基于自由曲面反射镜的低投射比超短焦投影物镜的光学设计

为了设计低投射比的超短焦投影物镜,本文采用自由曲面和折反式的光路结构设计了一种具有低投射比的超短焦投影物镜系统。该物镜由一个旋转对称的折射透镜组和一个自由曲面反射镜组成。采用11.938 mm的数字微镜器件(DMD)作为空间光调制器产生图像源。采用法线加权迭代优化的方法计算自由曲面。最后,分析了系统的性能。仿真结果表明:超短焦投影物镜可在580 mm的投影距离处实现3048 mm尺寸的大屏幕投影,系统的投射比低至0.19,系统的最大畸变小于0.72%。能够满足低投射比超短焦投影物镜的设计要求。该投影系统具有低投射比、低畸变、投影效果好等优点,可为超短焦投影系统的进一步发展提供有益参考。     

曲面相机阵列多分辨成像方法

针对现有成像系统因数据冗余而无法兼顾大视场、高分辨、高效性的问题,结合人眼视网膜变分辨成像和并列式复眼成像原理,设计一种多分辨率成像的复合仿生成像系统.该成像系统按照球面和平面兼顾的曲面布局方式,利用11个相机镜头构建相机阵列,组成了四个等级分辨率的子眼拍摄模块.通过物距100 m的远景实验和物距10 m的近景实验发现,该系统在实现高分辨成像的同时,获得总视场达150.8°×37.8°.多分辨率成像实验结果表明,该系统获取的图像的分辨率从中心视场到边缘视场逐渐降低,并且相较于中心清晰全视场成像,四级分辨率成像的拼接图像数据量减少了17.2倍的数据冗余.     

远距离成像汽车平视显示光路结构设计

针对汽车AR-HUD显示虚像视距更远、虚像视场角更大的需求，采用自由曲面离轴反射光路结构，设计了一种焦距为-309 mm，虚像视距为7.5 m，虚像视场角为9.8°×5.5°的虚像显示光路。为保证驾驶员观察到的虚像的清晰度，结合人眼典型分辨角为1′，源图像显示模块采用分辨率为854×480 pixel的背投式DLP微投影系统。将人眼与虚像显示光路作为整体进行设计，使用Eyebox(孔径光阑偏移范围)模拟驾驶员眼睛活动范围，对于不同的孔径光阑位置，该光学系统的虚像面在奈奎斯特空间频率0.33 lp/mm处，中心视场MTF值大于0.6，全视场MTF值大于0.3。此外，使用蒙特卡罗方法对该系统取不同入瞳位置时进行了初步公差分析，系统90%的MTF值大于0.49，表明该系统容差能力较强。     

Surface integral analogy approaches for predicting noise from 3D high-lift low-noise wings

Three surface integral approaches of the acoustic analogies are studied to predict the noise from three concep- tual configurations of three-dimensional high-lift low-noise wings. The approaches refer to the Kirchhoff method, the Ffowcs Williams and Hawkings （FW-H） method of the permeable integral surface and the Curle method that is known as a special case of the FW-H method. The first two approaches are used to compute the noise generated by the core flow region where the energetic structures exist. The last approach is adopted to predict the noise specially from the pressure perturbation on the wall. A new way to con- struct the integral surface that encloses the core region is proposed for the first two methods. Considering the local properties of the flow around the complex object-the actual wing with high-lift devices-the integral surface based on the vorticity is constructed to follow the flow structures. The surface location is discussed for the Kirchhoff method and the FW-H method because a common surface is used for them. The noise from the core flow region is studied on the basis of the dependent integral quantities, which are indicated by the Kirchhoff formulation and by the FW-H formulation. The role of each wall component on noise contribution is analyzed using the Curle formulation. Effects of the volume integral terms of Lighthill＇s stress tensors on the noise pre-diction are then evaluated by comparing the results of the Curle method with the other two methods.     

Real-time accurate Free-Form Deformation in terms of triangular Bezier surfaces

We implemented accurate FFD in terms of triangular Bezier surfaces as matrix multiplications in CUDA and rendered them via OpenGL. Experimental results show that the proposed algorithm is more efficient than the previous GPU acceleration algorithm and tessel- lation shader algorithms.     

第一类曲面积分的新方法

从一个具体的物理问题入手,探讨了如何将第一类曲面积分转化为两个第一类曲线积分的累次形式,从而给出了这两类积分之间的关系,并通过举例说明该公式可以用来直观简便地计算第一类曲面积分.     

基于离散网格的流形曲面构造综述

基于离散网格的流形曲面构造技术不仅能够生成具有高阶光滑性的曲面,并且该曲面可以是任意拓扑结构的.此外,在构造流形曲面时,无需进行额外的拼接操作,克服了传统曲面造型技术在进行面片之间的拼接时,计算量增大以及曲面光滑性难以保证的难题.本文介绍了流形曲面构造的流程以及构造过程中的难点,然后将目前已有的流形曲面构造技术分为三大类:传统意义上的流形构造方法;基于规范区域的流形构造方法;基于样条曲面推广的流形构造方法.并对每一类都进行详细地分类介绍.最后,对其作一个总结以及对未来的展望.     

横观各向同性体应力波传播问题的特征分析

本文根据广义特征理论,对横观各向同性体轴对称弹性波传播问题进行了理论分析。提出了一个简化特征分析的方法,这种方法将成为应用特征线法求解各类各向异性应力波问题的一个突破口。