簡介：三維圖形技術是近年來發(fā)展迅速和受關注較多的技術之一，它是虛擬現(xiàn)實、實時仿真、數(shù)字娛樂等領域的基礎。然而三維圖形技術涉及到許多專業(yè)知識和算法，直接應用3DAPI開發(fā)三維應用程序難度很大。三維引擎就是通過封裝底層操作，給開發(fā)人員提供一個清晰的軟件框架，提高三維應用程序開發(fā)效率。目前我國三維圖形引擎技術還很薄弱，大部分都引進國外引擎，因此對它的研究變得十分有意義。一個完善的三維引擎都要包括對場景的模擬，場景的模擬可分為室內場景模擬和室外場景模擬，室外場景模擬主要是指自然場景的模擬，自然場景的模擬也是圖形學中難點之一。本文通過一個三維引擎的具體實現(xiàn)，研究了三維引擎設計的一些關鍵技術，并將其應用到一個三維場景漫游程序的實例中，取得了較好的效果。研究成果主要表現(xiàn)在三個方面1結合軟件工程模塊化的思想，設計并實現(xiàn)了基于GPU渲染的圖形引擎框架，引擎主要包括場景管理模塊、資源管理模塊、渲染管理模塊、輸入輸出模塊、數(shù)學方法庫、GUI模塊，可以較方便的開發(fā)3D應用程序。2深入分析GPU渲染管道的原理，結合3DAPI的渲染機制，在管理渲染狀態(tài)和渲染批次提交方面對引擎進行優(yōu)化，提高了渲染效率。3為三維引擎設計并實現(xiàn)了一些自然場景模擬常用的類庫，主要包括地形生成、天空大氣和云層模擬、水模擬、草地模擬，對其中一些模擬算法進行了改進。

簡介：研究背景踝關節(jié)外側副韌帶是維持踝關節(jié)穩(wěn)定的重要結構，尤以距腓前韌帶（ANTERITALOFIBULARLIGAMENT，ATFL）及跟腓韌帶（CALCANEOFIBULARLIGAMENT，CFL）起主要穩(wěn)定作用，其損傷可導致踝關節(jié)外側不穩(wěn)定，嚴重影響踝關節(jié)功能。有文獻報道踝關節(jié)韌帶損傷是最常見的運動性損傷，其數(shù)量約占整個運動損傷的25％，其中內翻扭傷導致踝關節(jié)外側副韌帶的損傷又約占踝關節(jié)韌帶損傷的85％10％～20％的急性外側副韌帶損傷會發(fā)展為慢性踝關節(jié)外側不穩(wěn)定CHRONICLATERALANKLEINSTABILITY，CAI。傳統(tǒng)骨科生物力學實驗主要是以動物模型及尸體標本作為研究對象，但存在諸多弊端和局限性。動物模型的結構和功能與人類差別較大，而踝關節(jié)的動物模型目前尚未成功建立尸體標本雖然在物理相似性上優(yōu)勢較大，但由于失活的組織其生物力學性能是漸變的，不同的尸體標本力學性能各異，并且一個標本不能反復利用，故而使對照研究的可比性下降。隨著電子計算機技術的發(fā)展，有限元分析FINITEELEMENTANALYSIS，F(xiàn)EA已經(jīng)迅速發(fā)展成為一種現(xiàn)代計算方法。在有限元仿真實驗中，可以對模型材料參數(shù)進行實驗條件仿真，模擬拉伸、彎曲、扭轉等各種力學實驗，以求獲得在不同實驗條件下模型任意部位變形、應力應變分布、內部能量變化、極限破壞分析等變化情況。與傳統(tǒng)的生物力學實驗相比，有限元方法能夠建立具有高度物理相似性的數(shù)值模型，既可以進行精確的數(shù)字分析，也可以進行形象的、直觀的定性研究，還可以完成傳統(tǒng)方法難以實現(xiàn)的加載方式及約束條件，得到客觀實體實驗所難以獲得的研究數(shù)據(jù)，甚至可以通過改變材料特性等途徑進行個體化的差異性受力分析。由于有限元法相較于傳統(tǒng)研究方法擁有諸多優(yōu)勢，因此被迅速引入生物力學研究領域，成為經(jīng)典生物力學研究方法的有力補充。本研究首先采用MRI技術掃描一健康志愿者的踝關節(jié)，利用三維仿真建模軟件MIMICS建立一個正常踝關節(jié)三維仿真模型，模型包括脛腓骨遠端、距骨和跟骨以及相應關節(jié)面，并在有限元分析軟件ANSYS中建立踝關節(jié)的內、外側副韌帶、距下關節(jié)距跟骨間韌帶和距跟內外側韌帶。然后利用已有文獻資料中的數(shù)據(jù)對構建的有限元模型進行驗證，以保證所構建模型的有效性。接著分別模擬急性ATFL撕裂、ATFL及CFL同時斷裂，對損傷后的踝關節(jié)的生物力學特性進行研究。最后對ATFL及CFL斷裂后的踝關節(jié)模型進行韌帶重建，模擬WATSONJONES、CHRISMANSNOOK及EVANS三種非解剖肌腱重建術式，比較不同重建術后的踝關節(jié)生物力學特性，以期為臨床工作中CAI治療術式的選擇提供可靠的理論依據(jù)。第一章人踝關節(jié)三維有限元模型的建立及有效性分析目的建立正常人踝關節(jié)三維有限元模型，并驗證模型的有效性，測試其敏感性，為下一步研究提供數(shù)字化平臺。方法選取一名健康志愿者，采用MRI對其踝關節(jié)進行連續(xù)掃描，層厚為1MM，以DICOM格式文件存儲所得的掃描圖像。將掃描圖像導入三維仿真建模軟件MIMICS，利用MIMICS軟件生成健康人踝關節(jié)的三維仿真模型，模型包括骨性結構和軟骨，將原始模型導入MIMICS自帶的MAGICS99軟件中進行網(wǎng)格劃分和模型優(yōu)化，將優(yōu)化后的模型導入大型通用有限元分析軟件ANSYS120中，在ANSYS中對模型網(wǎng)格賦予特定的材料屬性。最后利用解剖學資料，在ANSYS中構建踝關節(jié)周圍的主要韌帶。人踝關節(jié)三維有限元模型建立后，對模型進行生物力學測試，將獲取數(shù)據(jù)與既往已有研究文獻中的數(shù)據(jù)進行對比，分析模型的有效性，并測試模型敏感性。結果1在踝關節(jié)三維有限元模型中模擬前抽屜試驗（ANTERIDRAWERTEST，ADT），對跟骨施加不同大小前向牽引力，所獲得距骨前移距離ANTERITALUSTRANSLATION，ATT與以往文獻數(shù)據(jù)基本一致。2ADT中ATT隨著踩關節(jié)屈曲角度增大而減小，處于中立位時，踝關節(jié)最為“松弛”。只有ATFL的斷裂會導致踝關節(jié)出現(xiàn)明顯的前向不穩(wěn)定。結論1基于MRI掃描的DICOM格式文件，采用MIMICS與ANSYS軟件，成功構建了正常人踝關節(jié)的三維有限元模型，模型中包括了距骨、跟骨、遠端脛腓骨、踝關節(jié)及距下關面軟骨、踝關節(jié)周圍主要韌帶。2有限元模型模擬計算得到的ATT與以往文獻尸體標本試驗的數(shù)據(jù)基本一致，證實了模型具有良好的有效性。參數(shù)敏感性分析的結果證實了該模型具有良好的敏感性，為進一步研究提供了可靠的數(shù)字化平臺。第二章踝關節(jié)外側韌帶維持踝關節(jié)穩(wěn)定性的的生物力學有限元分析目的采用第二章所建立的正常人踝關節(jié)有限元模型，建立踝關節(jié)外側韌帶損傷模型，探討踝關節(jié)外側韌帶對維持踝關節(jié)穩(wěn)定性的生物力學影響。方法1逐個移除各條韌帶所對應的韌帶單元并建立踝關節(jié)外側韌帶損傷模型。2模擬ADT實驗，在模型中對跟骨施加由50N遞增至150N的前向牽引力，同時對踝關節(jié)施加由50N遞增至1500N的垂直軸向壓力，計算ATT和各條韌帶的應力。3模擬內翻應力試驗，約束脛腓骨遠端的活動，屈曲并固定踝關節(jié)于不同角度，對跟骨施加17NM內翻扭矩，計算距骨傾斜角度TALUSTILT，TT和各條韌帶的應力。4模擬內旋應力試驗，約束脛腓骨遠端的活動，調整固定踝關節(jié)屈曲于不同角度，對跟骨施加34NM的內旋扭矩，計算距骨內旋角度TALUSROTATION，TR及各條韌帶的應力。結果1ATFL損傷后，ATT明顯增加ATFL和CFL聯(lián)合損傷與ATFL單獨損傷的ATT值差異不明顯當垂直壓力大于300N后，ATT明顯減小ATFL是ADT中承受應力最高的韌帶。2內翻應力試驗中，當ATFL單獨損傷時TT增加不明顯當ATFL與CFL同時損傷后，TT明顯增加ATFL與CFL共同承受了對抗內翻運動的應力。3內旋應力試驗中，當ATFL損傷后，踝關節(jié)TR就會明顯增加ATFL是對抗內旋運動中承受應力最高的韌帶。結論1ATFL能夠限制距骨從榫眼處向前移位即所謂前抽屜運動，而CFL和PTFL在維持踝關節(jié)前向穩(wěn)定性當中作用不明顯。本實驗研究數(shù)據(jù)提示中立位下，前向牽引力100N，當ATT≥6MM，△ATT≥2MM時，ADT試驗可判定為陽性，提示ATFL損傷。2ADT在踝關節(jié)中立位下操作時，距骨前抽屜運動最明顯。當脛骨垂直軸向壓力大于300N后，關節(jié)面的吻合已成為維持踝關節(jié)穩(wěn)定的最主要因素。3內翻應力試驗對檢查ATFL損傷不敏感，CFL是阻止距骨內翻的主要韌帶CFL斷裂同時合并有ATFL損傷時則會出現(xiàn)明顯的踝關節(jié)內翻不穩(wěn)。正常踝關節(jié)TT≤4°，當TT≥12°時，提示ATFL與CFL同時撕裂。4內旋應力試驗提示ATFL是維持踝關節(jié)內旋穩(wěn)定性的主要韌帶。正常TR≤4°，當TR≥8°時，提示ATFL斷裂，CFL和PTFL在維持踝關節(jié)內旋穩(wěn)定性中作用不明顯。第三章EVANS、CHRISMANSNOOK和WATSONJONES術式治療踝關節(jié)外側不穩(wěn)的生物力學有限元分析目的在ATFL及CFL損傷模型上模擬WATSONJONES、CHRISMANSNOOK及EVANS三種非解剖肌腱移植重建法，對重建外側穩(wěn)定結構后的踝關節(jié)模型進行生物力學分析，比較三種重建方法的優(yōu)劣。方法1在移除ATFL與CFL的踝關節(jié)有限元模型上，根據(jù)三種重建手術方法，分別建立EVANS法、CHRISMANSNOOK法和WATSONJONES法三個移植肌腱重建模型。2模擬ADT，在三個重建模型上分別對跟骨施加由50N遞增至150N的前向牽引力，計算踝關節(jié)不同屈曲角度下，不同重建模型的ATT與韌帶及肌腱應力。3模擬內翻應力試驗，在三個重建模型上對分別對跟骨施加17NM的內翻力矩，計算踝關節(jié)不同屈曲角度下，不同重建模型的TT與韌帶及肌腱應力。4模擬內旋應力試驗，在三個重建模型上分別對跟骨施加34NM內旋力矩，計算踝關節(jié)不同屈曲角度下，不同重建模型的TR與韌帶及肌腱應力。結果三種重建方法均能提高踝關節(jié)穩(wěn)定性，但效果與施力方向及踝關節(jié)屈曲角度有關系。其中WATSONJONES法能夠最有效的恢復踝關節(jié)的穩(wěn)定性。結論1在外側韌帶損傷踝關節(jié)有限元模型基礎上，成功模擬建立了EVANS法、CHRISMANSNOOK法和WATSONJONES法三種非解剖肌腱重建模型。2實驗結果顯示三種非解剖肌腱重建術式中，WATSONJONES法能夠最有效的恢復踝關節(jié)的穩(wěn)定性。WATSONJONES法重建后的踝關節(jié)內翻、內旋和前向穩(wěn)定性以及韌帶應力都要優(yōu)于EVANS法和CHRISMANSNOOK法。3三種非解剖肌腱重建法都無法使踝關節(jié)生物力學恢復到正常狀態(tài)。

簡介：隨著計算機圖形技術的發(fā)展，現(xiàn)代制造和加工工業(yè)中廣泛的應用CADCAMCNC技術來加速產品的設計生產周期，三維仿真技術在其中扮演了很重要的角色。三維仿真技術可以在設計、生產、檢驗等環(huán)節(jié)給予用戶極大的幫助，用戶可以更直觀的觀察他們的設計，同樣，用戶可以在三維仿真系統(tǒng)的幫助下模擬運行工作過程，并在任意維度上觀察它們的工作步驟。本文結合國內外相關技術的研究現(xiàn)狀，探討了數(shù)控系統(tǒng)三維線框仿真的方法，將仿真的過程分解為NC代碼的編譯和三維圖形繪制兩個主要部分。以此為基礎本文深入研究了編譯程序的一般構造方法，論述了NC代碼詞法分析器、語法分析器等的構造方法以及編譯流程。之后本文介紹了OPENGL這種通用圖形API以及它的編程規(guī)則和方法，以及在VC中使用這種圖形API的方法。本文討論了OPENGL中基本圖元的繪制方法和計算公式，并在此基礎之上編寫三維空間中各圖元的繪制程序。為仿真程序所需，本文討論了動態(tài)圖元的繪制技術，以及所需的計算公式，并給出了編程所需的流程。最后編寫和調試了一個基于OPENGL的NC代碼三維仿真程序。本程序開發(fā)工具采用VC，并且基于OPENGL20規(guī)范。并作為我們所開發(fā)的PDM系統(tǒng)的一部分。該系統(tǒng)在中國電子科技集團公司某研究所和安徽省數(shù)字化重點實驗室制造車間得到了良好的應用

簡介：本文對PCB板銑床數(shù)控系統(tǒng)的硬件平臺和軟件平臺作了分析確定以運動控制卡PC機體系結構和WINDOWS98操作系統(tǒng)作為三維四軸PCB板銑床數(shù)控系統(tǒng)的系統(tǒng)平臺本文采用系統(tǒng)集成的方法開發(fā)三維四軸PCB板數(shù)控銑床的硬件系統(tǒng)在深入分析PCB板源文件數(shù)據(jù)格式的基礎上建立加工數(shù)據(jù)接口模型并利用MFC動態(tài)鏈接庫技術實現(xiàn)接口模型通過開發(fā)一個二維圖形軟件系統(tǒng)實現(xiàn)對PCB板加工數(shù)據(jù)的編輯處理基于刀具半徑補償原理、刀具半徑補償方向的判斷法則和最小包圍矩形算法實現(xiàn)PCB板輪廓線數(shù)據(jù)的提取和刀具中心軌跡的生成在運動控制卡PC機的數(shù)控體系結構下實現(xiàn)PCB板銑床數(shù)控系統(tǒng)的加工控制系統(tǒng)本文還研究了實現(xiàn)WINDOWS98環(huán)境下實時控制的技術并用VXD程序處理硬件中斷事件的方式解決了本文數(shù)控系統(tǒng)的實時性問題本文通過對進給伺服系統(tǒng)進行動靜態(tài)特性分析得出以下結論數(shù)控機床的進給伺服系統(tǒng)應當在過阻尼的情況下運行位置控制器的增益必須小于某一固定值進給伺服系統(tǒng)才不發(fā)生振蕩本文利用VC60MFC實現(xiàn)了三維四軸PCB板銑床數(shù)控系統(tǒng)

簡介：廈門大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學位論文是本人在導師指導下，獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當方式明確標明，并符合法律規(guī)范和廈門大學研究生學術活動規(guī)范試行。另外，該學位論文為課題組的研究成果，獲得課題組經(jīng)費或實驗室的資助，在實驗室完成。請在以上括號內填寫課題或課題組負責人或實驗室名稱，未有此項聲明內容的，可以不作特別聲明。聲明人簽名徐犬狐沁1L年名月，EL廈門大學學位論文著作權使用聲明／㈣罌掣必本人同意廈門大學根據(jù)中華人民共和國學位條例暫行實施辦法等規(guī)定保留和使用此學位論文，并向主管部門或其指定機構送交學位論文包括紙質版和電子版，允許學位論文進入廈門大學圖書館及其數(shù)據(jù)庫被查閱、借閱。本人同意廈門大學將學位論文加入全國博士、碩士學位論文共建單位數(shù)據(jù)庫進行檢索，將學位論文的標題和摘要匯編出版，采用影印、縮印或者其它方式合理復制學位論文。本學位論文屬于1經(jīng)廈門大學保密委員會審查核定的保密學位論文，于年月日解密，解密后適用上述授權。√2不保密，適用上述授權。請在以上相應括號內打“√”或填上相應內容。保密學位論文應是已經(jīng)廈門大學保密委員會審定過的學位論文，未經(jīng)廈門大學保密委員會審定的學位論文均為公開學位論文。此聲明欄不填寫的，默認為公開學位論文，均適用上述授權。聲明人簽名彳余天狐1。P年Z月』EL

簡介：南開大學碩士學位論文集成成像三維顯示系統(tǒng)光學性能的研究姓名王芳申請學位級別碩士專業(yè)光學工程指導教師方志良；趙星201205ABSTRACTABSTRACTASAMEANSOFTHREEDIMENSIONALDISPLAYTECHNOLOGYTHEIMEGRALIMAGINGTECHNOLOGYHASATTRACTEDMOREANDMOREATTENTIONBECAUSEOFCONVENIENTVIEWINGCONDITION，CONTINUOUSVIEWINGPOINTSANDFULLPARALLAXANDSIMPLEEXPERIMENTALCONDITIONSHOWEVER，RESTRICTEDBYTHEOPTICALPERFORMANCEOFINTEGRALIMAGINGSYSTEM，THEQUALITYOFRECONSTRUCTEDIMAGEISNOTHIGHEMBODIEDINLOWRESOLUTION，SHORTDEPTHOFFIELDANDSMALLVIEWINGANGLERESEARCHERSHAVEPROPOSEDMANYWAYSTOIMPROVETHERESOLUTION，DEPTHOFFIELDANDVIEWINGANGLEOFSYSTEM，BUTTHEPROBLEMSOFOBJECTIVEEVALUATIONCRITERIAOFINTEGRALIMAGINGSYSTEM，RELATIONSHIPBETWEENLENSARRAYANDSYSTEMPERFORMANCEANDAPPLICATIONOFINTEGRALIMAGINGTECHNOLOGYINTHENAKEDEYEFLATPANELTHREEDIMENSIONALDISPLAYAREDRAWNLITTLEATTENTIONANDNEEDDEEPLYSTUDIEDINTHISTHESIS，CONCERNINGTHESEPROBLEM，THEOPTICALPERFORMANCEOFINTEGRALIMAGINGTHREEDIMENSIONALDISPLAYSYSTEMISSTUDIEDASFOLLOWS1THEDEVELOPMENTSOFDOMESTICANDINTERNATIONALABOUTTHEIMPROVEMENTOFOPTICALPERFORMANCEOFIMEGRALIMAGINGTHREEDIMENSIONALDISPLAYSYSTEMWERECOMPREHENSIVEDISEASED，ANDSOMEPROBLEMSINCURRENTRESEARCHWERERAISED；2THEPRINCIPLEOFINTEGRALIMAGINGTECHNOLOGYWASEXPLAINEDBASICALLYTHEDEFMITIONOFRESOLUTION，DEPTHOFFIELDANDVIEWINGANGLE，WHICHARETHREEMAINPARAMETERSCORRELATEDWITHTHEOPTICALPERFORMANCEOFINTEGRALIMAGINGSYSTEM，WEREINTRODUCEDWHAT’SMORE，THEINFLUENCEOFSYSTEMDEVICESONTHERESOLUTION，DEPTHOFFIELDANDVIEWINGANGLEWASANALYZED；3THERELATIONSHIPBETWEENSYSTEMRESOLUTIONANDTHEHUMANVISUALRESOLUTIONINSPECIFICCONDITIONWASANALYZEDCOMBINEDWITHTHECHARACTERISTICSOFHUMANVISION，THEMETHODOFREPRESENTINGTHEVISUALRESOLUTIONEFFECTOFSYSTEMINACTUALVIEWINGSITUATIONWITHCONTRASTIVEPARAMETEROFRESOLUTIONWASPROPOSEDTHISMETHODCALLEFFECTIVELYDISTINGUISHANDCOMPARETHEACTUALRESOLUTIONPERFORMANCEOFDIFFERENTINTEGRALIMAGINGSYSTEMSINADDITION，THEIMPORTANTROLEOFLENSARRAYININTEGRALII

簡介：個性化人工髖關節(jié)可以提高假體與骨之間的匹配程度延長假體壽命而且可滿足特殊病例需要精確獲得股骨的幾何參數(shù)通過生物力學分析優(yōu)化假體設計一直是該領域的前沿課題鑒于此本文利用圖像處理和計算機輔助設計技術將股骨的螺旋CT二維圖像進行三維重建研究并采用非線性有限元方法進行人工髖關節(jié)的生物力學分析感染是關節(jié)置換術后一個災難性的并發(fā)癥因此本文還采用離子注入方法對假體材料表面改性系統(tǒng)研究抗菌性、耐磨性等性能以期為個性化人工髖關節(jié)的設計和制造提供模型基礎及幾何設計和材料設計的依據(jù)利用MIMICS、IMAGEWARE和UNIGRAPHICS軟件實現(xiàn)了CT數(shù)據(jù)的精確傳輸和股骨三維重建成功區(qū)分了皮質骨和松質骨重建模型具有較高的精度曲面平均誤差低于05MM采用三維CT法測量了股骨前傾角而且實現(xiàn)了畸形股骨的三維重建并利用快速原型方法制作了實體模型采用非線性有限元方法建立了髖臼一假體頭有限元模型進行超高分子量聚乙烯UHMWPE內襯的應力分析研究結果顯示步行過程中內襯應力遠低于UHMWPE屈服強度支撐相內襯應力較高主要分布在后外側四分之一象限擺動相應力水平較低假體頭直徑增大內襯應力降低；而內襯厚度和頭材料對內襯應力均無顯著影響同時采用非線性有限元方法建立了假體頭～頸有限元模型進行頭、頸接合面的相對位移和接觸應力分析經(jīng)研究分析表明增大假體頭直徑可減小相對位移及接觸應力；隨接合面錐度的增大相對位移下降而接觸應力先降低后升高；假體頭剛度和表面摩擦系數(shù)增加相對位移和接觸應力下降；假體頸剛度增加相對位移降低接觸應力卻增大采用三維有限元分析方法進行置換前后股骨及假體應力分析結果表明完整股骨中上部內側受壓應力外側受張應力而中下部外側受壓應力內側受張應力股骨應力峰值位于中下部；置換后股骨受力模式基本不變近端應力遮擋顯著中下部應力遮擋較輕股骨遠端應力水平略有增加隨假體頸干角增加假體及股骨應力水平降低；柄長對假體應力水平影響不大股骨上的應力隨柄長增大略有增加；降低假體材料剛度假體應力降低股骨近端應力升高采用MEVVA源強離子束注入AG離子對假體材料317L不銹鋼、純鈦TA2和鈦合金TI6A17NB進行表面改性并采用瓊脂平板法測定對金黃色葡萄球菌的抗菌性同時測量耐蝕性、表面硬度和耐磨損性能結果表明原始試樣無抗菌性隨著AG離子注入劑量的提高三種材料抗菌性能顯著提高當AG離子注入劑量達到15X10IONSCM以上時對金黃色葡萄球菌的抗菌效果顯著抗菌率均達到999﹪以上AG離子注入后三種材料耐蝕性與注入前相當；表面顯微硬度有不同程度的提高；比磨損率均有不同程度的降低

簡介：現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展對葉輪機械的性能提出了越來越高的要求，正確掌握葉輪機械內部流場的分布是優(yōu)化葉輪機械設計的關鍵。相比試驗方法與理論計算方法，數(shù)值模擬方法有其獨特的優(yōu)勢。本文對廣泛應用于數(shù)值模擬的SIMPLE算法及數(shù)值模擬中相關的技術細節(jié)展開論述，編制了相應的湍流流動數(shù)值模擬程序，并應用于算例的計算當中。根據(jù)葉輪機械內部流場特點，建立了相關數(shù)學模型，推導出三維任意曲線坐標系下的控制方程及壓力修正方程，并在有限控制體上進行離散。采用SIMPLE算法，以壓力為基本求解變量，并利用密度延遲修正方法將SIMPLE算法擴展到可壓縮流動的計算。使用非交錯網(wǎng)格使程序更加簡潔通用，運用RHIE和CHOW提出的動量插值法消除由非交錯網(wǎng)格所產生的非物理性壓力振蕩現(xiàn)象。使用標準足S湍流模型對粘性流場進行模擬，對于固體壁面附近的區(qū)域采用壁面函數(shù)法處理。對標準KS湍流模型的缺陷進行了分析，并討論了在標準KΕ湍流模型基礎上新發(fā)展的一些模型。對對流項差分格式對求解的精度、收斂性的影響進行了討論，并在程序中納入了具有較高精度和較好穩(wěn)定性的高階差分格式MUSCL格式。對離散方程采用TDMA加塊修正技術進行求解。討論了各種網(wǎng)格生成技術，應用代數(shù)法生成算例網(wǎng)格。應用所編寫的程序對90°彎管和縮放噴管進行數(shù)值模擬，并與文獻中的計算及試驗結果進行對比分析，結果表明，本文所用方法及本文所編程序具有較高的精度。

簡介：點擊查看更多發(fā)電設計技術創(chuàng)新及三維設計管理研究.pdf精彩內容。

簡介：三維激光掃描及相關數(shù)據(jù)建模技術近十幾年來發(fā)展迅速，并已在很多領域體現(xiàn)出廣泛的應用前景。然而現(xiàn)階段三維重建軟件算法的研究多數(shù)集中在如何根據(jù)大規(guī)模無組織的點云數(shù)據(jù)進行3D模型重建，此類研究偏重于實體模型的快速、精確重建，較少考慮紋理特征，無法滿足文物保護、現(xiàn)場勘察、影視制作等領域對模型表面紋理高度真實感的要求。本文對該問題進行了研究，主要工作包括以下幾方面1從實驗室現(xiàn)有設備及其建模流程出發(fā)，探討了在現(xiàn)有條件下，要生成真實感強、帶有無變形紋理的模型仍然面臨的問題。進而提出相應的解決方案，通過對2D紋理與3D點云的配準和模型重構兩個子問題的研究，實現(xiàn)無變形的紋理映射。2概述了2D紋理與3D點云配準的基本概念，并總結和分析了目前存在的多種配準方法。在此基礎上提出了基于滅點的2D紋理與3D點云的配準算法。該算法利用滅點的幾何屬性來計算紋理圖像拍攝時相機相對于點云的位置與姿態(tài)，為提高數(shù)據(jù)獲取的靈活性提供了技術保證。33D點云經(jīng)三角網(wǎng)表面建模后獲得的模型往往要經(jīng)過簡化，以便于存儲和傳輸，因而存在一個三角面片跨越兩張紋理的情況，無法直接進行紋理映射。針對該問題本文提出一種基于紋理邊界的模型重構算法，為簡化模型的無變形紋理映射提供了可能。上述算法均在VC平臺下結合OPENGL進行了實現(xiàn)，并以本實驗室的三維激光掃描設備采集實驗數(shù)據(jù)，對算法進行了實驗，驗證了上述算法的有效性。

簡介：超聲三維成像技術以其顯示直觀、可以定量測量多種參數(shù)成為現(xiàn)代超聲成像技術發(fā)展的一個重要方向。其中，結合三維超聲數(shù)據(jù)采集方式的三維重建算法開發(fā)是核心工作。本文主要對基于XMATRIX矩陣探頭的三維超聲成像技術的重建算法進行研究。論文首先對醫(yī)學超聲三維圖像的典型重建算法進行了回顧和綜述，包括面繪制算法（SURFACERENDERING）和體繪制算法（VOLUMERENDERING）兩大類。在此基礎上，對兩類算法的特點和適用場合進行了分析比較。相比較而言，面繪制算法只能保留表面信息，丟失了大量的數(shù)據(jù)內部信息，而體繪制算法可以較完整的保留整個數(shù)據(jù)信息，是當前可視化研究的熱點。其次，結合XMATRIX矩陣探頭的數(shù)據(jù)采集特點，從提高重建速度和效果出發(fā)，對傳統(tǒng)體繪制算法RAYCASTING提出了改進方案。改進思路是利用超聲數(shù)據(jù)的像空間相關性和均勻性自適應地調整空間采樣率。通過專用超聲仿體（MODEL055）的實驗測試結果，表明論文提出的改進算法在有效保留重建圖像質量的同時，明顯提高了計算速度。最后，論文初步完成了超聲圖像可視化系統(tǒng)的軟件設計，力求交互界面更加人性化、簡便化。在功能上集成了包括傳統(tǒng)面繪制算法、體繪制算法和改進的體繪制算法，為后續(xù)三維重建算法的測試、開發(fā)和應用提供了一個良好的平臺。

簡介：本文以中國虛擬人數(shù)據(jù)集和美國虛擬人數(shù)據(jù)集為主要研究對象在改進型數(shù)據(jù)管線構架和并行處理模式基礎上系統(tǒng)研究了在PC應用環(huán)境下完成超大數(shù)據(jù)集的三維重建分別以表面繪制和體繪制兩個方式實現(xiàn)了可視化繪制并開發(fā)了實施重建的原型系統(tǒng)人體組織是非均一、非剛性、存在復雜變形的特殊實體對數(shù)字化人體數(shù)據(jù)集進行三維重建的主要處理難點是被處理的數(shù)據(jù)量龐大、內部組織組成復雜且邊界模糊為了有效重建這類復雜實體基于體素的建模方法優(yōu)于傳統(tǒng)的邊界表達方法論文重點討論和研究了基于體素建模的重建方式和工作流程論文的主要研究內容包括基于并行處理模式的數(shù)據(jù)管線構架的構建與實現(xiàn)基于醫(yī)學圖像序列的預處理、配準、分割、表面重建、模型簡化、表面光滑等算法的改進與實現(xiàn)超大數(shù)據(jù)的體繪制技術研究與比較針對中國虛擬人彩色圖像切片序列的整體配準和組織分割算法的規(guī)劃和應用及原型系統(tǒng)開發(fā)等等本文除了第一章緒論和第七章工作總結外其他章節(jié)主要的內容如下論文第二章主要討論了虛擬人真彩色圖像序列的混合配準方法本章首先介紹了基于圖像信息的通用醫(yī)學圖像配準原理和基本配準流程本章接著針對中國虛擬人真彩色圖像序列的特點提出了一種集成圖像特征點方向校正和圖像截面組織信息標準化相關性分析的高精度快速配準方法論文第三章對虛擬人彩色圖像序列的分割算法進行了研究對組織或器官的分割與提取是保證重建模型準確表達其相應組織器官的前提本章提出一種針對彩色圖像切片序列的基于模糊連通性的分割算法結合圖像局域分析范圍內的基于向量表達的各向異性三維擴散分析策略成功實現(xiàn)了對部分人體組織的有效分割論文第四章闡述所研究和采用的超大數(shù)據(jù)集的表面重建和可視化并行工作模式、重建流程及主要算法本章首先研究了數(shù)據(jù)管線框架的構建和改進即在通用數(shù)據(jù)管線的基礎上在數(shù)據(jù)處理實體和數(shù)據(jù)實體間構建數(shù)據(jù)緩沖實體用以實現(xiàn)對當前處理數(shù)據(jù)塊的存儲、管理與調配在改進的數(shù)據(jù)管線框架中提出了三種并行處理模式任務并行模式、數(shù)據(jù)并行模式和管線并行模式用以充分利用PC機環(huán)境下的多CPU處理能力進而加快重建速度接下來本章重點討論和規(guī)劃了針對超大數(shù)據(jù)集表面重建的流程并系統(tǒng)地闡述了流程中的各個環(huán)節(jié)包括統(tǒng)一化的分析模型、三維空域濾波、表面模型重建、模型簡化和表面光滑論文第五章介紹所研究并實現(xiàn)了的一種新的面向超大數(shù)據(jù)集重建的快速體繪制算法本章首先系統(tǒng)闡述了已有的體繪制加速技術接著介紹了經(jīng)典的SHEARWARP快速體繪制算法隨后在分析了SHEARWARP體繪制算法不足和考慮了已有加速體繪制技術的問題基礎上本章設計并實現(xiàn)了一種新的面向超大數(shù)據(jù)集處理的快速體繪制重建算法該算法采用優(yōu)化的新型八叉樹編碼的體數(shù)據(jù)存儲和快速八叉樹單元節(jié)點訪問算法實現(xiàn)了體數(shù)據(jù)的分級壓縮存儲處理和對節(jié)點單元的快速定位、搜索和遍歷同時結合改進的基于SHEARWARP分解的射線模板策略最終在PC環(huán)境下實現(xiàn)了超大數(shù)據(jù)集的高質量的快速體繪制論文第六章主要介紹了運行于通用多CPU的PC機環(huán)境下面向人體建模的通用醫(yī)學圖像重建系統(tǒng)的系統(tǒng)功能模塊劃分、功能流程規(guī)劃與開發(fā)實現(xiàn)該系統(tǒng)不僅全面地實現(xiàn)了上述基于新型數(shù)據(jù)管線構架的并行協(xié)作工作模式下的表面模型重建流程和快速體繪制算法還重點考慮了系統(tǒng)在功能組件化、模塊化和擴展性等方面的需求使得這一原型系統(tǒng)提供的模塊通過適當調整聯(lián)結和功能擴展就能夠組裝成為適應新的醫(yī)學應用系統(tǒng)本原型系統(tǒng)經(jīng)過美國國立醫(yī)學圖書館和廣州第一軍醫(yī)大學現(xiàn)更名為南方醫(yī)科大學及中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院外科局部解剖教研室提供的超大數(shù)據(jù)集驗證在通用PC環(huán)境下能夠實現(xiàn)超大數(shù)據(jù)的三維重建和實時繪制

簡介：分類號密級國際十進分類號（UDC）第四軍醫(yī)大學學位論文下頜后牙三單位全瓷固定橋不同連接體設計的三維有限元分析（題名和副題名）徐平（作者姓名）指導教師姓名張少鋒教授（主任醫(yī)師）指導教師單位第四軍醫(yī)大學口腔醫(yī)院修復科申請學位級別碩士專業(yè)名稱口腔臨床醫(yī)學（修復）論文提交日期200805答辯日期200805論文起止時間2006年10月至2008年5月學位授予單位第四軍醫(yī)大學下頜后牙三單位全瓷固定橋不同連接體設計的下頜后牙三單位全瓷固定橋不同連接體設計的三維有限元分析三維有限元分析研究生徐平學科專業(yè)口腔臨床醫(yī)學（修復學）所在單位第四軍醫(yī)大學口腔醫(yī)院修復科導師張少鋒教授（主任醫(yī)師）關鍵詞關鍵詞全瓷，固定橋，連接體，有限元分析，疲勞壽命，最大主應力峰值，最小主應力峰值，VONMISES應力峰值中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學2008年05月

簡介：背景資料肩關節(jié)是人體所有關節(jié)中活動范圍最大、組成成分最多、運動學最為復雜的關節(jié)。廣義的肩關節(jié)是由肩胛骨、肱骨、鎖骨、胸骨、關節(jié)囊、韌帶、肌肉、肌腱等各種成分所組成的復合結構，稱為肩復合體。由于肱骨頭與關節(jié)盂的骨性包容度差，因而，軟組織的作用對于維持肩關節(jié)的穩(wěn)定性和正常力學行為具有重要的作用。目前對于肩關節(jié)的生物力學研究主要進行試驗力學測試，而這種測試由于是在離體狀態(tài)下完成的，很多在體狀態(tài)的受力工況被去除，因而無法模擬出在體時肩關節(jié)的骨和軟組織的生物力學行為，故肩關節(jié)試驗生物力學研究存在著明顯不足，因此，如果能發(fā)展一種肩關節(jié)生物力學研究方法，可以精確模擬肩關節(jié)組成成分中的骨骼和軟組織材料特性，不丟失在體信息，根據(jù)實際需要，改變載荷的方向、大小和載荷的數(shù)量，分析肩關節(jié)的不同受力和應變狀況，探討骨折的受傷機制，甚至指導內固定的合理化放置，將是一種理想的力學分析方法，稱之為理論生物力學方法，該方法將會是試驗力學研究強有力的補充。本課題正是鑒于這個考慮，所做的嘗試性的研究。目的建立一個完整的肩關節(jié)三維有限元分析模型，包括肱骨、鎖骨、肩胛骨，及可以由三維連接單元組成軟組織結構，為進一步研究肩關節(jié)的生物力學提供基礎的通用工具；作為有限元模型的對應研究，系統(tǒng)地測試人體肩關節(jié)不同的功能位置上關節(jié)盂與肱骨的應力、應變狀況，驗證肩關節(jié)有限元分析的有效性、準確性；運用所建立的肩關節(jié)三維有限元模型，分析肱骨骨折的受傷機制和力學特點。方法1、采用高分辨率、層厚間隔為1MM的人體肩關節(jié)斷層解剖圖作為三維重建的數(shù)據(jù)源，選取自鎖骨頂端至肱骨遠端關節(jié)面共380層的肩關節(jié)斷層圖像，圖像識別軟件讀取肱骨、鎖骨、肩胛骨的邊界點，建立關鍵點的空間坐標，在CATIAV5軟件運行環(huán)境下，自下而上建立肩關節(jié)的三維幾何模型，并反復修飾，至準確為止。根據(jù)文獻報道定義肩關節(jié)各成分的材質和結構參數(shù)，將幾何模型網(wǎng)格化。將肩關節(jié)分別外展和旋轉，確定12個不同的功能位置，根據(jù)盂肱關節(jié)不同的接觸方式，使用網(wǎng)格化的有限元模型，初步分析關節(jié)盂、肱骨的應力、應變等情況，了解此模型能否用來作力學分析。2、采集兩具新鮮的人體肩關節(jié)尸體標本，制作多角度肩關節(jié)外展固定架。將肩關節(jié)固定在12個與有限元分析相對應的功能位置上，分別測試關節(jié)盂、肱骨外科頸、肱骨干、肱骨髁上等截面的應力、應變，系統(tǒng)分析肩關節(jié)的力學特點，作為對有限元分析法有力對照和補充；平衡有限元方法和試驗測試方法的加載和約束邊界條件，對比兩種方法下關節(jié)盂的應力應變關系，驗證有限元方法的準確性、有效性。3、運用被驗證的肩關節(jié)三維有限元模型，模擬肩關節(jié)不同的功能位置上摔倒間接暴力時，肱骨的三維應力分布和骨折變形情況，探究肱骨骨折的受傷力學機制。結果1、本研究根據(jù)由低到高的原理較順利地建立了人體肩關節(jié)的三維有限元模型，該模型幾何重建精確、逼真，可以順利實施網(wǎng)格化，能夠被用來進行力學分析。2、初步的有限元分析表明在不同的載荷下，我們可以看出，在相同的載荷下，肱骨和盂肱關節(jié)面的應力出現(xiàn)可重復性的、不均勻的變化，以肱骨外科頸與外科頸相移行的骨干部應力最大，以盂肱關節(jié)面與外科頸之間的區(qū)域應力最小，提示在高、低應力帶交界區(qū)內，應力一旦超過骨極限強度，即發(fā)生骨折。當30°外展時，三種不同的旋轉狀態(tài)下，骨形變區(qū)以內旋位最大，外旋時骨形變其次，中立位相對最小；內旋時時，高應力偏向于前內側，說明前內側是骨折初始斷裂的位置，骨折線走行自后外至前內。3、肩關節(jié)的試驗力學測試結果可見人體肩關節(jié)在不同的功能位置上，出現(xiàn)可重復性的應力、應變變化，在生理載荷的范圍內，其應力應變關系呈線性分布；在肩關節(jié)30°～60°外展、同時發(fā)生旋轉狀態(tài)下肱骨干承受更大的應力對于間接暴力所致的肱骨干骨折而言，肱骨干的外側是張力側，內側為壓力側；肱骨外科頸在內側應力較大，隨著外展角度的增加，肱骨外科頸的受力將逐漸減小；相同的載荷條件下，關節(jié)盂的應力、應變關系驗證了有限元模型的有效性。4、肱骨在承受沖擊載荷下，不同的功能位置上，三維有限元分析直觀地顯示了骨折時的應力分布、位移變形、骨折的移位趨勢，并以動態(tài)的方式進行展示。結論肩關節(jié)三維有限元模型是研究人體肩關節(jié)生物力學較理想的理論力學工具，它可以模擬在體骨關節(jié)各種不同運動位置和受力狀態(tài)，分析其三維的應力、應變關系，直觀、準確地顯示計算結果，任意取點，輸出計算數(shù)值；三維有限元逼真地模擬了肱骨骨折過程，動態(tài)顯示骨折移位趨勢，是分析骨折發(fā)生機制的良好工具，此方法也可以擴展到人體其他骨關節(jié)的力學研究；三維有限元分析法是一種理論生物力學研究方法，它必須得到試驗生物力學的補充和驗證，才可以作為通用的模型工具被廣泛使用。

簡介：目的用三維CT重建技術來評價經(jīng)前內側入路AMANTEROMEDIAL和經(jīng)脛骨隧道入路TTTRANSTIBIAL建立股骨隧道兩種手術方式行前交叉韌帶重建術的患者術后膝關節(jié)的運動學水平，為選擇更優(yōu)的前交叉韌帶重建手術方式提供理論依據(jù)。方法關節(jié)鏡下行ACL重建術患者17例其中9例采用AM方法完成ACL重建（男性5例，女性4例，平均年齡為35±8歲），8例患者采用TT方法完成ACL重建（男性5例，女性3例，平均年齡為33±6歲）。所有患者于術后兩周行64排螺旋CT掃描，患膝與對側正常膝均在125N外力作用下以及去除外力作用下行膝關節(jié)完全伸直（屈膝0°）及屈曲30°時CT掃描，并將完全伸直位及屈曲30°度時的圖像行三維重建。三維重建圖像結合2D3D圖像配準技術利用GEOMAGIC80軟件，測量出患膝與對側正常膝脛骨前后移和內移距離、旋轉角度以及脛股骨的接觸面積等參數(shù)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計時將重建組和對側正常膝作為獨立實驗組。重建組間的數(shù)據(jù)比較行方差分析時以對側膝的測量數(shù)據(jù)為基準。P＜005提示有統(tǒng)計學意義。結果采用AM方法重建ACL的患者組所有運動學測量結果與對側正常膝無顯著差異。TT組結果提示術后患者脛骨旋轉角度明顯大于對側膝，（TT，78°±34°，CONTRALATERAL，25°±61°）P002。AM組脛骨旋轉角度與對側無顯著差異（AM，32°±57。，CONTRALATERAL，21°±52°）P038。在膝關節(jié)伸直位（屈膝0°），TT組的脛骨外旋明顯大于對側組。TT組的脛骨內移距離大于對側組P001，差異具有顯著性而AM組則與對側膝無顯著差異P042。AM組結果提示膝關節(jié)外側間室的脛股骨接觸面積大于對側組，而TT組則差異無顯著性。結論用三維CT重建技術我們可以發(fā)現(xiàn)采用AM方法行前交叉韌帶重建比采用TT方法能更好的修復膝關節(jié)的運動學水平（包括抗脛骨前后、內移和旋轉），但也增加了膝關節(jié)的松弛度。本實驗的結果支持以前的尸體和臨床研究所發(fā)現(xiàn)的AM方法比TT方法能更好的恢復膝關節(jié)的解剖與穩(wěn)定性。但由于本研究的局限性，AM組中接觸面積的增加在臨床上的重要性還不得而知。