超空泡形态参数的测量及参数可视化研究

发布时间：2022-02-24 02:51

　　超空泡的形态对超空泡减阻技术有着重要的影响。本文以某国防项目为背景,为准确获得超空泡的外形特点,展示空泡生灭过程,对超空泡形态的相关参数测量和参数可视化展开了研究。本文首先介绍了超空泡参数测量和可视化研究的背景及意义以及国内外相关的研究工作,接着以空化现象的产生、分类以及空泡形态特点入手,从影响超空泡形态的因素和超空泡的稳定状态等方面研究了超空泡的形态特点。针对课题研究内容,在实验室条件下搭建测试环境,拍摄水下射弹超空泡相关图像,通过分析超空泡图像畸变的原因,确定了超空泡畸变矫正的步骤及畸变图像的矫正算法,并利用镜头畸变算法、折射畸变算法矫正畸变图像。同时,利用Hough变换检测直线斜率,矫正超空泡对称轴,得到无失真超空泡图像,并采用坐标点归纳法完成超空泡形态参数的测量。在此基础上,基于超空泡形态参数完成了在Multigen Creator软件下的实体建模,并通过Vega Prime软件提供的API接口函数,以及OpenGL库函数,利用VC++进行二次开发,完成了空泡动态模型的建立,特效设计以及视点窗口设计,最终实现了超空泡视景仿真系统。本文所给出的测量超空泡图像参数的方法简单、方便且... 

【文章来源】：西安工业大学陕西省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 超空泡技术的研究现状
        1.2.2 图像处理关键技术的研究现状
        1.2.3 可视化技术的研究现状
    1.3 论文的研究内容与结构
2 超空泡外形研究
    2.1 空化现象
        2.1.1 空化产生的原因
        2.1.2 空化的分类
    2.2 超空泡研究
        2.2.1 超空泡形态研究
        2.2.2 影响空泡形态的因素
        2.2.3 超空泡稳定状态
    2.3 本章小结
3 超空泡形态参数测量
    3.1 超空泡图像畸变矫正
        3.1.1 图像畸变原因
        3.1.2 畸变矫正步骤
        3.1.3 畸变矫正相关坐标系转换
        3.1.4 畸变矫正算法
        3.1.5 畸变矫正的实现
    3.2 超空泡图像对称轴矫正
        3.2.1 对称轴矫正步骤
        3.2.2 Hough变换检测直线
        3.2.3 对称轴矫正的实现
    3.3 超空泡形态参数测量
        3.3.1 超空泡形态参数测量步骤
        3.3.2 超空泡形态参数测量结果
    3.4 本章小结
4 超空泡视景仿真系统设计
    4.1 系统设计要求
    4.2 系统设计原则
    4.3 系统仿真工具
        4.3.1 3D MAX
        4.3.2 MAYA
        4.3.3 Multigen Creator
        4.3.4 Vega
        4.3.5 Vega Prime
        4.3.6 Direct3D
        4.3.7 OpenGL
    4.4 系统总体框架
    4.5 系统开发环境
    4.6 本章小结
5 超空泡视景仿真系统实现
    5.1 系统创建流程
        5.1.1 初始化配置
        5.1.2 程序设计
    5.2 环境及目标实体建模
        5.2.1 建模流程
        5.2.2 模型的建立
    5.3 空泡动态建模
        5.3.1 空泡演变关键帧插值
        5.3.2 空泡动态模型绘制
    5.4 特效的设计
        5.4.1 尾迹特效的实现
        5.5.2 爆炸特效的实现
    5.5 视点及窗口的设置
        5.5.1 视点的设置
        5.5.2 窗口的设置
    5.6 运动数据库的加载设计
        5.6.1 运动数据库的设计
        5.6.2 运动数据库加载的实现
    5.7 本章小结
6 结论
    6.1 工作总结
    6.2 不足与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新的基于Hough变换的直线识别方法[J]. 王琼,张永丰,李勇,殷美艳,任伟建.  长江大学学报(自然科学版). 2011(06)
[2]自然超空泡形态稳定性的数值仿真[J]. 张学伟,张亮,于开平,张嘉钟,魏英杰.  弹道学报. 2009(02)
[3]Hough变换及其在几何特征检测中的应用[J]. 王彬生,黄乡生.  计算机与现代化. 2008(04)
[4]人工超空化通气流量系数的实验研究[J]. 杨武刚,张宇文,邓飞,范辉,袁绪龙,张博.  机床与液压. 2007(09)
[5]空化器几何参数对通气超空泡生成影响的实验研究[J]. 贾力平,张嘉钟,魏英杰,王聪,于开平,王海斌,李凝.  船舶力学. 2007(02)
[6]自然超空泡形态特性的射弹试验研究[J]. 曹伟,王聪,魏英杰,邹振祝.  工程力学. 2006(12)
[7]基于畸变率的图像几何校正[J]. 崔洪州,孔渊,周起勃,潘兆鑫,葛军.  应用光学. 2006(03)
[8]一种基于神经网络的畸变图像校正方法[J]. 王珂娜,邹北骥,黄文梅.  中国图象图形学报. 2005(05)
[9]应用在鱼雷上的超空泡技术分析[J]. 王鹏,王树宗.  舰船科学技术. 2005(02)
[10]新概念武器——超空泡水下高速武器[J]. 陈兢.  飞航导弹. 2004(10)

硕士论文
[1]基于OpenGL虚拟海洋环境仿真[D]. 尹宝瑞.哈尔滨工程大学 2010
[2]基于Multigen Creator/Vega Prime无人机三维视景仿真系统的设计与实现[D]. 徐鹤.南京航空航天大学 2008
[3]虚拟人运动控制技术的研究与实现[D]. 黄锦军.华中科技大学 2007
[4]超空泡外形和阻力及空化器形状优化研究[D]. 刘磊.哈尔滨工程大学 2007
[5]细长超空泡外形研究[D]. 高强.西北工业大学 2005



本文编号：3641826