空间环境仿真

空间环境仿真
空间环境仿真

空间环境的时空基准

袁仁进

摘要:在空间环境中,目标实体无时无刻不在演化。运转,时间和空间是物体存在

的两种基本形式。建立时空模型是研究空间环境中实体模型的基础。本文主要介绍

了在研究空间环境中的空间坐标系和时间系统。为进行空间环境研究提供时空基准

模型。

关键词:空间环境空间坐标系时间系统

一、空间坐标系

空间坐标系是研究空间环境分布、航天器运行的基础。可以说,不选择适当的坐标系,就无法正确描述空间环境及其变化、航天器与之相互作用在空间的位置。

空间坐标系一般分为两大类:一类是地球坐标系,该坐标系是一种非惯性坐标,是固定在地球上的,随着地球一起旋转,又称为地固坐标系,如地心大地坐标系、地球固连坐标系;另一类是天球坐标系该坐标系与地球自转无关,可以建立惯性坐标系,用此坐标系可以方便地描述航天器轨道,如地心天球球坐标系。(一)地心大地坐标系

此坐标系原点是地球椭球中心;Z轴指向北极,X轴由坐标系原点指向格林尼治子午面,Y轴与X、Z轴构成右手坐标系统。它的三个坐标为(h,L,B)。h

为从地球椭球表面延其外法线方向的距离,通常称为大地高;L在赤道内,为从格林尼治子午线向东的地心角,通常称为大地经度;B为赤道平面与地球椭球法线的夹角,通常称为大地纬度,向北为正。

(二)地球固连坐标系

此坐标系的三轴定向与地心大地坐标系相同,地心球面固连坐标系的三个坐标是(γ,λ,φ)。γ是地心到空间某点N的距离;λ在赤道面内,为从格林尼治子午线向东到N点的矢径在赤道面上投影的角距,通常称为地心经度;φ为N 点的矢径与赤道面的夹角,向北为正,通常称为地心纬度。

(三)地心赤道坐标系

地心赤道坐标系可以分为地心第一赤道坐标系O

e x

er1

y

er1

z

er1

、地心第二赤道坐标

系O

e x

er2

y

er2

z

er2

、地心第三赤道坐标系O

e

x

er3

y

er3

z

er3

和地心第四赤道坐标系

O e x

er4

y

er4

z

er4。

地心第一赤道坐标系O

e x

er1

y

er1

z

er1

坐标轴O

e

x

er1

在赤道面内,指向春分点;O

e

z

er1

轴垂直于赤道面,与地球自转角速度矢量一致;O

e y

er1

与O

e

x

er1,

O

e

z

er1

构成右手坐

标系系统。

地心第二、第三、第四赤道坐标系的基本面与地心第一赤道坐标系的基本面一

样,都是赤道面。Z轴也都与地球自转角速度矢量一致,不同的是X轴的指向不同。

(四)地心天球球坐标系

该坐标系以地球质心为坐标原点,Z轴指向天球北天极方向,X轴指向春分点方向,Y轴与X、Z轴构成右手坐标系统;以赤道面为赤纬基准面;以过春分点的天球子午面为赤经基准面。

地心天球球坐标系的三个坐标是(γ,α,δ)。γ为地心到空间某点N的距离;α在赤道面内,为春分点向东到N点的矢径在赤道面上的投影的角距,通常称为赤经;δ为N点的矢径与赤道面的夹角,向北为正,通常称为赤纬。由于日、月引力的影响,春分点会随着天轴的变动而变化,因此该坐标系是一个变动的坐标系。根据Z轴的变化,又有瞬时天球球坐标系、瞬时平天球球坐标系、标准历元平天球球坐标系等。

二、时间基准系统

时间系统是表示空间环境信息时间特性的基准。时间系统包含有“时刻”和“事件间隔”两个概念。时刻即指发生某件事情的瞬时;时间间隔即指发生某一事件所经历的过程,是这一过程始末的时刻之差。就运动而言,既需要一个联系天体位置的确定时刻,又需要一个反映天体运动过程经历的均匀时间间隔。建立一个时间系统要明确时间尺度,即时间的单位;二要明确时间的原点,即起始历元。地球自转曾作为时间系统主要基准,但由于地球的自转不均匀性和地极移动使得时间系统变得比较复杂,因此又建立了地球自转为基准和易原子振荡为基准的时间系统。时间系统主要有恒星时、太阳时、世界时、动力学时、儒略年等。(一)恒星时

恒星时S在数值上等于春分点的时角。春分点连续两次过中天的时间间隔称为一“恒星日”。然而,春分点是观测不到的,只能通过观测恒星来间接推算春分点的所在位置,从而有

S tα

=+

式中:t、α分别为被观测恒星时的时角和赤经。

当恒星上中天时,t=0,上式变为

=

此式表明,任何时刻的地方恒星时正好等于该瞬间上中天恒星的赤经。相对于

S。

格林尼治子午圈的恒星时称为格林尼治恒星时,记为

G

(二)平太阳时与世界时

以赤道平太阳视圆面中心作为参考点,由它的周日视运动所确定的时间称为平太阳时。

平太阳时与恒星时并不是相互独立的时间计量单位,通常是由天文观测得到的恒星时,然后再换算成平太阳时,他们都是以地球自转作为基准的。

平太阳时与平恒星时的时长有如下关系:

平恒星时=平太阳时*(1-r)式中:1-r=0.997269566329084

世界时(UT)系统是在平太阳时基础上建立的,有UT

0,UT

1

,UT

2

之分。

UT

0:格林尼治的平太阳时即称为世界时UT

,他是直接由天文观测测定的。

UT

1:UT

加上极移改正后的世界时,由于地球自转的不均匀性,UT

1

并不是均

匀的时间尺度。

对于一般精度要求,可用UT

1

作为统一的时间系统。

(三)国际原子时

以原子能级跃迁辐射频率定义的标准时间单位,取1958年1月1日世界时零时为其起算点。

国际原子时(TAI)与UT

1

有如下关系:

(UT

1-TAI)

1958.0

=+0.0039

(四)动力学时

动力学时分两种:相对于太阳系质心的运动方程组及以此得出的历表,时间度量用太阳系质心动力学时表示,记作TDB;用于地心视位置历表的时间度量为地球动力学时,记作TDT。

地球动力学时是建立在国际原子时基础上的,它与原子时TAI的关系为

TDT=TAI+32.184

(五)儒略年与儒略日

儒略年规定每年为365平太阳日,每四年有一闰年,所以儒略年的平均长度为365.25平太阳日。儒略日(JD)用于计算相隔若干年的两个日期之间的天数,儒略日起算于公元前4713年1月1日格林尼治平午。对于新历元J2000,规定2000年1月1.5日TDB,对应的儒略日为2451545.0.随着岁月的推移,儒略日数字太大,为了便于使用,引入约简略日(MJD)其定义为

MJD=JD-2400000.5

三、结论

在时空关系中,“空间”刻画了目标实体的空间位置、空间分布以及空间相互关系;“时间”刻画了目标实体的存在随时间变化的状况和时间相关性。可以说,时间和空间是近地空间环境信息的两个基本的属性。本文主要介绍了以上的几种空间坐标系和时间系统,对于其具体的应用还需进一步研究。

参考文献:

[1]王鹏等.空间环境建模与可视化仿真技术[M].北京:国防工业出版社,2012

[2]黄本诚.空间环境工程学[M].北京:宇航出版社,1993

空间环境仿真

空间环境的时空基准 袁仁进 摘要:在空间环境中,目标实体无时无刻不在演化。运转,时间和空间是物体存在 的两种基本形式。建立时空模型是研究空间环境中实体模型的基础。本文主要介绍 了在研究空间环境中的空间坐标系和时间系统。为进行空间环境研究提供时空基准 模型。 关键词:空间环境空间坐标系时间系统 一、空间坐标系 空间坐标系是研究空间环境分布、航天器运行的基础。可以说,不选择适当的坐标系,就无法正确描述空间环境及其变化、航天器与之相互作用在空间的位置。 空间坐标系一般分为两大类:一类是地球坐标系,该坐标系是一种非惯性坐标,是固定在地球上的,随着地球一起旋转,又称为地固坐标系,如地心大地坐标系、地球固连坐标系;另一类是天球坐标系该坐标系与地球自转无关,可以建立惯性坐标系,用此坐标系可以方便地描述航天器轨道,如地心天球球坐标系。(一)地心大地坐标系 此坐标系原点是地球椭球中心;Z轴指向北极,X轴由坐标系原点指向格林尼治子午面,Y轴与X、Z轴构成右手坐标系统。它的三个坐标为(h,L,B)。h 为从地球椭球表面延其外法线方向的距离,通常称为大地高;L在赤道内,为从格林尼治子午线向东的地心角,通常称为大地经度;B为赤道平面与地球椭球法线的夹角,通常称为大地纬度,向北为正。 (二)地球固连坐标系 此坐标系的三轴定向与地心大地坐标系相同,地心球面固连坐标系的三个坐标是(γ,λ,φ)。γ是地心到空间某点N的距离;λ在赤道面内,为从格林尼治子午线向东到N点的矢径在赤道面上投影的角距,通常称为地心经度;φ为N 点的矢径与赤道面的夹角,向北为正,通常称为地心纬度。 (三)地心赤道坐标系 地心赤道坐标系可以分为地心第一赤道坐标系O e x er1 y er1 z er1 、地心第二赤道坐标 系O e x er2 y er2 z er2 、地心第三赤道坐标系O e x er3 y er3 z er3 和地心第四赤道坐标系 O e x er4 y er4 z er4。 地心第一赤道坐标系O e x er1 y er1 z er1 坐标轴O e x er1 在赤道面内,指向春分点;O e z er1 轴垂直于赤道面,与地球自转角速度矢量一致;O e y er1 与O e x er1, O e z er1 构成右手坐 标系系统。 地心第二、第三、第四赤道坐标系的基本面与地心第一赤道坐标系的基本面一

系统仿真测试平台

仿真测试系统 系统概述 FireBlade系统仿真测试平台基于用户实用角度,能够辅助进行系统方案验证、调试环境构建、子系统联调联试、设计验证及测试,推进了半实物仿真的理论应用,并提出了虚拟设备这一具有优秀实践性的设计思想,在航电领域获得了广泛关注和好评 由于仿真技术本身具备一定的验证功能,因此与现有的测试技术有相当的可交融性。在航电设备的研制和测试过程中,都必须有仿真技术的支持:利用仿真技术,可根据系统设计方案快速构建系统原型,进行设计方案的验证;利用仿真验证成果,可在系统开发阶段进行产品调试;通过仿真功能,还可对与系统开发进度不一致的子系统进行模拟测试等。 针对航电设备产品结构和研制周期的特殊性,需要建立可以兼顾系统方案验证、调试环境构建、子系统联调联试、设计验证及测试的系统仿真平台。即以半实物仿真为基础,综合系统验证、系统测试、设备调试和快速原型等多种功能的硬件平台和软件环境。 目前,众多研发单位都在思索着如何应对航电设备研制工作日益复杂的情况。如何采取高效的工程技术手段,来保证系统验证的正确性和有效性,是航电设备系统工程的重要研究内容之一,FireBlade 系统仿真测试平台正是在这种大环境下应运而生的。 在航电设备研制工程中的定位设备可被认为是航电设备研制工程中的终端输出,其质量的高低直接关系到整个航电设备系统工程目标能否实现。在传统的系统验证过程中,地面综合测试是主要的验证手段,然而,它首先要求必须完成所有分系统的研制总装,才能进行综合测试。如果能够结合面向设备的仿真手段,则可以解决因部分设备未赶上研发进度导致综合测试时间延长的问题。在以往的开发周期中,面向设备的仿真技术并没有真正得到重视: (1)仿真技术的应用主要集中在单个测试对象上,并且缺乏对对象共性的重用; (2)仿真技术缺乏对复杂环境与测试对象的模拟; (3)仿真技术的应用缺乏系统性,比如各个阶段中仿真应用成果没有实现共享,

基于数字地球的虚拟海战场环境仿真

—269— 基于数字地球的虚拟海战场环境仿真 曾 鹏1,陈长征1,李苏军2 (1. 北京市947信箱10分箱,北京 100083;2. 国防科技大学多媒体研发中心,长沙 410073) 摘 要:分析传统海战场仿真方法的不足,提出以数字地球平台为基础来实现大规模虚拟海战场环境仿真的思路,从基于数字地球的大规模海洋表面生成、三维战场实体嵌入以及利用想定驱动虚拟海战场环境仿真3个方面展开虚拟海战场环境仿真技术的研究,通过实验给出实际的仿真效果。 关键词:仿真;数字海图;数字地球;虚拟海战场;想定驱动 Simulation of Virtual Sea Battlefield Environment Based on Digital Earth ZENG Peng 1, CHEN Chang-zheng 1, LI Su-jun 2 (1. The 10th Sub-box of 947 Letter Box in Beijing City, Beijing 100083; 2. Multimedia R&D Center, National University of Defense Technology, Changsha 410073) 【Abstract 】This paper analyzes the deficiency of traditional simulation methods in virtual sea battlefield, and proposes the idea of realizing the simulation of large-scale virtual sea battlefield based on the digital earth. It extends the research on simulation technology of the virtual sea battlefield from three facets of large-scale ocean surface rendering based on digital earth, embedment of the three-dimensional combat entity and scenario-driven simulation of the virtual sea battlefield environment. The effect of simulation is given. 【Key words 】simulation; digital chart; digital earth; virtual sea battlefield; scenario-driven 计 算 机 工 程Computer Engineering 第35卷 第8期 Vol.35 No.8 2009年4月 April 2009 ·开发研究与设计技术·文章编号:1000—3428(2009)08—0269—02 文献标识码:A 中图分类号:TP391.41 1 概述 随着海洋战略思想的深入人心,世界各国军事研究人员 一直对虚拟海战场环境的建设极为关注。从早期的SIMNET 计划到面向21世纪建立的下一代战争演练系统WARSIM ,美军已初步建成数字陆战场;并计划到2030年实现陆战场的全面数字化,同时建立虚拟海战场和空战场;拟在2050年前后建成陆海空天一体化的虚拟战场。目前,美军已经具备满足陆、海、空、特种部队等多军兵种军事训练的能力,并能实现虚拟与实际武备的对接,部分成果已用于一定规模的联合军事演习中。从目前国内发展情况来看,虚拟海战场的建设还停留在训练模拟器材等面向小区域的海上场景,而在面向大规模海战场态势的分析和理解时,指挥员仍普遍采用传统的基于数字海图的态势标绘和二维作业推演。造成这种现状的主要原因有:(1)海平面广阔,时空粒度与尺度跨度较大。 (2)海浪受力复杂,其波动受到重力、摩擦力、科氏力等各种力的综合影响。(3)时空互动。海浪是一个流体,海洋现象不但空间和时间上是动态的,更多的是时空互动,因此,很难用一个通用的方程来表示。(4)战场实体的嵌入以及实体与海战场环境间的交互较为复杂。然而,随着海战场感知手段的不断增强,海战场环境保障方式开始向数字化、可视化、多比例尺三维海图方向发展,以纸质海图、二维电子海图和沙盘为主的海战场环境保障手段已无法满足信息战的迫切需求。随着数字地球和数字海洋的提出以及虚拟现实技术、计算机技术和数据仓库技术的快速发展,展开基于数字地球的虚拟海战场环境仿真技术的研究能够为我军海上作战、训练和海上抢险救灾以及多军兵种联合作战提供良好的信息保障和技术支持。 2 基于数字地球的海洋表面生成 数字地球与数字海洋的提出为虚拟海战场与数字地球的结合提供了契机,也为虚拟海战场环境建设提供了良好的基础平台[1]。在该平台实现了三维虚拟海战场环境的生成,主要体现在海洋球面生成、LOD 球面高度网格生成和海面光照效果模拟等方面[2]。 2.1 海洋球面生成 由于地球的球体特性,要构建基于数字地球的海洋表面模型必须在三维球面上进行。这需要求解海洋表面各点(x , y , z )的值, 同时考虑时间因素t ,生成动态海洋表面 h (x , y , z , t ),转换为经纬度坐标即h (a , β, t ),该点的实际高度值为 surface surface (, )(,)(cos ,)h h f αβαβαββ=+??N 其中,cos β为修正值;surface N 为(a ,β)切平面的法向量。得到某时刻t 海洋表面各点的高度值就可以实现某时间点t i 海洋表面的生成,如图1所示。 图1 海洋表面点的高度值与对应的效果图 作者简介:曾 鹏(1978-),男,博士,主研方向:虚拟现实,计算机仿真;陈长征,高级工程师;李苏军,博士研究生 收稿日期:2008-09-20 E-mail :zengpeng_chsh@https://www.360docs.net/doc/0211046555.html,

基于GIS三维可视化仿真技术的虚拟战场地形研究 (1).

基于GIS三维可视化仿真技术的虚拟战 场地形研究 (1) 论文首先讨论了GIS的概念及相关技术,重点讨论了基于GIS三维可视化仿真技术的虚拟战场地形的关键技术和实现过程。包括:基于GIS实现的原理,虚拟战场地形的建模,可视化的操作和分析。并结合实例进行了说明。实验结果表明用该方法开发的虚拟战场三维地形环境仿真系统具有良好的用户界面和形象逼真地动态地形显示效果。 关键词 GIS技术三维可视化数字模型虚拟战场地形 0 引言 近年来,随着GIS和虚拟现实(VR)技术的发展,军事演习和指挥决策在概念上有了新的飞跃,通过建立虚拟作战实验室来进行军事训练和研究。利用基于GIS三维动态可视化仿真技术,场景建模技术和图形图象处理技术,开发出关于某一特定的战场地形区域的真实全面的虚拟战场地形环境系统,使指挥人员有身临其境的体验。 1 GIS及其可视化原理 1.1 GIS简介 地理信息系统(GIS)是一门地学空间数据与计算机技术相结合的新型空间信息技术。它以空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,对空间数据进行采集,管理,操作,分析和显示,并采用地理模型分析法,适时提供多种空间和动态地理信息的计算机系统。近几年来把GIS技术用到军事上的战场地形的研究已经取得了不少的进步。 1.2 基于GIS的图形表达 GIS中的图形以矢量表示和存储的。图形的实质就是空间点在三维平面的投影,可以分解为:点,线,面,体等几种不同的图形元素。因为矢量化图形的各个部分可以用数学的方法加以描述,可以对其进行任意的变换,放大,缩小,旋转,变形,移位,叠加等,并保持图形的空间拓扑关系不变。而且矢量图形的基本组成是点,线,面,体,可以进行单独定义,控制,操作,分析,查询图形对象的空间信息及其相关的属性信息。 1.3 基于GIS的战场地形信息的组织 GIS将空间实体对象用空间数据和属性来共同描述并分别存储。前者描述实体的数据和拓扑关系等,后者描述实体的属性和两者的关联标识,空间数据和属性数据通过内部代码和用户标识码作为公共数据项连接起来,使得空间对象的每个图元与描述图元的属性一一对应起来(如图1)。利用GIS特有的混合空间数据组织形式为反映战争中复杂的地形环境提供了条件。战场数字建模是把客观存在的战场地形环境实体在计算机中用真实的空间位置来表示,实现了地形空间实体与属性数据一一对应(如图2)。

一,绿色建筑虚拟设计与环境模拟分析系统

一、绿色建筑虚拟设计与环境模拟分析系统 1、系统工作条件和要求 1.1产品能在电源:220 V 土10 % , 50 Hz;室内温度0~35 ° C,湿度0~85% R.H环境下正常工作。 1.2正常连续工作时间不低于72小时。 1.3产品的插头符合中国标准,否则由投标人提供适配器。 1.4如设备需要特殊的工作条件(如:水、电源、磁场强度、特殊温度、湿度、亮度、震动强度等), 投标人应在有关投标文件书中加以说明。 1.绿色建筑设计与环境模拟分析教育包1套(可供40人同时使用) ★1.1软件产品必须有原厂商的直接授权证书; ★1.2提供软件产品原厂认证的培训工程师进行7天的技术培训; 1.3能够进行建筑的热工环境分析,包括建筑区域的温度空间分布分析、建筑区域舒适度指数分析、 建筑区域的逐时温度分析、建筑区域的得/失热途经分析、建筑冷热负荷分析、建筑围护结构得/失热分析、通风得/失热分析、直接太阳得热分析、间接太阳得/失热分析、建筑采暖/制冷度日数分析等;可以进行建筑能耗分析; 1.4能够进行建筑光环境分析,包括建筑天然采光系数的空间分布分析、建筑天然采光照度分析、建 筑人工照明照度分析、能输出到专业光学分析软件中进行深度的光学渲染分析等; 1.5能够进行建筑声学环境分析,包括建筑的混响时间分析、建筑声源粒子的传播扩散模拟分析、建 筑声学的关联声波线分析; 1.6能够进行建筑日照模拟分析,包括建筑窗体日照时间分析、建筑群的光影变化情况、建筑群之间 的遮蔽情况分析等; 1.7能够进行建筑经济环境影响分析,包括建筑综合造价分析、建筑综合温室气体分析、建筑综合初 始含能分析等; 1.8能够进行建筑可视度分析,包括某建筑在特定区域的室外可视度分析、以及建筑通过窗体可以获 得室外视野的室内可视度分析; 1.9能够进行气象数据分析,包括逐时气象参数温度、相对湿度、风向、风速、风频、太阳辐射等的

系统仿真技术

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【免费下载】室外风环境模拟软件介绍

风环境模拟软件 风环境模拟软件是由PKPM与Cradle公司为满足中国绿色建筑标准而定制合作研发的一款软件,属于PKPM绿色建筑系列软件之一,是实现绿色建筑系列软 件中室外风环境、室内自然通风以及热岛模拟计算等CFD模拟分析的专业软件。该软件已经发展成为用户界面友好,计算速度高,并具有丰富功能的风环境模件。 拟软 【软件特点】 l 向导模式,易于掌握 软件提供向导模式,用户可根据向导指导进行操作,软件的操作具有提示性,会一路提示操作者设定边界条件,方便新用户快速掌握。经过几天培训,没使用过风环境模拟软件的设计师就能利用其进行简单的分析计算。 l 高效的操作流程 软件直接导入PKPM绿建系列软件统一的数据模型,设置好室外边界、室外辅助参数(比如地形高差、种植绿化等)等信息后,由软件自动划分网格进行计算,大大提高工作效率,最后通过强大的可视化处理,生成高质量图片,甚至可以输出高清的动画效果,给予客户更直观,更清晰的感受。

l 快而有效的求解 软件基于WIN平台开发,相对于其他同类软件,对同等规模的网格数所需要的硬件要求更低,效率更高,能够多核并行计算,快速实现超高网格数量的模型计算。 【软件功能】 1)强大的导模和建模功能 软件不仅自带强大的建模功能,可快速进行复杂模型的建模,同时能导入多种格式的模型数据,比如CAD、revit等输出的dxf、gbXML等模型文件。 2 )模型简化分析功能 软件还有常见形状的图形库,图形库基本涵盖了建筑分析所需要的模型。除此之外,软件还有模型简化功能,能够去掉一些不影响分析结果但会增加网格数目的地方。 3)自动划分网格 计算机在短时间能自动划分网格,同时, 直观易懂的接口让完成划分网格的工作无需丰富的经验知识。

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环境工程领域可用的模拟系统 1104100040 环工111 张美玲 自从五十年代电子计算机引进到化学和炼油工业以后,1960年出现了最初化学工程模拟系统的尝试。六十年代,随着电子计算机广泛应用于工业科研、设计和生产,这种模拟系统发展很快。环境工程的发展为电子计算机模拟系统提供了科学理论基础,反过来,模拟系统的不断完善化和深化又提出了各种新的要求,促进环境工程学的发展。所以,环境工程模拟系统是化工系统工程学发展的一种综合体现,同时也是环境工程研究的一种有力手段。到现在,美国、日本、西德、法国、英国、意大利,乃至丹麦、荷兰等国较大的化工公司的系统工程部都开发了各自的一般过程模拟系统,有的还发展了专用的计算机程序语言。下面简单介绍几种环境工程领域中常用的模拟系统。 EIAproa大气模拟系统: 大气环境影响预测是规划环境影响评价的主体内容之一,其模型的选择对预测结果的准确性至关重要。EIAProA为环评专业辅助系列软件的第一款——大气环评专业辅助系统,是专门为国内大气环评专业人士设计的辅助工具。包括以下功能特点:(1)基础数据处理模块:可设定不同比例和位置的多个背景图方式。全面的污染物和污染源数据管理,大体量的污染源输入可采用表格方式。支持本地或全球坐标下的地形数据,以及多个DEM文件方式。支持多套地面、探空和现场气象数据,可进行多种方式的气象统计分析;气象数据兼容国内通用格式。支持多级别的现状监测值,可构造不同要求的背景浓度。(2)SCREEN3模型模块:对多个源、多个污染物一次筛选出最大占标率等,直接给出评价等级建议;对多个源、多个污染物计算环境防护距离,并给出防护区域图形。(3)AERMOD模型模块:采用09版AERMOD内核,输入输出采用国内使用习惯。除了常规逐时计算外,能够方便处理建筑物下洗、颗粒物与气体沉降、NO2化学反应与增量计算、城市热效应等特殊情况;能够计算浓度和沉积量、超标率、分担率,能够叠加背景浓度。地形和气象处理完全兼容东半球数据。(4)93导则模块:可采用本地化参数(如扩散参数等),能进行基于保证率的逐时计算、多个小时气象计算、搜索计算和联频计算。可计算浓度和沉积率、超标率、分担率;可考虑

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联合作战战场环境分析 --地形地貌

地形 摘要:将军的优劣常体现于他的战术,而地形是战术中必须考虑的因素,所以地形对于战争有着不可估量的影响,但归根结底是将军如何运用地形的问题. 地形不仅是作战布阵的考虑因素,也是扎营、行军、进攻方式和时机的考虑因素。 关键词:战场环境、地形、作用影响、特点特征 众所周知,在二十一世纪的今天,科学技术已经发展到一个相当高的水平,我们可以不受舟车劳顿之苦而与大洋彼岸的人说话,不必亲临现场也能看一场NBA 比赛,甚至我们已经有能力飞上天去观察我们美丽的星球,所以,某些人就认为现代战争中,有了先进的科学技术,地形地貌就不重要了!当然,这不能说没有一点道理,但我认为,地形地貌在现代战争中依然有不可动摇的地位。

1.地形地貌对作战防守的重要影响 首先,地形地貌对防守有重要意义。如果战争一方拥有山地,丘陵等有利地形,即使对方能用先进的仪器设备探知敌人的位置,也难以摧毁敌军,现代战争无外乎卫星与导弹的较量,但山区地形复杂,容易挖洞穴藏身,故导弹虽威力无穷,却也要做无用功,即使有最先进的飞机,坦克,也不能完全摧毁敌军。本.拉登的恐怖组织之所以 迟迟未被拥有先进的卫星导弹的美国所击败,很大程度上是因为他们占据了有利的山区地形地貌,因此,有利的地形地貌易守难功。美国虽然击败了萨达姆政权,但在伊拉克仍然陆续有很多美军死亡,就是因为其不熟悉伊拉克的地形,被恐怖分子依托有利地形地貌牵着鼻子打。所以有利的地形地貌能够发起有效的反击,从而击退敌人。依托有利的地形地貌,防守一方肯定不会轻易出击,而进攻一方则想尽办法尽快干掉对手,于是几番狂轰烂炸过后,便萌生了大举进攻,近距离作战的念头,此时正是防守一方奋起反击的时候,从而有效的打击敌人。当年中国共产党之所以能让日本人望而生畏,靠的就是山区的有利地形,采取游击战,虽然武器不如对手,但还是给对手以有力打击,从而捍卫了中华民族的尊严!当然,有些人可能会说现代战争武器威力之大足可以将大山夷为平地,真实展现中国古代的愚公移山!

基于虚拟现实技术的战场环境仿真

基于虚拟现实技术的战场环境仿真 摘要:战场环境是一切军事行动的空间基础,战场环境仿真是目前军事作战模拟领域研究的热点。本文讨论了战场环境的构成、战场环境仿真的主要内容,重点讨论了虚拟现实技术在战场环境感知仿真中的应用和关键技术。 关键词:战场环境,战场环境仿真,虚拟现实 战争具有很强的实践性特点,指战员的指挥艺术和作战能力,都需要在一定的战争环境中得到锻炼和提高。战争年代,这种能力可以通过真正的战争实践得以积累,但这种实践是不可重演、不可试验的,其代价也十分高昂。因此,即使在战争年代,非战时的训练也成为决胜的关键,指导训练的标准就是战争实践本身。和平时期,军事演习是一种普遍的训练方法,驾驭战争实践的能力是通过各种作战样式的试验来积累和提高。由于缺少实际战争的检验,各训练样式也就规定着未来作战的样式。 自人类历史上出现战争以来,人们对军事训练的研究都是以对战争规律的学习和探讨为目的,并在训练领域逐渐形成了“作战模拟”这一特殊的研究主题。作战模拟是对包括战争规律和战争指导规律两个方面在内的战争本质规律的模拟[1],其首要的一点就是要创造一个贴近实战的训练环境,使得各类受训人员能够在此环境中得到恰如其分的训练[2]。 战场环境是敌对双方作战活动的空间,在现代作战模拟中,要营造一个贴近实战的训练环境,首先就要根据仿真原理来建立一个符合特定的作战训练科目需要的数字化的战场环境,这就是战场环境仿真(Battlefield Environment Simulation)。战场环境仿真在内容上包括战场感知虚拟现实是二十世纪90年代末出现的一种十分有效的仿真技术,本文将重点讨论如何运用虚拟现实技术来实现战场环境仿真。 1.战场环境仿真概述 1.1 战场环境的构成 战场环境是指作战空间中除人员与武器装备以外的客观环境。从战争所涉及的客观因素来分析,战场环境应该包含战场地理环境、气象环境、电磁环境和核化环境。也许,随着网络信息战的形成,战场网络环境也将成为战场环境的一个重要的组成部分。 战场环境具有多维性、互动性的特点。多维性的含义是:①战场环境是由多个具有自身变化规律的客观环境构成的,上述的四个环境分属于不同的学科领域;②这些客观环境的空间形态是随作战过程而演变的。互动性的含义是:上述环境之间互有影响,其中,地形环境是其他环境的物理依托,是可以进行空间定位和加载各种作战信息的基础。如图1所示,战场环境中,气象环境与地理环境互有影响,气象环境具有地缘特点,如不同的地理位置具有热带、亚热带等气象特征,而气象环境会影响地理环境,如流水侵蚀地貌、冰川地貌的形成,雨天和晴天对地面土质有影响,进而影响行军速度;地理环境和气象环境都对电磁环境的形成有重大影响,不仅规定了电子设施的分布,还决定着电磁波的传递范围和受气象

住宅建筑环境模拟软件DeST-h简介

住宅建筑环境模拟软件DeST-h简介 编辑:凌月仙仙作者:张晓亮吴如宏出处:中国论文下载中心日期:2005-12-10 摘要:本文简要介绍了由清华大学开发的住宅建筑热环境模拟软件DeST-h,包括该软件的用途、基本算法等,并与国外的类似软件DOE-2在算法上进行了较为详细的比较,阐述了DeST-h在住宅建筑模拟方面的优势。 关键词:住宅建筑DeST 模拟状态空间法 1 前言 模拟分析方法自从应用于建筑技术的研究领域,已经表现出极大的应用价值,建筑能耗的模拟分析就是这种应用的典型代表。建筑能耗的模拟分析使人们在对建筑物进行研究分析的时候获得了一个非常有力的辅助工具,这一工具使得反复的实验、多角度的分析成为相当容易实现的过程,丰富的数据结果为人们的分析工作提供有力的支持,人们只需设计模拟分析的模式和实例,借助模拟分析软件的帮助,就能获得极具价值的研究材料,这无疑大大缩短了研究成果的产生周期,也解除了实验对于科学研究的诸多限制。 在住宅建筑的研究领域,由于住宅建筑本身的特点,建筑本体热特性的研究始终是非常重要的内容,然而由于建筑的复杂性,建筑热特性的实验研究和实测研究都是异常困难的,人们很难期望通过实测和实验获得十分准确并有普遍意义的结果。 模拟分析方法在住宅建筑研究领域的应用给人们带来了新的希望,借助这一工具,人们能够从本质上把握建筑本体的热特性,能够从多角度研究影响建筑热状况的各种因素,也能够在计算机上实验建筑物对于各种外界因素的响应特性,从而拓宽住宅建筑的研究视野并推动住宅建筑的研究向纵深发展。 住宅建筑热环境模拟工具包(简称“DeST-h”)为国家自然科学基金重点项目“住区微气候工程热物理问题研究”编号59836250的子课题,是在清华大学建筑环境与设备研究所十余年的科研成果的基础上,由清华大学建筑技术科学系研制开发的面向住宅类建筑的设计、性能预测及评估并集成于AutoCAD上的建筑热特性模拟计算软件。 DeST-h主要用于住宅建筑热特性的影响因素分析、住宅建筑热特性指标的计算、住宅建筑的全年动态负荷计算、住宅室温计算、末端设备系统经济性分析等领域。 2 基本算法 DeST-h的基础算法是基于清华大学江亿院士在80年代初提出的用于分析建筑热状况的状态空间法[1],该算法是对建筑各个热工部件建立热平衡方程的基础上,在空间上将其离散,时间上保持连续的一种求解方法。通过该算法,可以对建筑的热状况进行动态的模拟,反映出建筑热状况随着时间的变化过程。 影响建筑物内热状况的因素有室外气象条件、室内发热以及采暖和空调系统的运行方式。除去运行方式外,DeST-h将房间热力系统的扰量可归纳为外扰和内扰两大类。各影响因素如图1所示。

人工海洋环境模拟系统

《人工海洋环境模拟系统“浙商品牌杭州中测”》 一、人工海洋大气环境模拟系统 1、功能要求: 本试验系统是一种综合性的多功能气候模拟试验设备,其能够在一定范围内模拟自然环境中的温湿度、日照、淋雨、盐雾(NaCl、MgCl2等)、冻融与干湿交替、盐溶液(氯盐、硫酸盐、镁盐)中的腐蚀与干湿交替、大气、CO2、NOx、SO2气体等环境,实现对水泥(沥青)混凝土在海洋环境下耐久性的评定。主要功能是在一定空间内模拟一种或多种气候条件状态,可进行混凝土试件的高温干燥试验、低温冻融试验、湿热寒潮试验、高低温交变循环试验、温湿交变循环试验、盐雾试验、淋雨试验、光照试验及具有盐类或化学物质浸蚀的试验等,为试验样品提供多种环境条件和不同的测试手段,并实现不同环境耦合的模拟试验、不同环境与荷载耦合试验,包括气候环境与力学荷载作用的综合、气候环境与腐蚀工业环境的综合等,且充分考虑试验的综合环境设置、荷载施加反力架的布置、腐蚀环境下加载方式和设备防护等多种综合因素。本试验系统是以“工程应用环境模拟与仿真”为基础,提供了在不同的工程应用环境条件下,为工程材料提供多种环境条件和不同的测试手段下耐久性能的智能环境模拟测试系统。 防腐蚀处理:系统材料、设备及相关附属配件均选用高耐腐蚀性SUS316不锈钢材料和非金属复合材料;有关电器元件均进行隔离或密封防腐蚀处理,系统设计时对试验装置的整体及与腐蚀介质接触的各个部件、管路、电器元件都进行了防腐和密封设计,包括材质、部

件的连接、节点的处理等均具有一定的防腐质保年限。 2、主要技术指标: 1.工作室尺寸: 3500×4300×2000(宽×长×高)mm 2.温度范围:-20℃~+60℃或-40℃~85℃(可选) 3.温度偏差:±3℃ 4.温度波动度:≤±1℃ 5.盐水浓度:3~5% 6.雾粒大小: (5~10)um 7.盐水流量:150~250L/h 8.人工雨方向:垂直向下 9.承重: 2吨/车×2辆 10.试件尺寸: 2500×600×500(mm) 11.试件数量:两件 12.制冷系统冷却方式:风冷式 13.温度控制方式: PID控制方式 14.光源:紫外灯管(UVA) 15.灯管距试件距离: 50mm 16.灯管间距: 70mm 17.碳化试验:通过流量、时间控制浓度,CO2气体浓度用进口浓度仪控制。 18.浸润试验:既可手动控制浸润,也可实现自动周期浸润。 19. 冻融循环试验:试验控制程序实现实时温度曲线显示,断电记忆

绿色建筑虚拟设计与环境模拟分析系统

、绿色建筑虚拟设计与环境模拟分析系统 1、系统工作条件和要求 1.1产品能在电源:220 V ± 10 % , 50 Hz ;室内温度0~35° C,湿度0~85% R.H环境下正常工作。 1.2 正常连续工作时间不低于72 小时。 1.3 产品的插头符合中国标准,否则由投标人提供适配器。 1.4 如设备需要特殊的工作条件(如:水、电源、磁场强度、特殊温度、湿度、亮度、震动 强度等),投标人应在有关投标文件书中加以说明。 1. 绿色建筑设计与环境模拟分析教育包1 套(可供40 人同时使用)★1.1 软件产品必须有原厂商的直接授权证书; ★1.2 提供软件产品原厂认证的培训工程师进行7天的技术培训; 1.3 能够进行建筑的热工环境分析,包括建筑区域的温度空间分布分析、建筑区域舒适度指 数分析、建筑区域的逐时温度分析、建筑区域的得/失热途经分析、建筑冷热负荷分析、 建筑围护结构得/失热分析、通风得/失热分析、直接太阳得热分析、间接太阳得/失热分析、建筑采暖/制冷度日数分析等;可以进行建筑能耗分析; 1.4 能够进行建筑光环境分析,包括建筑天然采光系数的空间分布分析、建筑天然采光照度分析、建 筑人工照明照度分析、能输出到专业光学分析软件中进行深度的光学渲染分析等; 1.5 能够进行建筑声学环境分析,包括建筑的混响时间分析、建筑声源粒子的传播扩散模拟分析、建 筑声学的关联声波线分析; 1.6 能够进行建筑日照模拟分析,包括建筑窗体日照时间分析、建筑群的光影变化情况、建筑群之间 的遮蔽情况分析等; 1.7 能够进行建筑经济环境影响分析,包括建筑综合造价分析、建筑综合温室气体分析、建筑综合初 始含能分析等; 1.8 能够进行建筑可视度分析,包括某建筑在特定区域的室外可视度分析、以及建筑通过窗体可以获 得室外视野的室内可视度分析; 1.9 能够进行气象数据分析,包括逐时气象参数温度、相对湿度、风向、风速、风频、太阳辐射等的 分析; 能够进行最佳建筑朝向分析; 能够进行建筑被动式生态技术的策略分析 1 .1 0结合相应软件进行建筑通风分析; 1.11 可直接支持.skp、.dxf、.3ds、.obj、.jpg、.XML、FDS、.RAY、.GRD 等三维图形图像 分析数据格式直接导入和快速的软件自身建模; 1.12 拥有中国各大小城市的气象数据文件; 1.13 可输出可视化图形分析结果以及数据表格。

软件仿真环境介绍

软件仿真环境介绍 一WINDOWS版本软件安装 1.将光盘放入光驱,光盘会自动运行,出现安装提示。 2.选择“安装WINDOWS”软件 3.按照安装程序的提示,输入相应内容。 4.继续安装,直至结束. 若光驱自动运行被关闭,用户可以打开光盘的\ICESSOFT\目录(文件夹),执行SETUP.EXE,按照安装程序的提示,输入相应的内容,直至结束。 在安装过程中,如果用户没有指定安装目录,安装完成后,会在C:盘建立一个C:\WAVE3目录(文件夹),结构如下: 二仿真软件的使用 仿真软件安装后,会在WINDOWS程序组中出现WAVE项,点击“开始”→“程序”,找到WAVE项,连击WAVE图标即可打开仿真软件。

选择仿真方式为:伟福软件模拟器。 程序界面的顶部有工具栏和若干个下拉菜单,下面介绍下拉菜单的使用: 文件(F) 文件 | 打开文件 打开用户程序,进行编辑。如果文件已经在项目中,可以在项目窗口中双击相应 文件名打开文件. 文件 | 保存文件 保存用户程序。用户在修改程序后,如果进行编译,则在编译前,系统会自动将修 改过的文件存盘. 文件 | 新建文件 建立一个新的用户程序, 在存盘的时候,系统会要求用户输入文件名. 文件 | 另存为 将用户程序保存为另外一个文件, 原来的文件内容不会改变 文件 | 打开项目 打开一个用户项目,在项目中,用户可以设 置仿真类型。加入用户程序,进行编译,调 试。系统中只允许打开一个项目,打开一个 项目或新建一个项目时,前一项目将自动关 闭。 伟福开发环境的项目文件包括仿真器设置,模块文件,包含文件. 仿真器设置包括仿真器类型,仿真头(POD)类型,CPU类型,显示格式和产生的目标文件类型 可以用以下几种方法设置仿真器. o在项目窗口中双击第一行,将打开仿真器设置窗口,对仿真器进行设置. o按鼠标右键,在弹出菜单中选择[仿真器设置]. o主菜单仿真器|仿真器设置. 加入模块文件 o按鼠标右键,在弹出菜单中选择[加入模块文件] o主菜单项目|加入模块文件 加入包含文件 o按鼠标右键,在弹出菜单中选择[加入包含文件] o主菜单项目|加入包含文件 用户可以将以前单文件方式仿真转为WINDOWS下的项目方式进行仿真 1.主菜单文件|新建项目,在新建项目时,前一个项目自动关闭. 2.加入模块文件时,选择要调试的程序文件名,将文件加入项目. 3.将项目存盘. 4.编译,运行,调试项目. 文件 | 保存项目 将用户项目存盘。用户在编译项目时,自动存盘。

战场仿真研究的意义

战场仿真研究的意义、现状及应用前景? 悬赏分:0 | 解决时间:2009-5-25 17:38 | 提问者:不同寻常路 最佳答案 基于虚拟现实技术的战场环境仿真 摘要:战场环境是一切军事行动的空间基础,战场环境仿真是目前军事作战模拟领域研究的热点。本文讨论了战场环境的构成、战场环境仿真的主要内容,重点讨论了虚拟现实技术在战场环境感知仿真中的应用和关键技术。 关键词:战场环境,战场环境仿真,虚拟现实 战争具有很强的实践性特点,指战员的指挥艺术和作战能力,都需要在一定的战争环境中得到锻炼和提高。战争年代,这种能力可以通过真正的战争实践得以积累,但这种实践是不可重演、不可试验的,其代价也十分高昂。因此,即使在战争年代,非战时的训练也成为决胜的关键,指导训练的标准就是战争实践本身。和平时期,军事演习是一种普遍的训练方法,驾驭战争实践的能力是通过各种作战样式的试验来积累和提高。由于缺少实际战争的检验,各训练样式也就规定着未来作战的样式。 自人类历史上出现战争以来,人们对军事训练的研究都是以对战争规律的学习和探讨为目的,并在训练领域逐渐形成了“作战模拟”这一特殊的研究主题。作战模拟是对包括战争规律和战争指导规律两个方面在内的战争本质规律的模拟[1],其首要的一点就是要创造一个贴近实战的训练环境,使得各类受训人员能够在此环境中得到恰如其分的训练[2]。 战场环境是敌对双方作战活动的空间,在现代作战模拟中,要营造一个贴近实战的训练环境,首先就要根据仿真原理来建立一个符合特定的作战训练科目需要的数字化的战场环境,这就是战场环境仿真(Battlefield Environment Simulation)。战场环境仿真在内容上包括战场感知虚拟现实是二十世纪90年代末出现的一种十分有效的仿真技术,本文将重点讨论如何运用虚拟现实技术来实现战场环境仿真。 1.战场环境仿真概述 1.1 战场环境的构成 战场环境是指作战空间中除人员与武器装备以外的客观环境。从战争所涉及的客观因素来分析,战场环境应该包含战场地理环境、气象环境、电磁环境和核化环境。也许,随着网络信息战的形成,战场网络环境也将成为战场环境的一个重要的组成部分。 战场环境具有多维性、互动性的特点。多维性的含义是:①战场环境是由多个具有自身变化规律的客观环境构成的,上述的四个环境分属于不同的学科领域;②这些客观环境的空间形态是随作战过程而演变的。互动性的含义是:上述环境之间互有影响,其中,地形环境是其他环境的物理依托,是可以进行空间定位和加载各种作战信息的基础。如图1所示,战场环境中,气象环境与地理环境互有影响,气象环境具有地缘特点,如不同的地理位置具有热带、亚热带等气象特征,而气象环境会影响地理环境,如流水侵蚀地貌、冰川地貌的形成,雨天和晴天对地面土质有影响,进而影响行军速度;地理环境和气象环境都对电磁环境的形成有重大影响,不仅规定了电子设施的分布,还决定着电磁波的传递范围和受气象干扰的程度;战场核化环境的形成,与核设施的地理位置及其周围的环境有关,核污染的区域的形成和发展与地理环境和气象环境密切相关。 1.2 战场环境仿真及其描述方式 战场环境仿真是指运用仿真技术来描述战场环境。仿真(Simulation)是通过系统模型的实

Flexsim系统仿真软件概况

1 Flexsim系统仿真软件概况 Flexsim 是PC Base的数字虚拟企业的仿真系统,来建立各种经营、管理、制造等模型,并且可在微软公司的Windows 2000、Windows XP、及Vista 等不同作业平台上执行的全窗口化3D专业仿真软件。Flexsim是新一代的面向对象的仿真建模工具,它是迄今为止世界上唯一一个在图形建模环境中集成了C++IDE和编译器的仿真软件。在这个软件环境,C++不但能够直接用来定义模型,而且不会在编译中出现任何问题。这样就不再需要传统的动态链接库和用户定义变量的复杂链接。它能使决策者轻易地在个人电脑中建构及监控任何工业及企业的分散式流程。透过Flexsim我们可以率先找出未来工业及企业流程的模式。Flexsim基础架构设计不只是要满足使用者现今的需求,其架构的概念更是为了企业的未来而准备。 Flexsim就是帮助工程师,经理和决策者形象化地在动态三维虚拟现实环境中检测新提议的操作,流程或是系统。这对于创建那些可能出现崩溃,发生中断或是产生瓶颈的复杂系统是必不可少的。通过预先创建系统模型,可以考察各种假设的场景,同时不会产生改变实际系统时所面临的中断,成本和风险。 Flexsim不仅已应用于工业自动化仿真、物流中心配送仿真、交通运输仿真、交通流量管制仿真、医疗管理研究、医院动线规划仿真等民用工程,也已经应用于先进国防战略仿真、航天制程仿真等大型研究方向。主要的应用领域:制造业:半导体芯片制造、肉食包装工厂中的牛肉处理、钢铁制造、果酱成品的罐装,标签,包装,发货、电子器件制造、仓储和配送:港口集装箱船只的装卸、配送中心操作、订单取货、传输带系统和布局、物流货架、传送带和堆垛机。运输:高速路交界处的交通流、火车站中人群和列车的移动、河流中驳船的往来穿梭、国际边防路口的交通堵塞其他:矿石开采和加工、快餐店中食物准备和客户服务、参观者在娱乐场所内的活动、喷气式飞机引擎的拆卸,翻新和更换、医院中病人和食物的处理、共享的网络存储器中数据的流动、银行处理中心中支票的处理。 2 Flexsim仿真功能 2.1 Flexsim建模的功能 1) Flexsim具有离散型和连续型的混合建模功能。软件本身更多的是离散型仿真方面应用,但它支持连续型生产建模,它有专门的流体部件库,有很多应用于炼钢厂、塗料生产厂及石油输送的成功案例。图-1 Flexsim连续型生产模型之一2) Flexsim提供平面与三维建模窗口,可以直接将AutoCAD的平面布置图导入建模窗口,可完全遵循平面布置图的距离关系建立平面模型,平面模型只要换一个窗口,或换一个角度就是三维模型,建立二维模型的同时,同步自动生成三维模型,不需要将二维模型转为三维模型的操作。同样,也可以直接在三维建模窗口建立模型,二维模型同步自动生成。二/三维建模完全同步关联。图-2 AutoCAD的平面布置图上建模 3) Flexsim提供的部件具有相当的柔韧性,部件的参数设定可适应于不同层次的使用者,对于刚入门的使用者,Flexsim提供了制造业和物流业常见策略,用户只需要选择和修改数据,就可以实现先进先出、先进后出、随机出入、百分比出入、统计概率出入、最长队列出入、最短队列出入、按品种出入、按标签出入等出入库策略,无需编程。对于使用熟练者,可以直接用C++编程,实现更复杂的有特殊需求的出入库策略,每个部件都有

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