质点弹簧系统稳定性的量化分析 被引量：1

1

作者 檀斌 薛禹胜 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期709-713,共5页

近年来发展起来的互补群群际能量壁垒准则 (CCEBC) ,是普适于非自治非线性运动系统稳定性分析的量化方法 ,已经在国内外电力系统的工程中得到了广泛应用 .本文应用CCEBC对质点弹簧系统在大扰动下动态行为的稳定性进行了定性和定量分析 ... 近年来发展起来的互补群群际能量壁垒准则 (CCEBC) ,是普适于非自治非线性运动系统稳定性分析的量化方法 ,已经在国内外电力系统的工程中得到了广泛应用 .本文应用CCEBC对质点弹簧系统在大扰动下动态行为的稳定性进行了定性和定量分析 ,给出在不同的扰动清除时间下的轨迹稳定裕度和参数的稳定极限 ,分析了系统失稳模式随参数 (例如扰动清除时间 )而变的机理 .研究结果证明CCEBC稳定性量化理论不但适用于电力系统 ,也适用于任何多刚体运动系统 . 展开更多

关键词 质点弹簧系统 稳定性理论 定量分析 电力系统稳定性 CCEBC

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基于弹簧-质点系统的薄膜结构曲面展开算法 被引量：12

2

作者 毛国栋 孙炳楠 徐浩祥 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1238-1242,共5页

将用三角形描述的空间膜片映射到初始二维膜片上,并使初始二维膜片与被展空间膜片在参数域与空间域具有相同的拓扑结构.描述空间膜片的三角形与描述平面膜片的三角形的边长存在差异,采用单元节点力代替此差异,节点质量由节点周围的膜单... 将用三角形描述的空间膜片映射到初始二维膜片上,并使初始二维膜片与被展空间膜片在参数域与空间域具有相同的拓扑结构.描述空间膜片的三角形与描述平面膜片的三角形的边长存在差异,采用单元节点力代替此差异,节点质量由节点周围的膜单元面积确定,得到了描述系统运动的拉格朗日方程.在求解方程时,每个时间段迭代初始速度置为零,计算过程中节点匀速运动,从而有效地避免了振幅过大和发散问题,收敛速度明显加快.平面膜片的局部精度通过弹簧弹性变形系数予以控制,能够满足膜片边界要求.该曲面展开方法具有精度高、计算速度快和易收敛的特点. 展开更多

关键词 膜结构 弹簧-质点系统 膜面展平 动力算法

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固定-固定型无阻尼弹簧质点系统的质量约束问题 被引量：1

3

作者 黄贤通 胡锡炎 张磊 《应用数学》 CSCD 北大核心 2007年第1期70-75,共6页

本文讨论了系统总质量约束下的固定-固定型无阻尼弹簧质点系统的构造问题,得到了该问题的可解性条件,给出了解的表达式和数值算法,算例说明算法是有效的.

关键词 逆振动问题 逆特征问题 弹簧质点系统 优化设计问题

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一种基于质点-弹簧系统的植物形变模拟改进算法 被引量：1

4

作者 丁维龙 徐岩 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2019年第6期597-603,共7页

在外力作用下植物的形变是自然场景建模中重要的研究内容,逼真地模拟植物形变在植物虚拟仿真过程中具有重要作用。提出一种基于质点-弹簧系统的植物形变模拟的改进算法,实现了小规模植株枝条及叶片的运动模拟。首先进行植株模型的骨骼... 在外力作用下植物的形变是自然场景建模中重要的研究内容,逼真地模拟植物形变在植物虚拟仿真过程中具有重要作用。提出一种基于质点-弹簧系统的植物形变模拟的改进算法,实现了小规模植株枝条及叶片的运动模拟。首先进行植株模型的骨骼提取和模型重建,然后基于骨骼节点构造质点-弹簧组,并根据植株的受力情况分析进行植株动态形变的模拟。选取番茄为研究对象,在Unity3D平台上进行了番茄植株形变模拟。该改进算法可以统一处理植株的多种器官结构的受力分析和形变,并且考虑到了植株的碰撞处理,模拟实验的结果证明了该算法的有效性,可以为植物形变模拟的研究提供技术参考。 展开更多

关键词 植物形变 模拟算法 质点-弹簧系统

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基于质点-弹簧系统的短毛实时动态模拟

5

作者 唐勇 邵绪强 吕梦雅 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期666-668,共3页

把质点-弹簧系统应用到基于shell层的短毛绘制方法中,提出了一种新的计算shell层偏移量的方法,以实现毛发动画并真实地模拟了毛发的自然弯曲效果。该方法设计了一种最简单的质点和弹簧的布局方式,即分别在最内和最外shell层的顶点上附... 把质点-弹簧系统应用到基于shell层的短毛绘制方法中,提出了一种新的计算shell层偏移量的方法,以实现毛发动画并真实地模拟了毛发的自然弯曲效果。该方法设计了一种最简单的质点和弹簧的布局方式,即分别在最内和最外shell层的顶点上附着质点并以一根弹簧进行连接,并且只考虑质点-弹簧系统中的位移力。当外力作用于质点时,首先计算出最外shell层的偏移量,然后通过顶点绘制器由里到外分别计算各shell层的偏移量,以新的位置绘制各shell层,从而实现了短毛动画效果。由于利用了GPU的加速功能,达到了实时的要求。 展开更多

关键词 毛发 动态模拟 质点-弹簧系统 实时绘制 顶点绘制器

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固定-固定型弹簧质点系统的能量约束问题

6

作者 黄贤通 胡锡炎 张磊 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期82-85,共4页

基于子系统物理参数和系统惯性能量约束讨论了固定-固定型无阻尼弹簧质点系统的构造问题,通过求解一类广义逆特征问题获得了弹簧刚度和质点质量的计算表达式,并给出了算例.

关键词 逆振动问题 广义逆特征问题 弹簧质点系统 能量约束问题

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简单连接弹簧-质点系统的逆模态问题

7

作者 田霞 戴华 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期240-244,共5页

设(λ,x)为简单连接弹簧-质点系统的一个特征对。假定在原系统的末端附加质量m和/或刚度为k的弹簧,(μ,y)为修改系统的特征对。考虑由这两组特征对、附加质量m和/或附加弹簧的刚度k构造弹簧-质点系统的3类逆模态问题。本文将问题转化为J... 设(λ,x)为简单连接弹簧-质点系统的一个特征对。假定在原系统的末端附加质量m和/或刚度为k的弹簧,(μ,y)为修改系统的特征对。考虑由这两组特征对、附加质量m和/或附加弹簧的刚度k构造弹簧-质点系统的3类逆模态问题。本文将问题转化为Jacobi矩阵特征值反问题,给出由(λ,x) ,(μ,y) ,m和/或k构造具有正质量和正刚度的真实物理系统的充分必要条件。如果这些条件得到满足,则可惟一地构造简单连接弹簧-质点系统,并给出了构造真实物理系统的一个算法。 展开更多

关键词 反问题 频率 模态 弹簧-质点系统

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基于质点刚性杆模型的织物三维模拟 被引量：2

8

作者 修毅 李长锋 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期112-116,共5页

分析质点弹簧模型的基本原理、方法及其特性,将织物离散化成呈正方形分布的质点网格,把质点的弹簧连接变成刚性杆相连,并将作用在质点上的外力通过刚性杆直接传递到相邻质点上,构建了质点刚性杆模型。根据牛顿基本物理学定律,建立织物... 分析质点弹簧模型的基本原理、方法及其特性,将织物离散化成呈正方形分布的质点网格,把质点的弹簧连接变成刚性杆相连,并将作用在质点上的外力通过刚性杆直接传递到相邻质点上,构建了质点刚性杆模型。根据牛顿基本物理学定律,建立织物的力学方程,采用Verlet积分法对质点空间位移进行计算,利用Jacobi松弛算法保证质点间刚性杆的约束特性,实现对织物三维状态的模拟。同时,设置了空间物体,实现了织物对外界物体碰撞的简单处理,验证了模型对多约束叠加的适应性。该模型简单实用,其算法收敛稳定,并获得良好的实时效果。 展开更多

关键词 织物三维模拟 弹簧质点系统 刚性杆 Verlet积分法 Jacobi松弛算法

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速度滑冰比赛服个性化样板生成方法 被引量：2

9

作者 肖伯祥 张悦 +2 位作者 胡志远 赵欲晓 刘莉 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期146-153,共8页

速度滑冰比赛服是重要的运动装备,为解决速滑比赛服定制中样板与个性化体型匹配度较差和制版效率低的问题,提出一种基于质点-弹簧系统的样板生成方法。首先,扫描运动员三维体型,根据体型特征和比赛服分割线提取各主要衣片的三维模型网格... 速度滑冰比赛服是重要的运动装备,为解决速滑比赛服定制中样板与个性化体型匹配度较差和制版效率低的问题,提出一种基于质点-弹簧系统的样板生成方法。首先,扫描运动员三维体型,根据体型特征和比赛服分割线提取各主要衣片的三维模型网格;基于三维网格建立质点-弹簧模型;同时,对比赛服弹性面料进行多角度拉伸试验测量面料力学属性,以确定质点-弹簧模型的参数;然后,将衣片三维模型向二维平面投影,给定模型参数和约束条件在二维平面内对质点-弹簧模型进行迭代,在内部能量最小化目标约束下模型收敛后,获得的边界形状即认为是该衣片的样板;最后,经过服装CAD样板调整和裁剪缝纫等加工工艺步骤制作比赛服样衣,经运动员试穿评价后微调得到最终的个性化比赛服样板。试验结果表明,生成样板的测量误差在可接受范围以内,运动员主观试穿反馈样衣合体度良好,本文方法能够有效实现速度滑冰比赛服个性化样板生成,从而为速滑比赛服定制制版提供有效的技术支持和实用工具。 展开更多

关键词 速度滑冰 比赛服 样板制作 个性化定制 样板生成 质点-弹簧系统

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软体多局部破碎特效研究 被引量：5

10

作者 曾亮 吴亚刚 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期1110-1114,共5页

基于物理的软体仿真与动画是计算机图形学的研究热点之一,但大多数方法计算复杂度较高,难以获得实时性交互.文中在虚节点算法基础上,提出了一种软体多局部破碎特效行为描述算法,该算法通过判别组成软体物理模型的质点受力、弹簧结构损... 基于物理的软体仿真与动画是计算机图形学的研究热点之一,但大多数方法计算复杂度较高,难以获得实时性交互.文中在虚节点算法基础上,提出了一种软体多局部破碎特效行为描述算法,该算法通过判别组成软体物理模型的质点受力、弹簧结构损伤情况,对模型进行局部几何拓扑重构,较好地描述了软体局部破碎行为.此外,在闭合压力模型理论基础上,结合质点弹簧系统,实现了一个实时交互的软体仿真平台.实验证明,整个软体仿真及多局部破碎特效过程可以获得稳定、实时交互、具有物理真实感的效果. 展开更多

关键词 软体仿真 虚节点 局部破碎 质点弹簧系统 拓扑重构

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人体模型自适应变形算法的研究与实现 被引量：1

11

作者 李健 孔令寅 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2011年第11期3897-3899,3924,共4页

针对虚拟试衣个性化调节过程中服装尺寸符合人体模型时出现的人体模型表面穿透服装的失真现象,提出一种人体模型自适应变形算法,通过在需要自适应变形的区域加入质点弹簧系统,并在该系统中加入了一类新的弹簧——支撑弹簧,使得模型表面... 针对虚拟试衣个性化调节过程中服装尺寸符合人体模型时出现的人体模型表面穿透服装的失真现象,提出一种人体模型自适应变形算法,通过在需要自适应变形的区域加入质点弹簧系统,并在该系统中加入了一类新的弹簧——支撑弹簧,使得模型表面更接近于真实人体的情况,并对实现算法进行了研究和分析,针对存在的不足进行了改进。实验结果表明,该算法运算效率较高、响应时间短,使用后人体模型能够针对服装的形状进行自适应变形,并具有围度不变性,实现了较为理想的试衣效果。 展开更多

关键词 个性化调节 质点弹簧系统 支撑弹簧 自适应变形算法 围度不变性

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织物风格物理仿真技术 被引量：2

12

作者 张明 耿兆丰 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期121-125,共5页

详细分析了织物风格仿真的影响因素。探讨了质点弹簧系统和粒子系统的仿真机理并指出了存在的问题。对织物风格物理仿真的发展方向给出了几点建议。

关键词 织物风格仿真 仿真模型 粒子系统 质点弹簧系统

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实时布料运动仿真技术 被引量：2

13

作者 蔡洪斌 靳碧鹏 何明耘 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期242-245,共4页

针对同时要求布料运动实时性、真实性和稳定性的应用,该文从简化布料运动仿真模型和改进积分方法着手,提供了实时布料运动仿真方法。使用该方法实现的布料仿真系统速度快、稳定性好,且易于实现。

关键词 布料运动 质点-弹簧系统 Verlet积分

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充气薄膜结构的SMS展开分析方法 被引量：2

14

作者 肖潇 关富玲 徐彦 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期302-306,共5页

为有效分析充气薄膜结构的展开,提出基于能量原理分析充气薄膜结构展开的SMS方法,即弹簧-质点系统方法.对卷曲折叠充气直管采用SMS方法进行数值模拟,并与实验结果进行对比分析,发现其结果吻合良好,验证了这种方法的正确性.运用SMS方法... 为有效分析充气薄膜结构的展开,提出基于能量原理分析充气薄膜结构展开的SMS方法,即弹簧-质点系统方法.对卷曲折叠充气直管采用SMS方法进行数值模拟,并与实验结果进行对比分析,发现其结果吻合良好,验证了这种方法的正确性.运用SMS方法分析不同充气速率对卷曲折叠充气管展开过程的影响以及充气圆环管和充气膜面的展开过程及动力性能.与传统的有限元方法比较,SMS方法建模简单,思路清晰,数值稳定性好. 展开更多

关键词 充气结构 展开动力学 膜 展开分析 弹簧-质点系统

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人体头部变形模型研究 被引量：2

15

作者 陈永强 王启付 《计算机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期25-26,44,共3页

针对传统几何造型呆板静态的缺点,在人体头部模型中提出采用基于简化弹簧质点系统的物理建模技术。研究了简化弹簧质点系统的质点受力计算和方程组求解技术。根据人体头部特点,作特征参数化处理,并将头表面简化成由弹簧连接的线弹性质... 针对传统几何造型呆板静态的缺点,在人体头部模型中提出采用基于简化弹簧质点系统的物理建模技术。研究了简化弹簧质点系统的质点受力计算和方程组求解技术。根据人体头部特点,作特征参数化处理,并将头表面简化成由弹簧连接的线弹性质点系统。经实验,该变形模型能实时计算描述动态变形过程,达到了较好的仿真显示效果。 展开更多

关键词 几何造型 弹簧质点系统 特征参数化

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基于隐式积分的树叶形变快速仿真 被引量：1

16

作者 魏敬敬 刘学慧 +1 位作者 陈彦云 吴恩华 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期451-459,共9页

针对秋天树叶形变过程的仿真问题,在双层质点-弹簧模型的基础上,提出一种半过程半物理的树叶形变快速仿真算法.由于同时调节叶肉和叶脉弹簧系数会使得树叶形变不易控制,因此对叶脉和叶肉分开进行模拟:为叶脉设计一种目标形态,叶脉形变... 针对秋天树叶形变过程的仿真问题,在双层质点-弹簧模型的基础上,提出一种半过程半物理的树叶形变快速仿真算法.由于同时调节叶肉和叶脉弹簧系数会使得树叶形变不易控制,因此对叶脉和叶肉分开进行模拟:为叶脉设计一种目标形态,叶脉形变序列的中间形态可以通过对初态和终态的插值得到,叶肉会在叶脉形变引发的弹簧力的牵引下发生相应的形变,质点-弹簧系统会在阻尼的作用下趋于稳定,上述过程是一个不断循环迭代的过程;针对显式积分求解器求解时间过长和不稳定的缺点,采用大时间步长的隐式积分求解器以显著地提高系统的稳定性和求解效率.算法分析和实验结果表明,该算法可以稳定、快速、逼真地模拟秋天树叶老化过程中几何形态的变化过程. 展开更多

关键词 树叶老化 质点-弹簧系统 形变仿真 隐式积分 快速算法

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由谱数据和主子矩阵构造Jacobi矩阵及其推广 被引量：3

17

作者 魏莹 戴华 《数学物理学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2012年第2期356-363,共8页

研究由主子矩阵和谱数据构造Jacobi矩阵问题,推广到弹簧质点系统谱约束下的双倍维扩展问题和对称三对角二次束逆特征值问题.给出了问题的数值解法.

关键词 反问题 JACOBI矩阵 二次特征值 弹簧质点系统 主子矩阵.

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曲面展平算法在鞋样设计中的应用 被引量：2

18

作者 张敬涛 杨光 任海英 《工程图学学报》 CSCD 北大核心 2007年第3期13-17,共5页

在利用计算机进行皮鞋设计中,帮样展平是其中的重要步骤。论文提出了一种判断由切割线组成的闭合区域,以确定三维面片展平后区域边界的算法。该算法首先将鞋楦曲面离散为三角网格,然后记录切割线穿过的三角面片,运用自动获取或手工选取... 在利用计算机进行皮鞋设计中,帮样展平是其中的重要步骤。论文提出了一种判断由切割线组成的闭合区域,以确定三维面片展平后区域边界的算法。该算法首先将鞋楦曲面离散为三角网格,然后记录切割线穿过的三角面片,运用自动获取或手工选取的区域搜索方式得到闭合区域。论文并将基于能量的弹簧质点系统方法改进后应用于楦面展平。这些方法已用VC++6.0编程实现,提高了皮鞋设计的效率。 展开更多

关键词 计算机应用 皮鞋设计 鞋楦展平 弹簧质点系统

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基于折痕特性的柔性结构展开过程分析 被引量：1

19

作者 谢雅琪 关富玲 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期482-488,共7页

研究展开过程中的折痕特性,并在弹簧质点系统基础上,提出一种基于折痕展开特性的简化分析模型,将平行折叠的柔性结构转化为折痕上的质点及连接的弹簧.分析了折痕刚度对展开的影响,给出完全展开的判定准则及通用拓扑关系,并推导了理想展... 研究展开过程中的折痕特性,并在弹簧质点系统基础上,提出一种基于折痕展开特性的简化分析模型,将平行折叠的柔性结构转化为折痕上的质点及连接的弹簧.分析了折痕刚度对展开的影响,给出完全展开的判定准则及通用拓扑关系,并推导了理想展开时点的运动轨迹.应用本模型对正四边形柔性结构在边框张拉受力下进行展开分析,利用自编程序通过特定功能模块实现非理想展开过程仿真.仿真展开过程与理论轨迹基本相符,验证了分析模型的合理性.并对展开过程中的受力、变形进行分析,探讨了折痕刚度对模型展开的影响.拓展了弹簧质点系统的应用范围,为柔性结构的分析、建模及仿真给出建议. 展开更多

关键词 两阶段展开 柔性结构 弹簧质点系统 折痕特性 折痕-质点模型 展开过程仿真

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布料仿真技术在游戏中的设计和实现

20

作者 靳碧鹏 蔡洪斌 何明耘 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第10期105-107,共3页

近几年来,布料仿真技术广泛应用于游戏开发中,针对游戏在实时性和交互性方面的特殊需求,结合“网络游戏公共技术平台关键技术研究”项目,对布料的物理模型、模型求解以及碰撞检测和处理等方面进行了分析和设计,并在此基础上实现了几种... 近几年来,布料仿真技术广泛应用于游戏开发中,针对游戏在实时性和交互性方面的特殊需求,结合“网络游戏公共技术平台关键技术研究”项目,对布料的物理模型、模型求解以及碰撞检测和处理等方面进行了分析和设计,并在此基础上实现了几种布料动画的模拟。 展开更多

关键词 布料动画 质点-弹簧系统 碰撞检测

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