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基于多信息体素的三角网格模型距离场算法 被引量:2
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作者 黄江 张李超 +2 位作者 王森林 覃林 史玉升 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第1期117-125,共9页
基于三维实体模型的符号距离场可高效进行诸如布尔运算和随形梯度点阵结构生成等三角网格模型难以处理的操作,在增材制造领域有着重要的用途,但复杂三角网格模型符号距离场的生成效率非常低。提出了基于多信息体素的三角网格模型精确符... 基于三维实体模型的符号距离场可高效进行诸如布尔运算和随形梯度点阵结构生成等三角网格模型难以处理的操作,在增材制造领域有着重要的用途,但复杂三角网格模型符号距离场的生成效率非常低。提出了基于多信息体素的三角网格模型精确符号距离场和混合距离场的概念及其生成算法。精确距离场算法将包含三角网格模型的有限空间平行于坐标轴等距分割成多个体素,对三维体素空间进行快速距离变换,生成粗糙符号距离场,依据粗糙符号距离场将相关三角面片划分到每个体素中,过滤无关的三角形,生成精确符号距离场,在效率上有百倍的提升;混合距离场算法利用粗糙符号距离场选择性构建边界附近的精确符号距离场,空间内其他位置用粗糙符号距离场表示,在保证内部符号距离场分辨率的前提下的提高了距离场的生成效率。最后通过生成随形的梯度点阵结构对算法进行验证。 展开更多
关键词 符号距离场 三角网格模型 增材制造 距离变换 三周期极小曲面
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基于智能网格降水和水文滑坡耦合模型的全国洪水和滑坡灾害滚动预报 被引量:1
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作者 张春堂 张珂 +2 位作者 陈国鼎 王晟 包红军 《水资源保护》 北大核心 2025年第3期83-92,共10页
为解决洪水和滑坡灾害在大尺度下实时预报中面临驱动数据、土水参数难以获取以及计算负荷的问题,以水文-滑坡耦合模型(CRESLIDE)为基础,引入无缝隙精细化智能网格降水数据作为驱动因子,利用土壤厚度模型及土壤类型数据获取分布式土水参... 为解决洪水和滑坡灾害在大尺度下实时预报中面临驱动数据、土水参数难以获取以及计算负荷的问题,以水文-滑坡耦合模型(CRESLIDE)为基础,引入无缝隙精细化智能网格降水数据作为驱动因子,利用土壤厚度模型及土壤类型数据获取分布式土水参数,结合地表覆盖信息及累积降水量动态识别滑坡敏感区域,采用并行技术加速计算过程,构建了全国尺度的CRESLIDE模型,对2022—2023年降雨诱发洪水和滑坡灾害进行实时预报,并基于汛期6—8月的长序列和个例灾害对模型进行检验。结果表明:CRESLIDE模型在并行计算时的加速比最高可达5.53;洪水灾害整体上集中于华北和西南一带,滑坡灾害多发生在我国南方地区,7—8月北方滑坡开始增加;在长序列检验中,模型预报精度评价指标ROC曲线下面积均超过或接近0.7,其中洪水灾害预报效果优于滑坡灾害;在个例检验中,模型预测的灾害发生位置和时间与实测结果较为一致。 展开更多
关键词 智能网格降水 水文-滑坡耦合模型 洪水与滑坡灾害 大尺度滚动预报 中国
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基于三角网格重构模型的物体绕流数值模拟研究
3
作者 董清晨 刘涛涛 +1 位作者 黄彪 张后胜 《力学学报》 北大核心 2025年第8期1849-1860,共12页
基于边界数据浸入法(BDIM)的流-固耦合数值模拟中,传统模型离散重构方法存在阶梯状失真问题.为此提出了一种基于三角网格的几何重构方法,结合BDIM实现高精度流场求解,旨在提升BDIM对于复杂流动问题的模拟精度.通过三角网格重构固体模型... 基于边界数据浸入法(BDIM)的流-固耦合数值模拟中,传统模型离散重构方法存在阶梯状失真问题.为此提出了一种基于三角网格的几何重构方法,结合BDIM实现高精度流场求解,旨在提升BDIM对于复杂流动问题的模拟精度.通过三角网格重构固体模型,利用STL文件中的三角形面元信息将固体沿其近似法向方向离散,有效避免了传统方法中沿着笛卡尔正交坐标轴方向离散导致的几何阶梯状误差.采用有限差分法求解N-S方程,采用Chen空化模型构建气体体积分数控制方程,分别通过单相球体绕流与多相Clark-Y水翼空化绕流算例验证了数值计算方法的有效性.数值计算结果表明:与传统方法相比,基于三角网格重构模型的方法显著降低了模型表面的失真情况.对于雷诺数Re=3700条件下的球体绕流问题,文章方法相对于传统方法提高了压力系数与轴向速度分布的预测精度;在流场充分发展之后,计算得到的球体绕流后流场的涡结构与DNS得到的结果有较好的一致性.在Clark-Y水翼绕流空化多相流模拟中,文章方法能更精确捕捉气液界面动态行为.在保证计算效率的同时,旨在为基于BDIM处理具有复杂固体边界问题提供鲁棒性更强的数值解决方案. 展开更多
关键词 流-固耦合 边界数据浸入法 三角网格 模型重构 数值模拟
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基于网格模型的全成形裙装三维仿真
4
作者 顾文敏 蒋高明 +1 位作者 刘海桑 李炳贤 《纺织学报》 北大核心 2025年第5期214-221,共8页
全成形服装作为横编毛衫产品的重要组成部分,市场需求逐渐提升。为降低设计与研发成本,针对横编全成形裙装款式变化、组织结构复杂多样问题,需实现裙装的快速设计和三维仿真。为此,在深入分析裙装款式和组织结构特点的基础上,应用矩阵... 全成形服装作为横编毛衫产品的重要组成部分,市场需求逐渐提升。为降低设计与研发成本,针对横编全成形裙装款式变化、组织结构复杂多样问题,需实现裙装的快速设计和三维仿真。为此,在深入分析裙装款式和组织结构特点的基础上,应用矩阵对花型意匠图、组织结构图和工艺编织图进行数字化表达,并以色码为桥梁建立展开关系,实现裙装样板文件与上机编织文件之间的信息转换以及交互性设计。再建立线圈几何模型与网格模型,完成版片边界及内部线圈网格的组合,并利用二维与三维OBJ模型间的索引关系,确定各类型值点的空间坐标位置。最终借助WebGL技术与三维样条曲线,在CAD系统实现了横编全成形裙装设计以及具备针织线圈结构的三维仿真功能,对横编全成形裙装的设计与开发具有指导意义。 展开更多
关键词 全成形裙装 横编工艺 组织结构 线圈模型 网格模型 三维仿真
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基于多源数据融合的船舶结构三维网格模型生成研究
5
作者 操宛霖 马博华 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第3期167-171,共5页
单一数据采集方式难以全面捕捉船舶结构的复杂细节,本文提出基于多源数据融合的船舶结构三维网格模型生成方法。在同一个无人机上搭载激光雷达装置、正摄像机,分别采集船舶激光点云数据、影像数据,将2种船舶结构数据坐标投影变换,融合... 单一数据采集方式难以全面捕捉船舶结构的复杂细节,本文提出基于多源数据融合的船舶结构三维网格模型生成方法。在同一个无人机上搭载激光雷达装置、正摄像机,分别采集船舶激光点云数据、影像数据,将2种船舶结构数据坐标投影变换,融合多源数据,融合后数据作为船舶结构三维网格建模的数据样本,通过求解泊松方程,推断出船舶结构实体的近似指示函数,利用该函数构建等值面,连接各个等值面,生成三维网格模型。实验结果表明,本文方法能够采用多源数据融合的方式,构建与实际船舶结构数据高度拟合的三维网格模型。 展开更多
关键词 多源数据融合 船舶结构 三维网格模型 投影变换
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基于扩散模型的手部网格重建算法
6
作者 陈家林 周永霞 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第5期1564-1569,共6页
单目图像重建手部网格是一项极具挑战性的任务,主要受到视野受限和手部遮挡等问题的影响,导致图像和网格之间存在非唯一的映射关系。为了解决这一问题,提出了一种基于扩散模型的手部网格重建算法(DiffHand)。该算法通过引入噪声来模拟... 单目图像重建手部网格是一项极具挑战性的任务,主要受到视野受限和手部遮挡等问题的影响,导致图像和网格之间存在非唯一的映射关系。为了解决这一问题,提出了一种基于扩散模型的手部网格重建算法(DiffHand)。该算法通过引入噪声来模拟网格重建过程中的不确定性,将手部网格的重建视为反向扩散过程,并在此过程中根据外部条件选择最佳网格。为了有效模拟手部网格的结构连通性,设计了U型去噪网络。该网络首先引入了拓扑感知特征嵌入层,通过融合空间拓扑信息和门控机制,增强了顶点特征之间的空间关系,同时减轻了噪声干扰。其次,设计了双分支图卷积Transformer模块,用于提取顶点的局部和全局特征并进行有效融合,以增强不同特征之间的互补性。最后,选择2D关节采样特征作为扩散模型的条件输入,通过交叉注意力进行特征融合,进一步优化重建过程。实验结果表明,该算法在FreiHAND数据集上的PA-MPJPE指标达到了6.0 mm,显著优于其他先进算法,充分验证了其优越性和有效性。 展开更多
关键词 扩散模型 手部网格重建 图卷积 TRANSFORMER
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基于网格化和雷达图的建筑抗震设防最优烈度决策模型研究 被引量:1
7
作者 昌毅 万凯 +4 位作者 刘新权 甘嘉豪 江元琪 胡文君 丁星妤 《世界地震工程》 北大核心 2024年第2期166-173,共8页
目前的建筑抗震设防最优烈度研究主要是从经济性或安全性进行考虑,然而合理的建筑抗震设防最优烈度需要综合考虑经济和安全性指标。本文将研究区域进行网格化,结合其周围历史地震数据进行地震危险性分析,以经济性指标和安全性指标作为... 目前的建筑抗震设防最优烈度研究主要是从经济性或安全性进行考虑,然而合理的建筑抗震设防最优烈度需要综合考虑经济和安全性指标。本文将研究区域进行网格化,结合其周围历史地震数据进行地震危险性分析,以经济性指标和安全性指标作为抗震设防最优烈度评价指标;运用博弈论组合赋权法确定各指标权重,建立基于网格化和雷达图的建筑抗震设防最优烈度决策模型,将该模型运用到四川省崇州市钢混结构和砖混结构的抗震设防研究中。通过对比分析该模型数据发现:钢混结构按8度设防时,相比于6度、7度和9度设防,其抗震设防综合效益分别提升57.2%、29.6%和3.9%;砖混结构按8度设防时,相比于未设防、6度、7度和9度设防的抗震设防综合效益分别提升60.6%、19.2%、2.4%和1.9%。因此,崇州市钢混结构和砖混结构按8度设防时,为最优抗震设防烈度,抗震设防综合效益最佳,验证了该模型的有效性。 展开更多
关键词 抗震设防 网格划分 博弈论 雷达图 决策模型
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钢筋混凝土网格剪力墙双参数地震损伤模型及损伤分析
8
作者 张微敬 杨功达 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2024年第3期73-83,共11页
为了研究钢筋混凝土网格剪力墙在地震作用下的损伤演化规律,对已有钢筋混凝土构件双参数地震损伤模型进行修正,提出了适用于网格剪力墙的地震损伤模型;利用灰色关联方法,对网格剪力墙试验信息进行分析,确定关键设计参数,给出损伤模型中... 为了研究钢筋混凝土网格剪力墙在地震作用下的损伤演化规律,对已有钢筋混凝土构件双参数地震损伤模型进行修正,提出了适用于网格剪力墙的地震损伤模型;利用灰色关联方法,对网格剪力墙试验信息进行分析,确定关键设计参数,给出损伤模型中的组合系数计算公式。研究了剪跨比、轴压比、竖肢宽度和横肢高度等参数对网格墙损伤的影响,得到网格剪力墙主要影响参数与损伤演化的关系。基于所提出的损伤模型,计算了网格剪力墙的损伤指数,根据网格剪力墙构件破坏程度将其划分为基本完好、轻微破坏、中度破坏、严重破坏和倒塌失效5个损伤等级,标定了不同损伤等级的损伤指数区间。 展开更多
关键词 网格剪力墙 地震损伤模型 损伤指数 组合系数 损伤分析
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保持细节特征的输电铁塔三维网格模型轻量化算法
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作者 王彦海 张宇昊 +2 位作者 李成 陈树平 龚昕玺 《电子测量技术》 北大核心 2024年第9期154-162,共9页
针对输电铁塔三维网格模型简化后出现模型细节特征大量缺失的问题,以QEM算法为基础,提出了一种保持细节特征的输电铁塔三维网格模型轻量化算法。该算法首先确定了输电铁塔三维网格模型中的细节特征定义,然后提出了输电铁塔细节特征提取... 针对输电铁塔三维网格模型简化后出现模型细节特征大量缺失的问题,以QEM算法为基础,提出了一种保持细节特征的输电铁塔三维网格模型轻量化算法。该算法首先确定了输电铁塔三维网格模型中的细节特征定义,然后提出了输电铁塔细节特征提取策略,并且引入细节特征显著因子和顶点近似曲率因子对QEM算法中的简化代价进行优化。实验结果表明,优化后的算法可以有效保留输电铁塔三维网格模型的重要几何特征和细节特征,避免了简化后模型出现大面积的特征缺失问题,并且相较于普通QEM算法,优化后的算法所简化的模型在最大误差、平均误差和均方差上分别至少下降了39.77%、10.64%和64.99%,实现了输电铁塔三维网格模型的高质量轻量化。 展开更多
关键词 输电铁塔三维网格模型 模型轻量化 边折叠 二次误差度量算法 细节特征
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基于分布式模型的永定河流域“23·7”特大洪水模拟
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作者 李致家 李安琪 +4 位作者 姚成 张欣 刘雨彤 刘田伟 曾萌 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期10-17,57,共9页
为准确呈现“23·7”特大洪水的过程特征,为永定河流域特大洪水的预防与预警工作提供理论支持,采用网格新安江模型和网格蓄超模型对永定河流域5个关键控制断面(斋堂水库、青白口、雁翅、三家店、卢沟桥)进行了模拟分析,采用2000—2... 为准确呈现“23·7”特大洪水的过程特征,为永定河流域特大洪水的预防与预警工作提供理论支持,采用网格新安江模型和网格蓄超模型对永定河流域5个关键控制断面(斋堂水库、青白口、雁翅、三家店、卢沟桥)进行了模拟分析,采用2000—2022年的典型洪水事件率定模型参数,并采用“23·7”特大洪水事件进行验证。结果表明:网格新安江模型和网格蓄超模型均能够较为准确地模拟“23·7”特大洪水的全过程,且在青白口断面,2个模型的确定性系数均达到甲级精度;在雁翅、三家店和卢沟桥控制断面,模型精度均达到乙级,模拟效果优良;网格新安江模型与网格蓄超模型在5个控制断面的洪量、洪峰及峰现时间等指标表现良好,可较好地模拟半干旱半湿润地区的特大洪水。 展开更多
关键词 “23·7”特大洪水 洪水预报 网格蓄超模型 网格新安江模型 分布式水文模型 永定河流域
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面向局部点云信息缺失的模型重构方法
11
作者 常正平 袁国帅 +2 位作者 李玖桦 赵阳 王仲奇 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期54-63,共10页
面向新一代航空航天型号高性能制造需求,基于实测数据的性能预测方法愈来愈得到广泛应用。然而,受限于零件尺寸大、结构遮挡多和设备性能不足等问题,该方法难以获得零件完整的实测数据,影响了产品性能预测精度。为此,提出面向局部点云... 面向新一代航空航天型号高性能制造需求,基于实测数据的性能预测方法愈来愈得到广泛应用。然而,受限于零件尺寸大、结构遮挡多和设备性能不足等问题,该方法难以获得零件完整的实测数据,影响了产品性能预测精度。为此,提出面向局部点云缺失的模型重构方法,构建扫描区域与点云缺失区域的拓扑关系,求得缺失区域的表面点集。首先,提取理论3维模型表面几何信息,并将其转换至拉普拉斯坐标系;其次,将扫描点云数据进行划分,结合粗配准与迭代最近点(ICP)精配准算法进行区域匹配,得到理论模型上与扫描点云对应的区域;然后,采用拉普拉斯网格变换使匹配区域驱动理论三角网格发生形变,并用扫描点云替换对应区域,得到零件完整点云。最后,以飞机起落架外筒为例,采用传统方法与本文方法进行对比,发现当扫描点云覆盖达到一定范围时,所提方法的最大偏差为0.145 mm,显著低于传统方法的0.717 mm,验证了该方法在重构模型精度上的提升。 展开更多
关键词 局部点云 信息缺失 模型重构 拉普拉斯网格变换
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基于动网格6DOF模型的框架式流速仪水力特性数值模拟与明渠测流速率常数预测 被引量:2
12
作者 唐渊 申丽霞 +3 位作者 吴建华 张玉胜 成一雄 胥云彬 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期371-381,共11页
为分析明渠内框架式流速仪流场特性与运动姿态,同时对流速仪倍常数K和摩阻系数C进行率定,根据不可压缩流体流动的Navier-Stokes方程和SST k-ω湍流模型,结合VOF多相流模型,建立动态网格下的6自由度(6DOF)刚体动力学耦合数值仿真模型,对... 为分析明渠内框架式流速仪流场特性与运动姿态,同时对流速仪倍常数K和摩阻系数C进行率定,根据不可压缩流体流动的Navier-Stokes方程和SST k-ω湍流模型,结合VOF多相流模型,建立动态网格下的6自由度(6DOF)刚体动力学耦合数值仿真模型,对水冲击流速仪旋桨使之被动旋转过程进行了仿真,分析了流速仪在不同位置对流速仪倍常数K和摩阻系数C的影响规律。结果表明:采用动网格6DOF模型可以较好地模拟框架式流速仪在明渠的流动状态,仿真结果可靠性较高;通过对不同时刻转速与流速拟合曲线分析可知,流速仪位置不同会影响流速仪摩阻系数C,对流速仪倍常数K影响不大。研究结果可为进一步研究框架式流速仪优化和不同含沙水流条件下对流速仪的磨损提供参考。 展开更多
关键词 明渠测流 水力特性 框架式流速仪法 网格6DOF仿真模型 速率常数预测
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面向机械零件三角网格模型自动配准中增强特征的分割方法 被引量:1
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作者 巫志辉 王立忠 +4 位作者 梁晋 龚春园 朱峰 常志文 徐建宁 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1112-1124,共13页
三角网格模型配准是工业自动化检测软件中的重要一环,其配准精度对检测机械零件的形位公差有重要影响。针对三角网格模型的自动配准精度低、鲁棒性差的问题,本文提出一种面向机械零件三角网格模型自动配准中增强特征的分割方法。首先,... 三角网格模型配准是工业自动化检测软件中的重要一环,其配准精度对检测机械零件的形位公差有重要影响。针对三角网格模型的自动配准精度低、鲁棒性差的问题,本文提出一种面向机械零件三角网格模型自动配准中增强特征的分割方法。首先,确定三角网格模型特征分割的K值,通过拉普拉斯矩阵确定种子点进行迭代初始化。其次,本文采用合适的区域形状代理和代价函数以加速该过程,并通过多源迭代聚类得到特征分割结果。最终,在三角网格模型特征分割结果的基础上进行基于奇异值分解法的粗配准,之后再根据EM-ICP进行精配准。与传统的特征描述子粗配准结合ICP精配准的方法进行对比,结果表明,本文方法的配准误差下降了25.2%,自动配准时间缩短了62.6%,有效地提高了三角网格模型自动配准的精度和效率。 展开更多
关键词 三角网格模型 特征分割 种子点选取 分割后处理 自动配准
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基于格点网格与段尺度注意力机制的知识图谱构建
14
作者 王体春 李昊 王贤伟 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第4期1368-1382,共15页
为解决当前知识图谱构建模型过程中训练样本特征单一、关系抽取准确率低下的问题,建立一种基于格点网格与段尺度注意力机制的知识图谱自动构建模型(KG-GSAM)。针对实体识别任务,引入格点网格结构对双向门控循环神经网络进行改进;针对关... 为解决当前知识图谱构建模型过程中训练样本特征单一、关系抽取准确率低下的问题,建立一种基于格点网格与段尺度注意力机制的知识图谱自动构建模型(KG-GSAM)。针对实体识别任务,引入格点网格结构对双向门控循环神经网络进行改进;针对关系抽取任务,引入段尺度注意力机制,搭建关系抽取神经网络。在公开数据集和近三年自动导引车领域的专利文本构建的数据集上分别进行实验,结果表明所建立模型在Precision、Recall和F1-score三个指标上与其他知识图谱构建模型相比有一定的优越性。 展开更多
关键词 知识图谱 格点网格 段尺度注意力机制 BERT模型 关系抽取神经网络 自动导引车
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基于网格搜索和投票分类模型的喷油器故障诊断研究 被引量:4
15
作者 赵玉程 李英建 +2 位作者 沈世民 韩玉喜 宋杰 《机床与液压》 北大核心 2024年第5期213-220,共8页
为了提高高压共轨试验台对喷油器检修效率,提出一种基于网格搜索和投票分类模型的喷油器故障自动诊断方法。由于压电喷油器故障数据采集困难,使用AMESim软件模拟不同轨压和脉宽状态下压电喷油器可能出现的多种故障情况。随后,将采集到的... 为了提高高压共轨试验台对喷油器检修效率,提出一种基于网格搜索和投票分类模型的喷油器故障自动诊断方法。由于压电喷油器故障数据采集困难,使用AMESim软件模拟不同轨压和脉宽状态下压电喷油器可能出现的多种故障情况。随后,将采集到的1 760组数据使用由随机森林、支持向量机和GBM组成的投票分类模型进行训练,并使用网格搜索法优化各分类器的超参数。实验结果表明:该模型对压电喷油器的5种故障状态及正常状态诊断时的准确率、精确率、召回率和F1-score分别为98.86%、99.13%、98.56%、98.83%,表现出较高的准确性和稳定性。该方法能够快速高效地对喷油器故障情况进行定位。 展开更多
关键词 投票分类模型 网格搜索法 压电喷油器 故障诊断
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起伏地形下基于非结构网格模型降维的重力三维密度反演 被引量:2
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作者 高新宇 鲁宝亮 +1 位作者 安国强 巨鹏 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期379-393,共15页
复杂起伏地形以及剖分方式对重力反演解释具有重要影响.目前重力密度反演研究主要基于直立长方体模型,这显著降低了对起伏地形和复杂地质体的拟合程度,对重力反演解释易产生较大影响.四面体非结构网格能够更加精细地模拟起伏地形及复杂... 复杂起伏地形以及剖分方式对重力反演解释具有重要影响.目前重力密度反演研究主要基于直立长方体模型,这显著降低了对起伏地形和复杂地质体的拟合程度,对重力反演解释易产生较大影响.四面体非结构网格能够更加精细地模拟起伏地形及复杂地质体,为此本文研究了起伏地形条件下基于四面体非结构网格剖分的重力三维密度反演.首先基于Delaunay方法将地下区域剖分为四面体非结构网格,引入垂向导数和相关系数两种方法进行模型降维技术从而减小解的空间,通过添加最小长度约束,深度加权约束,物性范围约束构建目标函数,并采用预条件共轭梯度法求解.为了提高反演效率在计算过程引入OpenMP并行算法.并研究了各项约束以及两种模型降维方法在四面体非结构网格正则化反演中的效果.通过不同深度直立长方体模型以及起伏地形下组合模型试验,基于四面体非结构网格的重力密度反演可以清晰地反映异常体位置.将本文提出的方法应用于美国密苏里州东南部的氧化铁矿床,反演结果与已知岩体具有较好的一致性,进一步证明该方法的正确性和有效性. 展开更多
关键词 非结构网格 起伏地形 密度反演 模型降维 正则化
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WRF模型驱动的网格新安江模型及其应用 被引量:1
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作者 龚俊超 姚成 孙明坤 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第4期24-33,共10页
为提升输入网格新安江模型的降雨和蒸发数据的时空分布准确度,完善水文循环过程,并为进一步实现WRF模型与网格新安江模型的耦合提供基础,构建了由WRF驱动的网格新安江模型。首先,采用逐步订正法将WRF预报降雨与雨量站降雨融合来获取WRF... 为提升输入网格新安江模型的降雨和蒸发数据的时空分布准确度,完善水文循环过程,并为进一步实现WRF模型与网格新安江模型的耦合提供基础,构建了由WRF驱动的网格新安江模型。首先,采用逐步订正法将WRF预报降雨与雨量站降雨融合来获取WRF融合降雨;然后将WRF预报气象数据输入网格新安江模型中并采用彭曼公式计算单元网格小时蒸发能力;最后由WRF融合降雨和彭曼公式蒸发能力驱动网格新安江模型在湿润的屯溪流域进行洪水模拟预报。结果表明:①WRF融合降雨具有较高精度且具有精细空间分布。相较于WRF预报降雨,WRF融合降雨与实测降雨的相关性(RR≥0.99)和拟合度(NSE≥0.98)更高,雨峰误差(-8.1%~3.5%)和雨量误差(-2.0%~6.7%)均明显减小。在空间分布上,WRF融合降雨具有比站点插值降雨更复杂的空间信息,信息熵(SE)显著增加(30.4%~48.2%),并包含了WRF降雨和站点插值降雨的降雨中心。②彭曼公式蒸发能力不仅呈现出逐小时变化规律,且与降雨过程密切相关。在空间分布上,彭曼公式蒸发能力与海拔密切相关,在中高程地区最大,低高程地区次之,而在高程较高地区最小。③WRF驱动的网格新安江模型具有较大的洪水预报潜力。相较于使用WRF预报降雨驱动网格新安江模型,由WRF融合降雨和彭曼公式蒸发能力驱动的网格新安江模型在屯溪流域的洪水预报精度明显提高,预报洪水的NSE均在0.90以上,洪量、洪峰和峰现时间合格率均达到100%。 展开更多
关键词 WRF模型 网格新安江模型 逐步订正法 彭曼公式 洪水预报
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基于分布式水文水动力耦合模型的秦淮河流域洪水模拟 被引量:4
18
作者 王雨洁 李致家 +1 位作者 姚成 牛颢然 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期11-18,114,共9页
为更准确地模拟秦淮河流域洪水演进情况,采用松散耦合方法,结合水文、水动力过程,构建了分布式水文模型与一维、二维水动力耦合模型,该模型在上游采用网格新安江模型,下游则结合一维与二维水动力模型模拟复杂水流动态,在河道采用一维模... 为更准确地模拟秦淮河流域洪水演进情况,采用松散耦合方法,结合水文、水动力过程,构建了分布式水文模型与一维、二维水动力耦合模型,该模型在上游采用网格新安江模型,下游则结合一维与二维水动力模型模拟复杂水流动态,在河道采用一维模型,在主要城区采用二维模型进行模拟,形成全流域的分布式水文水动力耦合模型。验证结果表明:该模型能够有效模拟2015-2020年间的5场洪水,模拟结果的平均纳什效率系数达0.932,验证了模型的高精度与可靠性。以20200713号洪水为例模拟了下游南京市城区的淹没情况,发现秦淮河下游城区多处区域(如郑淮路、凤凰东街、武定门闸区域等)存在显著淹没风险,最大淹没水深均超过0.5m。 展开更多
关键词 水文水动力耦合模型 洪水淹没模拟 网格新安江模型 秦淮河流域
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面向复杂装配体模型的两级并行曲面网格生成
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作者 徐权 冷珏琳 +1 位作者 刘田田 郑澎 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期321-327,共7页
针对实际工程应用中的大规模数值模拟需求,面向复杂几何装配体模型,提出一种适配高性能计算机分布式共享存储体系的两级并行曲面网格生成方法。首先提取几何模型的关键特征,基于关键特征构建网格尺寸场并预估出每个几何实体内的网格规... 针对实际工程应用中的大规模数值模拟需求,面向复杂几何装配体模型,提出一种适配高性能计算机分布式共享存储体系的两级并行曲面网格生成方法。首先提取几何模型的关键特征,基于关键特征构建网格尺寸场并预估出每个几何实体内的网格规模大小;然后基于模型几何实体的相邻关系和预估的网格规模建立模型实体间的邻接关系图,通过图剖分算法将几何模型分解为不同的子模型,将子模型分配到不同的进程内;最后在各进程内按照“点-线-面”的顺序依次并行生成点网格、线网格和面网格。在曲面网格并行生成中采取进程和线程混合的并行方式,不同子模型之间采用消息传递接口并行,同一个子模型的不同几何曲面之间采用OpenMP并行。通过三峡大坝模型对该方法进行验证,结果表明,通过分析算法的并行效率、通信最小化和负载平衡,该方法可以在数千处理器核上获得40%的并行效率,不同进程间的通信量较少,且可以获得良好的负载平衡。 展开更多
关键词 曲面网格生成 区域分解 并行网格生成 装配体模型 图剖分
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网格尺度对三维水动力模型模拟滨海地区潮流特性影响的数值分析
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作者 刘姣男 韩丽娟 +1 位作者 乔建浩 郝瑞霞 《辐射防护》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期391-402,共12页
构建了三门湾三维水动力模型,将计算结果与实测资料进行对比分析后设置了不同的网格尺度,对三个断面和四个典型点的潮流特性进行了分析。结果表明:当研究水域为港汊较多、地形复杂的海湾时,数值模拟计算值的相对偏差会随着网格尺度增大... 构建了三门湾三维水动力模型,将计算结果与实测资料进行对比分析后设置了不同的网格尺度,对三个断面和四个典型点的潮流特性进行了分析。结果表明:当研究水域为港汊较多、地形复杂的海湾时,数值模拟计算值的相对偏差会随着网格尺度增大而增大,当网格尺度增大到一定值时,相对偏差会由于多种误差的正负累积而趋于稳定。地形是影响潮流计算的关键因素,在地形变化剧烈和水深较小的潮间带水域的潮差和流速值相对变化较大,在水深较大的平坦区域则几乎不受网格尺度的影响;流向对网格尺度的敏感程度较低,与网格尺度无明显关系;水平涡粘系数与网格面积呈正相关,且网格面积对流速变形率Sij较大处影响较大。综合分析,在进行潮流计算时,需要在地形复杂的岸边、水深较小的潮间带以及岛屿间进行网格的加密处理,考虑计算时间、模型计算的稳定收敛以及计算值的精确度等因素,确定合适的计算网格尺度,使得计算结果满足精度要求。 展开更多
关键词 三维水动力模型 网格尺度 潮流特性 数值模拟
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