摘要：为了提升直线翼垂直轴风力机的启动性能,基于b-spline曲线生成方法,提出一种具有流线型轮廓的聚风装置,将其分别安装在风轮顶端和底端,用以提升风轮附近的来流风速,使风轮汲取更多风能,达到更易启动的特点.选取聚风装置的5个结构参数进行设计:聚风装置与风轮间隙距离ΔL、底圆半径R_(1)、顶圆半径R_(2)、入口角度α_(1)和出口角度α_(2).设计方法采用二次旋转正交组合筛选最优模型,通过三维数值模拟研究聚风装置参数对直线翼垂直轴风力机启动性能的影响,获得了最佳外形参数组合.此外,对有无加装聚风装置的直线翼垂直轴风力机进行了静态三维数值模拟.结果表明,通过添加具有外凸流线型轮廓的聚风装置,直线翼垂直轴风力机的启动性能有显著提升.在风速较低的情况下,性能改善更加明显.聚风装置可使直线翼垂直轴风力机的平均启动力矩系数最大增加38.8%,峰值平均启动力矩系数最大可增加31.2%.

摘要：CAD系统中广泛采用bézier,b-spline描述复杂的几何形状,而传统有限元则采用完全不同的插值函数来描述分析模型,对几何形状的不同描述导致由CAD模型转换为有限元模型非常困难,且带来模型上的不一致。研究bézier和b-spline曲线离散为绝对结点坐标列式(Absolute nodal coordinate formulation,ANCF)有限单元的方法,建立bézier和b-spline曲线与ANCF索单元之间的线性转换关系,实现了两者之间的自动转换,从而为整合CAD和CAA系统提供一种方法,表明ANCF单元可完全涵盖bézier曲线的特性,bézier表达其实是ANCF表达的特例,采用ANCF单元可以精确表达bézier和b-spline曲线。同时研究了b-spline曲线的连续性与ANCF单元结点之间的连续性关系,b-spline采用节点重复度控制所定义图形的连续性,ANCF单元因为采用位置和位置导数作为结点坐标可以自动保证C1连续,C2连续性要求实际上是在单元之间添加曲率相等的约束方程,从而实现消除一个位置导数坐标;对于3阶曲线,证明C3连续性要求下任意两个ANCF单元均可以合并为一个大的单元。进而得出在实际转换和分析中不必通过添加约束方程得到不同的连续性,可以直接由b-spline表达得到不同连续性要求的ANCF单元网格。以悬臂梁在冲击作用下的动态响应为例说明了不同的连续性要求对有限元分析的影响。

摘要：重点探讨一种利用b-spline曲线合成非圆齿轮节曲线的设计方法。通过实例说明利用开放均匀分布b-spline合成非圆齿轮节曲线的方法,并通过对控制点位置向量值的设定从而改变节曲线形状。

摘要：为了对泊车过程中的车辆进行跟踪控制,基于车辆动力学模型,研究设计了一种线性二次型控制器,使用b-spline曲线规划了一条曲率连续的泊车路径,针对控制器设计过程中权重系数选择困难,引入模糊逻辑算法对控制器进行优化处理,节省了人工成本,然而模糊逻辑算法的计算是实时的,且不同速度下车辆状态不同,因此将基于Frobenius范数的更新策略加入程序计算中以降低计算量,利用MATLAb/Carsim联合仿真验证了改进后控制系统的运算时间降为0.2 ms,实时性提升92%,适应度提升30%.

摘要：提出了基于b-spline曲线和特征线方法的超声速型面可控喷管设计方法,通过设置喷管轴向马赫数分布可以灵活地调整喷管的型面形状。数值验证结果表明,该方法不仅可以设计出高品质的喷管出口流场,而且能够实现喷管型面的灵活调整,可以获得长度与最短长度喷管一致,但流场品质更优的喷管。

摘要：烟雾模拟一直是计算机图形学研究的热点,基于路径控制的烟雾实时仿真尤其具挑战性.首先,为进一步提高任意交互路径上烟雾模拟的实时性,使用改进的有限差分法求解N-S(Navier-Stokes)方程,大大加快了求解速度;其次,考虑到烟雾运动的不规则扩散问题,加入吸引力和驱动力来约束烟雾的运动状态;再次,使用改进的b-spline曲线作为可交互的路径曲线,动态设定烟雾模拟路径,极大提高了任意路径上烟雾模拟的可交互性;同时,为增强烟雾的模拟细节,引入细节补偿差值,减少模拟过程中的细节损耗,并在空间网格中区别计算路径的边界网格和内部网格,显著提高了烟雾模拟的实时性.最后,设计并实现了任意交互路径上烟雾运动实时仿真的多种实验实例,实验表明,能够实时模拟出导弹飞行、火箭发射升空、飞机飞行轨迹等交互路径上的烟雾运动效果.

摘要：The b-spline surface is one of the most commonly used parametric surface in computer aided geometric design and computer graphics. To develop more convenient techniques for designing and modifying b-spline surface is an important problem. A new method for the shape modification of b-spline surface with geometric constraints is presented in this paper. The deformation energy of the physically based b-spline surface is minimized based on finite element method, while geometric constraints including point, curve and boundary continuity constraints can be imposed to control the modified shape. by setting the external force zero, the surface is modified by the constraints solely. This lead to a simplified linear system to be solved and to eliminate the need of internal energy that could convert the iteration process of finite element function to a faster change for control points vector, such that the modified surface satisfies the given constraints. Practical examples are also given.