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岩土工程中的双互易杂交边界点法

岩土力学 2008年第7期29卷 1872-1876页

作者：苗雨晏飞万云冬王元汉中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071 华中科技大学土木工程与力学学院武汉430074

杂交边界点法是一种边界类型的无网格法,它以修正变分原理和移动最小二乘近似为基础,同时具有边界元法和无网格法的优良特性。将该方法同双重互易法结合,将问题的解分为通解和特解两部分,通解使用杂交边界点方法求解,特解则利用局部径... 详细信息

杂交边界点法是一种边界类型的无网格法,它以修正变分原理和移动最小二乘近似为基础,同时具有边界元法和无网格法的优良特性。将该方法同双重互易法结合,将问题的解分为通解和特解两部分,通解使用杂交边界点方法求解,特解则利用局部径向基函数近似。该方法输入数据只是求解域上离散的点,不需要额外的方程来计算域内物理量,后处理十分简便。数值算例表明,该方法是一种计算精度很高的数值方法,适合于岩土工程的若干问题。

关键词：杂交边界点法双互易法最小移动二乘法岩土工程

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岩土工程中的杂交边界点方法

岩土力学 2005年第9期26卷 1452-1455页

作者：苗雨毛峰王元汉张钧李亮辉中国科学院岩土力学重点实验室武汉430071 华中科技大学土木工程与力学学院武汉430074 浙江大学岩土工程研究所杭州310027

改进了正则化的杂交边界点方法,提出了岩土工程中一种新的数值方法。该方法将基本解的源点布在边界上,避免了自由参数的选取,将修正变分原理同移动最小二乘法结合起来,不但有边界元降维的优点,而且还是一种真正的无网格方法,输入数据只... 详细信息

改进了正则化的杂交边界点方法,提出了岩土工程中一种新的数值方法。该方法将基本解的源点布在边界上,避免了自由参数的选取,将修正变分原理同移动最小二乘法结合起来,不但有边界元降维的优点,而且还是一种真正的无网格方法,输入数据只是求解域上离散分布的点,后处理十分简便。同时它适合于处理岩土工程的无限域问题。数值算例表明,它是一种计算精度很高的数值方法,适合于岩土工程中的若干问题。

关键词：杂交边界点法数值积分最小移动二乘法岩土工程

基于无网格及混合遗传算法的矩形加肋板肋条布置优化

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应用力学学报 2018年第6期35卷 1307-1312,1423页

作者：李林远彭林欣大连理工大学运载工程与力学学部大连116024 广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004 广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室南宁530004

将加肋板看作板与梁的结合体,基于无网格法并结合遗传算法,对矩形加肋板的肋条布置位置开展了优化,使加肋板在横向荷载的作用下中心点挠度最小。相较于传统有限元方法,利用本文的无网格法对加肋板进行肋条位置优化分析不需要对网格进行... 详细信息

将加肋板看作板与梁的结合体,基于无网格法并结合遗传算法,对矩形加肋板的肋条布置位置开展了优化,使加肋板在横向荷载的作用下中心点挠度最小。相较于传统有限元方法,利用本文的无网格法对加肋板进行肋条位置优化分析不需要对网格进行重构,离散在板与肋条上的节点始终不需要发生改变。本文在遗传算法的基础上加入了约束随机方向法形成混合遗传算法,使收敛速度加快,计算的重复率降低,遗传算法计算代数明显降低至两三代便可以得到较好的结果。

关键词：无网格法加肋板优化最小移动二乘法混合遗传算法

基于非接触式扫描的三维轮廓提取及可视化研究

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基于非接触式扫描的三维轮廓提取及可视化研究

作者：张明重庆大学

学位级别：硕士

精密测量与现代工业生产有着紧密的联系，广泛应用于模具造型、尺寸检测及实时监控等领域，是一个科学研究的热点。随着光电子、机械与半导体等技术的飞速发展以及传统接触式测量的局限性，以激光测量为代表的非接触式测量新技术越来越... 详细信息

精密测量与现代工业生产有着紧密的联系，广泛应用于模具造型、尺寸检测及实时监控等领域，是一个科学研究的热点。随着光电子、机械与半导体等技术的飞速发展以及传统接触式测量的局限性，以激光测量为代表的非接触式测量新技术越来越被人们所重视，得以快速发展，而激光三角法更凭借着其测量速度快、测量精度高的特点成为非接触测量中应用最广泛的方法之一。本文主要研究基于激光三角法的三维扫描技术及轮廓可视化技术中的相关问题，研究结果和实验方法对物体的轮廓提取及模具造型有重要意义。本文在深入研究激光三角法于三维轮廓测量的应用基础之上，对线结构光扫描三维形体轮廓的方案进行验证。论文的主体部分研究三维轮廓的数据获取及轮廓可视化问题，基于激光三角法扫描的采集系统，实现数据采集与传输、数据处理及可视化的软件功能，紧随其后对三维数据的获取、点云中特征点的识别和三维轮廓线的提取技术等进行了系统的研究，经过实验数据的验证，软件系统基本实现了提取三维形体轮廓线条的目的。本文根据实际需求完成测量软件的编制，在VC++6.0开发环境下实现基于MFC对话框的软件界面与功能模块设计：利用OpenGL图形化技术在MFC上完成三维数据的图形化显示及三维模型的旋转、平移操作的功能开发;分析点云的结构特点，对三维点云进行点云去噪、点云插补预处理操作;对张量投票算法的投票尺度进行分析，设定一致性检测函数来确定投票领域的最佳值;基于特征点的识别基础上，使用最小森林法构造特征线条，实现特征线条的提取;采用最小二乘法实现特征线条的优化拼接，研究特征结构的分割与提取;对提取的轮廓线与结构体进行参数测量，主要包括高度极值，位置信息等，提取的轮廓与实际轮廓进行对比并分析误差来源。本文设计的三维扫描可视化系统主要依据于计算机视觉领域研究热点——张量投票算法，系统很好地实现了物体三维轮廓的提取与显示，对相关参数的测量也在误差允许范围之内。

关键词：三维可视化激光三角法张量投票最小移动二乘法轮廓线提取

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离散点云模型曲面重构三种方式的研究及扩展

离散点云模型曲面重构三种方式的研究及扩展

作者：钟宇亮浙江大学

学位级别：硕士

在工业设计和制造中,经常需要对已有的物体或部件进行数字化,并建立相应的数学模型:首先通过扫描设备对物体模型进行信息采集,得到一系列包含各种信息的空间数据点,即点云模型。点云模型是以离散采样点为基元的几何模型,具有数据结构简... 详细信息

在工业设计和制造中,经常需要对已有的物体或部件进行数字化,并建立相应的数学模型:首先通过扫描设备对物体模型进行信息采集,得到一系列包含各种信息的空间数据点,即点云模型。点云模型是以离散采样点为基元的几何模型,具有数据结构简单、存储空间紧凑,表达复杂表面细节的能力等优点。然而,点云模型一般不能被直接应用,通常针对不同需要,采用不同的曲面表示方法对它们表示的模型进行曲面重构,这种处理方式也被称为逆向工程。随着科技的发展,具有高处理性能的三维扫描设备不断涌现,因此点云模型也越来越多,并且逐渐拥有大规模,高密度等特点。进而对点云模型曲目重构算法的效率和性能提出了更高的要求。本文以点云模型曲面重构为研究对象,研究并扩展了三种常用曲面重构方法:最小移动二乘法(MLS:Moving Least Squares Method)法,径向基函数(RBF:Radial Basis Functions method)法和多层次单元分割(MPU:Multi-level Partition ofUnity method)法。这三种方法的处理方式不一样,运用的范围和所获得结果曲面也不一样。本文的研究成果主要分为以下三部分:(1)三种曲面重构法的分析及优化:分别研究讨论三种方法的核心思想和数学模型,对某些方法性能和结果上的缺陷,给出优化方案加以弥补。(2)扩展三种方法的曲面编辑操作功能:对前面所述方法进行扩展,提出对结果曲面编辑的处理方法,如基于MPU的布尔操作,基于RBF的融合操作等。(3)三种方法的研究比较:着重分析了三种方法在性能和生成结果上的差异,更清晰地阐明三种方法的优缺点。

关键词：点云模型逆向工程曲面重构最小移动二乘法径向基函数法多层次单元分割法布尔操作融合操作

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人脸变形技术研究

人脸变形技术研究

作者：陈秋燕大连理工大学

学位级别：硕士

自从计算机的出现开始,人们对计算机图形和动画的研究就没有停止过,尤其是以脸部变形为主题的动漫媒体内容发展迅速。例如,迈克尔·杰克逊的MTV《黑与白》中13个不同性别和种族的人的相互渐变,外科人脸整形手术效果预见,《终结者2：最... 详细信息

自从计算机的出现开始,人们对计算机图形和动画的研究就没有停止过,尤其是以脸部变形为主题的动漫媒体内容发展迅速。例如,迈克尔·杰克逊的MTV《黑与白》中13个不同性别和种族的人的相互渐变,外科人脸整形手术效果预见,《终结者2：最后审判日》中的T-1000角色能够不断地在液体和金属人和其他角色之间切换,这都得益于图像变形技术的应用。随着计算机、计算等相关学科与技术的不断发展与完善,人脸变形技术的商业价值得到了充分的挖掘,人脸变形在实际工作生活中的应用也必将越来越多。爱美之心人皆有之。本文对一些经典的图像变形算法进行了研究,包括交叉分解、线对特征变形、最小二乘法变形、基于薄板样条的径向基函数变形算法等,详述了各种方法的基本原理及优缺点,并利用MATLAB的GUIDE工具做出一个人脸变形美化的演示系统,实现了对特定的人脸图像进行脸部轮廓、眼睛、鼻子等的美化处理。传统的人脸变形操作主要是将一幅图像渐变到另一幅图像,本文提出了一种新的思想,将传统的人脸变形算法应用于对特定的一幅人脸图像进行美化变形处理。随着生活水平的提高,人们的审美观点相对以前也发生了巨大的变化,本文采用了中国古代的“三庭五眼”的审美标准。经实验验证,本文的人脸变形演示系统在处理有特定缺陷的人脸变形美化能够取得令人满意的效果。

关键词：人脸变形线对特征最小移动二乘法薄板样条

基于骨骼蒙皮的2D人体变形技术的设计与实现

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基于骨骼蒙皮的2D人体变形技术的设计与实现

作者：张凯大连理工大学

学位级别：硕士

2D图像变形技术是近几年图像领域的研究热点,主要应用在影视娱乐,医学图像处理,虚拟现实,动画制作等方面。随着图像处理技术不断创新,三维技术的迅猛发展,使得图像变形技术越来越受到研究人员的关注。本文基于移动最小二乘图像变形技术... 详细信息

2D图像变形技术是近几年图像领域的研究热点,主要应用在影视娱乐,医学图像处理,虚拟现实,动画制作等方面。随着图像处理技术不断创新,三维技术的迅猛发展,使得图像变形技术越来越受到研究人员的关注。本文基于移动最小二乘图像变形技术,并进一步结合3D骨骼蒙皮动画技术对2D人体进行姿态变形研究。本文通过分析计算机图像变形技术的国内外研究现状,着重对基于移动最小二乘图像变形技术（Moving least squares）进行研究讨论。该方法用一系列点或者线段对图像进行仿射变换、相似变换以及刚性变换,并通过与用户进行交互达到图像变形的目的。但是由于人体特有的拓扑结构,单纯的针对2D人体图像进行变形难免会存在变形失真问题,使得变形结果与理想情况存在差异。针对移动最小二乘图像变形技术用于人体变形存在的问题,本文应用骨骼蒙皮技术对人体变形算法进行改进。结合人体构成特点,首先将人体骨架分为18块骨骼进行建模,并根据人体各关节之间的约束性进行骨骼运动限制,使得人体运动更加逼真,符合生物学原理。然后用骨骼绑定算法,将3D模型网格与骨骼绑定,通过骨骼运动带动人体运动,并最终将构建的3D骨骼蒙皮模型结合移动最小二乘算法,对2D人体姿态运动进行限制约束,达到人体变形效果。最后应用OGRE图像处理引擎,结合Visual C++平台实现2D人体变形系统。

关键词：图像变形骨骼蒙皮 OGRE 最小移动二乘法

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杂交边界点法在沥青路面裂纹分析中的应用

交通标准化 2011年第7期39卷 10-16页

作者：闫红涛董玉凯漯河市郾城区公路管理局河南漯河462003 漯河市公路管理局河南漯河462001

杂交边界点法在积分和插值时都不需要网格,它是将移动最小二乘近似与修正位移变分原理结合起来,不但不需要划分网格,而且具有边界点法降维和高精度的优点。应用杂交边界点法对沥青路面表面裂纹扩展中强度应力因子变化规律和裂纹扩展路... 详细信息

杂交边界点法在积分和插值时都不需要网格,它是将移动最小二乘近似与修正位移变分原理结合起来,不但不需要划分网格,而且具有边界点法降维和高精度的优点。应用杂交边界点法对沥青路面表面裂纹扩展中强度应力因子变化规律和裂纹扩展路径进行研究,并对面层、基层设计参数对裂纹扩展影响规律进行分析,探讨沥青路面的裂纹扩展机理,具有一定的工程实用价值。

关键词：杂交边界点法无网格法最小移动二乘法沥青路面裂纹

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单边裂纹有限板的无网格法分析

单边裂纹有限板的无网格法分析