摘要：提出了一种面向虚拟地球的海陆地形多尺度不规则三角网(triangulated irregular network,TIN)建模及球面快速可视化方法。利用贪心插入TIN表面简化算法构建海陆地形的离线TIN金字塔,并设计了一种高效的虚拟节点结构,对各级TIN构网实施无缝分割和分层分块存储。在利用离线TIN地形金字塔实现多尺度海陆TIN地形的快速检索和三维场景生成的基础上,通过一种接边关系编解码方案实时消除TIN地形渲染时的裂缝,最终实现多尺度海陆TIN地形场景的高效可视化。实验结果表明,该方法能显著减少海面渲染所需的面片数,并实现岛礁、海岸等破碎地形的高保真度表达,有效改善了传统虚拟地球系统采用规则格网(Gird)模式绘制海陆地形导致大量几何冗余和表达失真等缺陷。

摘要：兼具高比强度和强绝缘性的GFRP构件在输电线路结构中的应用受到广泛关注.采用复合材料单元对GFRP节点进行精细建模,试验表明该有限元模型可有效反映其渐进损伤破坏特征.采用梁单元进行杆件建模,并合理构造杆件和圆柱壳的连接,实现了多尺度有限元建模,有效提高计算效率.主要设计工况下GFRP输电塔力学行为分析表明,GFRP结构模块位移占总位移比例高达70%,横梁失效和主管失效交替发生,节点失效从下往上依次出现.

摘要：构建矿井排水系统BIM模型是实现矿山生产信息现代化的客观要求,受矿山企业排水日常管理需求的影响,模型认知呈现多层次性,需要有精细结构的全景模型来满足不同层次的应用需求。因此,从语义特征的角度构建了矿井排水系统的多尺度BIM模型,并提出了“拓扑精细度”概念,探索在多尺度建模的基础上模型间的拓扑关系的变化,用以搭建矿井排水系统参数化族库及实现多尺度应用场景。通过试验论证,该方法能够关联矿井排水系统全生命周期中设计、施工及日常管理的各个流程,有助于提升模型的层次清晰度,减少细节冗余,提高建模工作效率,为满足矿井排水系统BIM管理的综合应用需求提供了数据支撑。

摘要：为了保证公路桥梁运营的稳定性,应用多尺度建模技术,设计一种重载交通公路桥梁的疲劳寿命预测方法。构建公路桥梁的多尺度有限元模型,确定重载交通公路桥梁的车辆疲劳荷载谱,分析多尺度重载车辆随机过程,利用Miner疲劳损伤准则,实现重载交通公路桥梁的疲劳寿命预测。仿真试验结果显示:多尺度建模技术得到的公路桥梁节点的荷载应变曲线,与实际的曲线贴合度极高,表明多尺度有限元模型,可以精准地反映公路桥梁构件之间的力学性能。在不同疲劳加载次数下,对公路桥梁的疲劳预测结果的最大误差为9.2%,低于10%,表明预测方法具有精准性与可行性。

摘要：根据碳纤维增强镁基复合材料层压板的真实微观结构特点建立了其多尺度微观力学模型,包括微观尺度下的横向及纵向单胞模型以及介观尺度的结构单胞模型。宏观力学性能弹性模量根据介观模型进行计算。介观模型中用到的性能参数通过微观模型计算获得。采用多尺度建模方法预测了不同铺层模式的碳纤维增强镁基复合材料层压板弹性模量,并采用对应的实验方法进行了验证。结果表明,多尺度建模方法可以用于不同铺层方式层压复合材料弹性模量的预测,与实验结果具有相同的变化趋势,但较实验结果偏大。这主要是由于模拟过程中忽略了实验中真实存在的合金、纤维性能退化及界面结合问题而造成的。本文所提出的多尺度建模方法对于复合材料层压板设计具有重要意义。

摘要：针对目前地理要素多尺度建模的热点问题,剖析构建多尺度空间数据模型的关键技术,以路网要素为例,挖掘地理要素多尺度抽象表达的机理,利用多尺度扩展E-R方法,提炼多尺度抽象表达目标间的各种尺度、层次、语义、映射等层次语义关系,实现GIS中地理要素多尺度概念模型的设计。

摘要：对建造在高烈度区大跨度桥梁,其抗震安全性分析是桥梁设计中重要环节,特别是对结构复杂的异形空间桥梁体系。杆系模型计算效率较高,但不能反映关键构件局部受力和变形;局部构件的边界条件确定困难,而且难以准确模拟荷载传递过程,不能满足实际工程需要,而多尺度模型为兼顾计算精度和效率提供了可能。本文基于多尺度模型和杆系模型的方法,对大跨度空间Y型拱桥的动力特性进行分析,验证了桥梁多尺度建模方法的精确性与可靠性;在此基础上,开展大跨度空间Y型拱桥结构地震反应分析,探讨了大跨度拱桥地震响应规律以及关键构件局部受力和变形特征,对其抗震性能进行合理评估。

摘要：面向已有产品的模块化变型设计需求,提出了一种多尺度建模技术,讨论了根据用户需求的零部件及模块的变更范围确定过程,将模块化产品模型分解为过程服务流模型、模块模型和零部件模型三种模型。利用关联超图描述模块化设计过程中不同阶段之间的服务约束关系。引用结构化超图对零部件和模块的信息进行形式化描述,建立结构化模型;然后通过多尺度信息融合技术对结构模型中的约束信息进行融合,从而为零部件和模块的变更系数提供约束数据源。最后通过实例分析表明了该方法的科学性和实用性。

摘要：心血管系统在时间和空间上均具有多尺度特点,其中微观机制决定着微观结构并最终影响宏观功能。目前,心血管系统研究在各个尺度上均有一定进展,但各维度的整合与应用还处于起步阶段。结合分子生物学与细胞生物学技术、多组学技术、小动物模型构建技术、多尺度成像与功能检测技术以及计算机建模技术,将不同尺度实验数据进行整合,可以更好地理解心血管生理与病理特征。这种研究模式已在心肌钙信号、心脏与血管重塑、血流动力学、心脏动力学等研究中得到应用,为相关机制研究提供了新思路和新途径,并有望在分子到生理水平上实现对心血管系统的虚拟仿真,从而为特异性心血管疾病诊断、手术方案设计、非侵入性精准诊断、预测评估等提供新方法和新标准。

摘要：在地震作用下钢框架梁柱焊接节点会发生低周疲劳现象,进而导致结构发生破坏。本文基于等效结构应力法提出一种高层钢框架梁柱焊接节点低周疲劳评估方法。首先,结合有限元多尺度模拟方法,建立包含翼缘及腹板焊缝细节的钢框架梁柱焊接节点多尺度模型。其次,利用不同单元尺寸多尺度模型,验证结构应力的网格不敏感特性,进而通过等效结构应力法评估钢框架梁柱焊接节点的疲劳寿命。结果表明,采用等效结构应力法可消除网格的敏感性,在往复荷载作用下,靠近工艺孔焊缝应力水平高于远离工艺孔焊缝,翼缘中心焊缝寿命最低,裂纹最先产生于翼缘焊缝中心处,评估方法为实际工程提供技术支持。