部件的运动.因此,如何实现能在网上运行的三维空间物体联动交互问题十分关键.VRML本身不能进行复杂联动交互,因而对于复杂交互操作就不能只用VRML进行.结合创建的虚拟气垫导轨上的实验,采用JavaScript编程实现了光电门位置的动态调整,滑行器振动动画等功能,最终建立了具备交互功能的三维虚拟牛顿第二定律的研究和简谐运动的研究实验环境,较好地实现了复杂运动的交互操作与联动控制.     

物理过程的动画演示

使用科学计算软件不仅使CAI课件具有科学性,同时还可用来介绍计算方法.Matlab具有常用的3种动画演示的方法:对图形对象编程,通过VRML接口,获取动画帧.借助这些方法,可对大量涉及常微分方程或偏微分方程的物理过程进行动画模拟.     

混合笔束模型在电子剂量算法中的应用

将双群模型计算的宽束电子的能量沉积与FermiEyges理论的侧向解相结合来构造电子笔束模型,即混合笔束模型.由于混合笔束模型的计算精度和效率较好,并且适用范围较大,因此,混合笔束模型展示了在放射治疗临床应用上的可能性.在混合笔束模型的基础上,改进了混合笔束模型对电子侧向分布的参数计算.计算结果表明,改进的混合笔束模型的精度符合临床应用的要求,同时,其计算速度非常快.因而显示出较好的临床应用价值 关键词： 笔束模型 双群模型 混合笔束模型     

生物大分子多尺度理论和计算方法

分子模拟是研究生物大分子的重要手段. 过去二十年来, 人们将分子模拟与实验研究相结合, 揭示出生物大分子结构和动力学方面的诸多重要性质. 传统分子模拟主要采用全原子分子模型或各种粗粒化的分子模型. 在实际应用中, 传统分子模拟方法通常存在精度或效率瓶颈, 一定程度上限制了其应用范围. 近年来, 多尺度分子模型越来越受到人们的关注. 多尺度分子模型基于统计力学原理, 将全原子模型和粗粒化模型相耦合, 有望克服传统分子模拟方法中的精度/效率瓶颈, 进而拓展分子模拟在生物大分子研究中的应用范围. 根据模型之间的耦合方式, 近年来发展起来的多尺度分子模拟方法可归纳为如下四种类型: 混合分辨多尺度模型、并行耦合多尺度模型、单向耦合多尺度模型、以及自学习多尺度模型. 本文将对上述四类多尺度模型做简要介绍, 并讨论其主要优缺点、应用范围以及进一步发展方向.     

脉冲涡流检测瞬态涡流场的时域解析模型

应用Laplace反变换技术建立脉冲涡流检测瞬态涡流场的时域解析模型.首先,基于电磁波的反射与透射理论,应用截断区域特征函数展开式法建立瞬态涡流场的复频域模型,然后通过求解模型极点及其留数应用部分分式展开法求解复频域模型的Laplace反变换,从而建立阶跃型和指数型电流激励下瞬态涡流场的时域解析模型.所建模型具有实现简单、效率高、模型精度不受吉布斯效应影响等优点.最后应用基于Fourier反变换的探头瞬态感应电压模型对本文所建模型,实验结果验证了本文所建模型的正确性.     

水导热系数的分子动力学模拟

本文选用平衡分子动力学模拟方法,应用不同的势能模型对强极性分子水的导热系数进行了模拟计算.结果表明,用分子动力学模拟方法计算水的导热系数时,模拟结果对模型的选取极为敏感.在目前应用较为广泛的几种模型中以TIP4P模型较为适用,所得的导热系数与实验值较为接近.     

两种气液两相流模型的应用和比较

本文应用MUSIG模型[1]和均一直径模型对某溶液堆台架模型堆芯内气液流动传热进行了数值模拟.在MUSIG模型中堆芯内离散相气泡被分为5组不同直径的气泡,用于分析堆芯内气泡的流动变化和大小分布,采用Luo and Svendsen[2]和Prince and Blanch[3]模型描述不同直径气泡组间的破裂和聚合.在均一直径模型中,堆芯内的气体被考虑为同一直径的组分,并且不考虑其破裂与聚合现象.计算得到采用两个模型的模拟结果并且对其进行了对比研究.结果显示应用MUSIG模型的计算结果与台架实验结果吻合更好.     

基于VR技术的虚拟校园系统的设计与实现

虚拟现实技术是指利用计算机多媒体技术从人的嗅觉、视觉、触觉和听觉等多方面来全方位模拟环境,使人产生身临其中的感觉,通过人机交互操作,来获得相应的信息或者体验.本文分析了虚拟校园系统的发展现状以及在web2.0下基于VR技术的虚拟校园系统的设计与实现.通过对虚拟现实技术的介绍,结合校园导向标识系统的设计要求,提出利用虚拟现实技术来实现校园导向标识系统的可行性方案.叙述了虚拟校园系统的框架、开发技术以及具体的实现方法,并对虚拟校园系统的建模方法以及交互性进行了重点阐述.     

3D reconstruction based on spatial vanishing information

An approach for the three-dimensional (3D) reconstruction of architectural scenes from two un-calibrated images is described in this paper. From two views of one architectural structure, three pairs of corresponding vanishing points of three major mutual orthogonal directions can be extracted. The simple but powerful constraints of parallelism and orthogonal lines in architectural scenes can be used to calibrate the cameras and to recover the 3D information of the structure. This approach is applied to the real images of architectural scenes, and a 3D model of a building in virtual reality modelling language (VRML) format is presented which illustrates the method with successful performance.     

用于脉冲等离子体推力器烧蚀过程仿真的新型机电模型

用于脉冲等离子体推力器(PPT)工作过程仿真的一维机电模型, 具有模型简单、计算周期短等优点, 在PPT设计过程中得到了广泛应用. 本文针对机电模型假设工质烧蚀质量为常数和不考虑烧蚀过程这一局限, 提出了一种采用Teflon一维烧蚀模型计算工质烧蚀质量的改进模型, 并以LES-6 PPT为研究对象进行了仿真. 通过与LES-6 PPT实验数据进行对比, 仿真结果与实验数据符合, 充分验证了模型的可靠性. 此模型能够对Teflon工质在PPT工作过程中的温度变化和烧蚀过程进行仿真, 弥补了机电模型忽略烧蚀过程对仿真结果所造成的影响, 同时, 此模型依然保持了机电模型简单易于实现的优点, 对于脉冲等离子体推力器的设计具有重要意义. 关键词： 脉冲等离子体推力器 机电模型 烧蚀模型 数值仿真     

最优速度模型与元胞自动机模型的比较研究

用解析分析与数值仿真的手段研究了一种典型的车辆跟驰模型(OV模型)与元胞自动机模型(NS模型)之间的区别与联系.首先通过对模型规则的分析,证明了确定NS模型是OV模型的一种离散形式.随后针对两模型更复杂的具体形式,通过数值仿真的手段进行了模型的密度-流量关系与模型在开放边界下的动态特性的研究.实验结果表明,从现象来看,OV模型与NS模型具有非常近似的性质,但两种模型的机制不相同,并且各自具有不能相互替代的优势.为交通流模型的使用和改进提供了参考.     

Fractional differential models for anomalous diffusion

In this study, we investigate three kinds of fractional differential models (distributed-order model, variable-order model and random-order model) for characterization of anomalous diffusion. The characteristics, physical advantages and potential applications of each model are highlighted. The numerical simulations also validate our analytical and comparison results. Furthermore, a generalized distributed-variable-order model and a more generalized distributed-variable-random-order model are proposed to combine the advantages of distributed-order model, variable-order model and random-order model.     

包含液相扩散方程简化的锂离子电池电化学模型

锂离子电池的电化学模型对于电池特性分析和电池管理具有重要意义,但是准二维(P2D)模型复杂度太高,为了在保证模型精度的基础上尽量降低复杂度,本文提出了一种包含液相简化的P2D (LSP2D)模型,该模型首先基于电化学平均动力学将电池端电压化简成为仅耦合固相Li+浓度c_s和液相Li+浓度c_e的方程,然后进一步对表达c_s和c_e演化规律的偏微分方程进行抛物线近似化简,使得最终的模型由多项式组成.COMSOL仿真表明在放电倍率为1C时该模型与单粒子(SP)模型的估算精度和速度相当,但在放电倍率为3C时,该模型的估算时间比P2D模型减少了99.73%,与SP模型相当,估算精度相比SP模型有大幅度提升.