三维仿真论文

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇三维仿真论文范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

三维仿真论文范文第1篇

1评定对象

国内高校在校全日制研究生（包括硕士研究生和博士研究生），奖学金面向国内高校的全部对口专业，平等对待.

2奖学金额度

在全国高校评选出使用LMS Imagine.Lab AMESim一维仿真平台和LMS Virtual.Lab三维仿真平台进行课题研究的优秀在读研究生各5名，给予每人5 000元的奖学金资助.

3评定条件

（1）必须是国内高校在校全日制研究生（包括硕士研究生和博士研究生），在读期间的学年平均成绩优秀，无不及格科目.

（2）使用LMS Imagine.Lab AMESim一维仿真平台或LMS Virtual.Lab三维仿真平台进行研究生毕业论文相关的课题研究，且课题内容具有实际工程背景支持，最好结合实际横向项目的合作课题.

（3）论文命题能推动行业核心技术进步或具有明显创新研究价值.

（4）应用领域包含但不限于汽车、航空航天、船舶、兵器、交通、能源、通信、电子、化工、工程机械、家用电器、轻工业、医药和IT等.

（5）论文完成后应署名LMS高校奖学金资助支持，并共享论文电子版.

（6）优先考虑LMS Imagine.Lab AMESim或LMS Virtual.Lab软件的高校正式用户.

4申请流程

（1）对符合评审条件的申请人，根据申报项目填写“LMS仿真解决方案高校奖学金申请表”，并必须经负责导师签字确认和学校认可.

（2）LMS会尽快与申请人确认，并根据书面资料组织评审.

（3）按照评审程序的规定公布评审结果并发放奖学金.

5评审程序

（1）具体评定工作由LMS负责，组织LMS公司专业技术人员和行业专家组成动态评定小组，进行综合评审.

（2）评审结果将在LMS官方网站公布，并于每年的LMS用户大会统一发放该奖学金.2013年LMS用户大会将于6月24-25日在青岛举行.

（3）针对硕士研究生和博士研究生的论文差异进行适度把握，原则上硕士5篇、博士5篇，但暂不做硬性区分，即名额之间可适度调剂.

（4）对所有入选的在读学生，LMS将采用租或借等形式给予最新版本LMS Imagine.Lab AMESim或LMS Virtual.Lab软件的友情赞助支持，并欢迎获奖者毕业后加入LMS公司.

6申请截止时间

本年度申请截止时间为2013年5月31日.

三维仿真论文范文第2篇

关键词：三维建模，分形理论，山体，仿真

 

0.引言

随着信息技术的逐步发展和社会要求的逐步提高，虚拟现实的研究领域开始转向山体、水域等不规则形态的实体。而由于计算机处理能力有限，地形数据获取困难，可视化处理复杂，三维显示效果缺乏真实感等问题逐渐显现。本文以山体为例就不规则形体的可视化过程进行研究，探讨一种不需要实体数据，计算机可视化技术与数学分形理论相结合的三维地形可视化的处理方法。

虚拟地形的可视化具有随机性和复杂性，在对山体的三维建模过程中，首先对山体的实际形态进行研究，针对虚拟地形数据的特点进行参数设置和纹理映射，利用计算机可视化技术，创造性的融入分形技术，实现对山体的建模。同时利用分形理论实现山体表面树木的覆盖，达到仿真的效果。

本文探讨的山体的三维建模方式，是基于笔者题为《连云港地区虚拟现实研究》的基础上的，在对其虚拟现实的研究过程中对山体的建模采用的是3Ds MAX与VRML相结合的方式进行的。

1.分形理论概述

随着社会科技的进步，分形理论从最初的研究自然界和非线性系统中的不光滑和不规则的几何形体逐渐发展为研究人类社会经济活动中存在大量的现象。分形理论着重研究自然界和社会活动中普遍存在的无规则而具有自相似性或统计自相似性的系统或现象，如弯弯曲曲的海岸线，起伏不平的山脉，粗糙不堪的断面等。这类客体不具备特征尺度，用不同倍数的放大镜去观察它们，其相貌是相似的，并且这个性质不随观察位置的变化而变化。自相似性普遍存在物质系统的多个层次上，物体或几何图形的维数的变化可以是连续的，即其维数可以不是整数[2]。

而以山体、河流等不规则几何形体为主要内容的地球系统，其时空展布具有分形的特点。普通的数理理论中的均匀、连续及光滑边界条件下的问题求解方法远不能满足地学问题的研究需要，分形理论的出现为研究类似地球系统这样的复杂系统提供了一种新的研究方法。

2.虚拟现实三维山体建模方法初探

在对山体进行三维建模时可以使用强大的三维建模工具3Ds MAX或是虚拟现实建模语言（VRML）进行。对于地形数据，还可以借助VRMAP进行拉伸从而实现三维实体的可视化仿真。

笔者在进行《连云港地区虚拟现实研究》时考虑采用强大的三维建模工具和虚拟现实建模语言相结合的方式进行，所收结果不尽如人意（如图1所示）。为此，探索更加符合地形数据特征的三维建模方式有助于更加清晰地对地理实体进行分析研究，从而真正实现地形数据的三维可视化。在可视化的基础上借助虚拟现实建模语言VRML强大的扩展性能，结合JavaScript脚本实现三维实体的放大、缩小、漫游、查询等人机交互功能。

考虑到地形数据的复杂性及其获取的难度，在进行山体的三维建模时还可以采用三维建模软件SketchUp对场景进行三维建模，使用遥感图作为底图，在底图的基础上对相应的山体进行拔高，利用等高线形成基于现实的虚拟场景图（如图2所示），在SketchUp软件中可同样对所选场景进行放大缩小漫游等操作，但是实现场景仅能对山体底部的轮廓相对应，与山体实际自相似的“层次”结构不相吻合。科技论文。

三维仿真论文范文第3篇

关键词：电磁场；波导；有限元；HFSS

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）35-0043-02

1 引言

电磁场的教学向来是高校电子类专业教学改革的重点和难点。在电磁场理论中，波导的特性和模式分布是重要的教学内容，学生们普遍认为学习难度较大。特别是很多高校不具备实验条件，学习波导理论就显得非常抽象。这严重影响了教学质量和学生的学习积极性。为了解决这些矛盾，笔者使用有限元分析软件HFSS进行形象化教学，取得了较好的教学成果。

HFSS（High Frequency Structure Simulator）是原美国Ansoft公司开发并推出的三维电磁仿真软件，2008年7月被ANSYS公司收购，是世界上第一个商业化的三维结构电磁场仿真软件[1]。HFSS提供了简洁直观的用户设计界面、精确自适应的场解器，并拥有空前电性能分析能力的功能强大后处理器，能计算任意形状三维无源结构的S参数和全波电磁场[2]。HFSS软件采用的是有限元法（Finite Element Method，FEM），计算结果准确可靠，是业界公认的三维电磁场设计和分析的工业标准。

2 基本教学问题描述

2.1 基本波导理论

2.1.1 矩形波导简介

通常将由金属材料制成的、矩形截面的、内充空气介质的规则金属波导称为矩形波导，它在电磁兼容测试[3]和微波技术[4]中最常用的传输系统之一。

由于矩形波导不仅具有结构简单、机械强度大的优点，而且由于它是封闭结构，可以避免外界干扰和辐射损耗；因为它无内导体，所以导体损耗低，而功率容量大。在目前大中功率的微波系统中常采用矩形波导作为传输线和构成微波元器件。利用麦克斯韦方程和矢量恒等式，可得到波导中电场和磁场的波动方程如下所示：

方程式中E和H不仅有横向分量，还有纵向（z方向）分量，而且E和H不仅是z的函数（e-rz），还是x和y的函数。Kc为矩形波导TM波的截止波数，显然它与波导尺寸、传输波型有关，其表达式如下：

m是电、磁场量沿x轴[0，a]出现的半周期（半个纯驻波）的数目，n是电、磁场量沿y轴[0，b]出现的半周期的数目。对于TE波，m和n中任意一个可以为0，但是不可以同时为0；而对于TM波中任一个都不可以为0，否则全为0。在波导内壁处电力线垂直于边壁，且波导壁的内表面上只能存在磁场的切向分量，法向分量为零，电力线与磁力线相互正交[5]。

2.1.2 矩形波导的传输特性

（1）截止波数、截止波长、截止频率。

如前所述，矩形波导TEmn和TMmn模的截止波数均为：

对应的截至波长和截至频率为：

在导行波中截止波长λc最长的导行模称为该导波系统的主模，波导能够进行主模的单模传输。

（2）波导波长和相移常数。

矩形波导TEmn和TMmn模的波导波长和相移常数表达式相同，式中？姿是工作波长：

（3）相速和群速。

矩形波导TEmn和TMmn模的相速和群速表达式相同：

（4）波形阻抗。

矩形波导TEmn和TMmn模的波形阻抗表达式分别为：

2.2 HFSS数值求解

在HFSS中建立如下图1所示矩形波导，其在x、y和z轴尺寸分别为4in、0.8in和0.5in。结构图如图2所示。

按照已知参数，带入（6）式可计算出此波导模型的截止频率fc约为7.3GHz。下面利用HFSS仿真计算此矩形波导的截止频率，仿真结果如图2所示。可以看出，矩形波导的S21参数在7.35GHz，与理论计算误差不到1%，说明HFSS在仿真矩形波导的教学中具有很高的可靠性。

在日常教学中电磁波是怎么样在矩形波导中传输的，理论知识不易理解，这里我们可以结合HFSS软件来仿真电磁波在矩形波导中的传输，尤其是在HFSS中我们还可以看到动态的电磁波传输过程[6]，并且HFSS中的仿真数据还可以和Matlab兼容，互相可以导入。

由矩形波导的截至频率fc定义可知：当入射波的频率小于矩形波导的截止频率时，电磁波是不能够通过矩形波导来传输的；当入射波的频率大于矩形波导的截止频率时，电磁波是完全能够通过矩形波导传输的。

下面我们就通过HFSS仿真演示入射波频率分别小于和大于矩形波导截至频率时，电磁波在矩形波导中的传输过程。在HFSS中，上述所建模型截至频率为fc=7.35GHz，这里我们分别设定入射波频率为7GHz和9GHz，仿真结果如图3和图4所示。

由图3和图4可知，当入射波的频率为7GHz（7.35GHz）时，电磁波是完全能够以其特有的传输方式不断向前传输到波导的另一端。

3 结论

本文利用HFSS的有限元求解法，以矩形波导为例，对矩形波导三维矢量静电场问题进行了求解，并使用三维图形进行可视化，仿真矩形波导的参数。通过本文的工作，可以更加直观地理解电磁波在矩形波导中的传输过程以及波导的各参数，相对于传统解析学习方法而言，计算量大大减少且更直观形象。本文对矩形波导三维矢量静电场利用HFSS仿真求解的计算方法可以推广应用在天线仿真设计、大学电磁教学和低频电磁干扰分析等领域。

参考文献：

[1]李明洋，等.HFSS电磁仿真设计从入门到精通[M].北京：人民邮电出版社，2012.

[2]王扬智，等.基于HFSS新型宽频带微带天线仿真设计[J].系统仿真学报，2007，19（11）：2603-2606.

[3]郭丹丹，程健，魏学峰.HFSS天线仿真在电磁兼容预测中的应用[J].仪表技术，2011，（8）：50-53.

[4]刘国强.Ansoft工程电磁场有限元分析[M].北京：电子工业出版社，2003.

[5]常宏宇.典型电磁现象的可视化实现[J].数学的实践与认识，2007，37（13）：52-56.

三维仿真论文范文第4篇

关键词：机械设计，CAD技术，应用，发展趋势

 

〔正文〕

机械设计是机械类各专业的专业基础课。同时，该课程也是工科类专业的基础必修课。本课程在教学内容方面，着重基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面，着重设计构思和设计技能的基本训练。在本课程学习中，综合运用先修课程中所学的有关知识和技能，结合各种教学实践环节及课程设计的基本锻炼，为顺利地过渡到学习有关专业课程及进行专业毕业设计打下良好的基础。

机械设计课程设计是机械类专业和近机类专业学生在学完机械设计及同类课程以后所设置的一个重要的教学实践环节，也是学生第一次较全面、规范地进行设计训练机械设计教学的一个重要实践环节。其主要目的是培养学生的理论联系实际的设计能力，训练学生综合运用机械设计课程和其他先修课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展学生有关机械设计方面的知识；通过对通用机械传动或简单机械的设计，使学生掌握一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力等；在课程设计实践中，对学生进行设计基本技能的训练，培养学生查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图、数据处理和计算机辅助设计等方面的能力等。

基于以上认识，结合近年我校机械设计课程体系、课程内容以及立体化教学模式的改革和重点课程建设，在学生机械设计课程设计和毕业设计实践中，主要从机械设计课程设计的设计方法和手段的改进等方面进行了大胆的改革与实践，逐步实施了从手工绘图到二维AUTOCAD的应用最终到三维 CAD的过渡，在提高学生的设计能力和综合素质方面得到了较好的效果。

一. 机械设计实践的现状

几个世纪以来，人们用手工绘图来表达自己的设计理念。图纸作为工程师的语言，为工程设计技术人员之间进行有效的交流带来极大方便。然而，随着科学技术的发展，特别是计算机技术的广泛应用，手工绘图已不能满足机械设计的要求。现在，机械设计手段从20世纪70年代的手工绘图转向计算机绘图，大大提高了绘图效率和绘图质量。

目前，CAD技术主要以二维绘图软件AUTOCAD为代表，在机械设计实践中只是教会学生操作和绘制简单的零件图，而用AUTOCAD绘制装配图以及进行有关的工程分析是非常不便的且很难实现。为此，为了能够方便地绘制装配图，在机械设计实践教学和毕业设计中逐步地采用了CAXA电子图版、开目CAD等二维绘图软件作为绘图工具，辅助完成零部件设计。 当前，我国制造业已全面完成甩图板工程，二维CAD技术的普及结束了手工绘图的历史，对减轻人工劳动强度，提高经济效益起到了很明显的作用。随着技术的发展，CAD技术正从二维CAD向三维CAD过渡，有相当一部分CAD应用较早的企业已完成了从二维CAD向三维CAD转换，并取得了巨大的经济效益和社会效益。企业需要掌握三维CAD技术的专业人才，掌握三维CAD技术已成为工科院校毕业生最基本的要求。因此，在机械设计实践教学中采用三维 CAD技术，已成为我们现在机械设计实践教学改革的重要内容和亟待解决的问题。

二. 三维CAD关键技术

三维CAD造型技术也称建模技术，它是CAD技术的核心。从20世纪60年代至今，三维建模技术的发展经历了线框建模、曲面建模、实体建模、特征建模、参数化建模、变量化建模，以及当今正在研究的产品集成建模、行为建模等发展过程。三维CAD以三维造型设计为基础，只要形成了三维模型，各种二维视图唾手可得。三维CAD技术在产品的三维造型、虚拟装配、工程图生成、动态干涉检验、机构运动分析和动态仿真、有限元分析等方面带来了革命性得突破，提高了设计效率和设计质量。三维设计的真正意义不仅仅在于设计模型本身，而是设计出模型的后处理工作。

三维CAD技术主要包括以下内容：三维造型/三维设计、计算机辅助工程分析、机构运动分析/仿真、装配干涉检验、三维转二维、图样档案管理等。科技论文。科技论文。利用这种全过程的三维CAD系统完成设计以后，不仅使设计对象的几何形状和性能满足要求，而且使各方面的指标（强度、刚度、重量和成本等）都达到最佳状态，这是计算机辅助设计和辅助工程分析的根本目的。三维CAD符合设计者的思维习惯，可以充分发挥设计者创造力和想象力。三维 CAD技术不仅解决了产品设计和工程图绘制的问题，更重要的是利用三维CAD技术实现产品的虚拟设计、运动仿真和优化设计，所生产的三维零件可以直接与CAE/CAM/CAPP等CIMS技术进行数据交换和衔接，是将来实现无图样生产的关键技术之一，是实现虚拟制造的重要手段。掌握三维CAD技术的使用，已经逐步同使用计算机进行文字处理一样，成为产品开发、设计人员的一种基本技能。

三、CAD技术的发展趋势

随着计算机性能的提高，网络通讯的普及化、信息处理的智能化，CAD三维技术正向规范化、智能化、集成化的方向发展。

1. 规范化。ス娣痘(标准化)的趋势体现在几个方面：数据模型的规范化(标准化)、数据交换格式的标准化和CAD资源的规范化等。数据模型应采用STEP标准体系。随着STEP标准体系的逐步完善，它对于几何数据、工程数据模型的思想将作为新一代CAD系统的开发指南。靠以前的一些标准接口已经无法完全满足CAD数据交换的要求。目前，参数化特征模型的传输还是一个世界难题，在STEP标准基础上，相信这一点能有所突破。

2.智能化。ヌ卣髟煨秃筒问设计的采用即是智能化方面的进步。软件不仅仅是提供一些绘制的工具由人们去使用，也不再将占线面数据存储在一起，而忽略其内在联系。特征和参数的引入使得软件似乎成为人类(用户)一个更聪明的助手。科技论文。CAD软件应该更大限度地将工程数据概念集成到数据模型中，例如目前，CAD软件的特征模型主要是解决零件几何造型的问题，而对于后续分析、CAPP和加工的需要还考虑得不够。

3.集成化。ゼ成化是当今CAD技术发展的又一大趋势。CAD技术不是孤立的。首先，它集成了计算机软硬件、数据库、外围设备、图形学、网络及各个应用领域的技术。同时，它又不断和CAM(计算机辅助制造)、CAPP(计算机辅助工艺流程规划)、MIS（管理信息系统)、PDM(产品数据管理)以及MRP(制造资源管理)等系统相集成。由于Internet的发展，使得这些设想得以实现。如何构造在Internet体系上的CAD/CAM集成化系统将会是人们追踪的热点。特别是在全球经济一体化的背景下，并行工程、异地设计制造等概念的发展和应用，基于网络、基于WEB的协同设计制造系统大受青睐。现在已有一些标准，如解决异构系统平台的XML和XML-3D，以及解决三维图形、图像在互联网上传输共享的VRML标准相继出台，已经为我们在互联网的构架下，建立协同设计和协同工作的环境打下了基础。

参考文献

[1]徐刚涛主编.机械设计基础. 〔M〕北京:高等教育出版社.2008.

[2] 葛海霞,刘村.AutoCAD2004/2005辅助设计[M].上海:上海科学普及出版社,2004.

[3] 董超.Auto CAD三维制图在机械设计中的应用［J］. 试验技术与试验机，2004，（3）.

[4] 董云飞 .浅谈CAD技术在工程设计中的应用 [J] -山西建筑2007(07)

[5] 赵志.Auto CAD在机械设计中的应用［J］. 同煤科技，2007（4）.

[6]おね跗浞 三维CAD技术对机械设计的影响 [J].煤矿机械2007(4)

三维仿真论文范文第5篇

随着我国经济的快速发展，教研改革的不断深化，形象生动的教学方法有必要应用到实际教学活动中。而焊接熔滴过的形式，一般都要通过高速摄影方法对熔滴的过渡情况进行摄制，播放以后才能知道具体的熔滴过渡形式，所需的设备昂贵，摄制工艺相当的复杂并难以做到。通过对本课题的研究，不但可以有利于教学改革，提高学生的学习兴趣，而且还不需要昂贵的设备，降低成本。

本课题通过查阅资料，根据熔滴过渡的受力情况和熔滴过渡的主要形式和特点，应用3DS MAX 4.0绘制三维动画，并且用Authorware制作演示界面。经过对软件的调试和修改，最终达到本课题的要求。

该软件共制作了12个三维动画，即大滴滴落过渡、大滴排斥过渡、细颗粒过渡、短路过渡、爆炸过渡、射滴过渡、射流过渡1（表现其跳弧现象）、射流过渡2（表现其高速过渡现象）、旋转射流过渡、亚射流过渡、沿熔渣渣壳过渡、沿套筒过渡。演示界面包括欢迎界面、动画选择界面、退出界面、结束界面。在软件制作期间，进行了大量的调试工作，并且该软件的各环节运行正常。

结果表明，该软件能够对焊接熔滴过渡的过程提供很形象的模拟，并且与真实的熔滴过渡的过程相近。而且它在计算机模拟实际工艺等方面具有一定的实际意义，为以后的计算机仿真作出了初步探索。

关键词：熔滴过渡，三维动画，计算机仿真

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