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论文范文高原地区E50汽油机掺入含水乙醇的试验研究

论文类型:论文范文
论文字数:
论点:虚拟现实,技术,结构
论文概述:

土木论文:高原地区E50汽油机掺烧含水乙醇的试验研究 由硕士毕业论文中心,硕士论文组整理提供,本文阐述了高原地区E50汽油机掺烧含水乙醇的试验研究

论文正文:

土木工程论文:高原地区含水乙醇与E50汽油机混合的实验研究由硕士论文中心和硕士论文组提供。阐述了高原地区含水乙醇与E50汽油机混合的试验研究。

一.导言

随着我国经济的稳步增长和基础设施建设规模的增加,建设项目的规模越来越大,结构形式越来越复杂,这就要求对土木工程学科进行越来越高的科学、准确的管理。实现土木工程的信息化、智能化、可视化和集成化已经成为土木工程项目管理现代化的要求和该领域的研究热点。虚拟现实(Virtual Reality,VR)是一门综合性和集成性很强的高新技术。它已被广泛应用于军事、医学、设计、艺术、娱乐等诸多领域。土木工程虚拟现实技术涉及土木工程领域的各个学科,显示出一定的实用性、巨大的技术潜力和广阔的应用前景[1】。

二、虚拟现实技术及其特点

虚拟现实技术又称精神领域技术,是20世纪末兴起的一种全新的综合性信息技术。它结合了信息技术的许多分支,如数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等,极大地促进了计算机技术的发展。虚拟现实技术将抽象和复杂的计算机数据空转化为用户直观和熟悉的东西。它的技术本质在于提供一个先进的人机界面。虚拟现实技术产生的本地世界是人造的和想象的,不是真实的,但是当用户进入这个本地世界时,他们感觉和真实世界基本相同。因此,虚拟现实技术改变了人与计算机之间沉闷、僵硬和被动的局面,为用户提供了一种趋于人性化的虚拟信息空。它为用户创建了一个三维图像世界,以模拟的方式实时反映真实对象的变化和交互。在视觉、听觉、触觉和嗅觉等感知行为的现实体验中,参与者可以直接参与并探索虚拟物体所处环境的影响和变化,就好像它们在现实世界中一样。沉浸式虚拟环境系统是由不同功能和不同层次的子系统组成的大规模集成环境,包括计算机图形、图像处理和模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感器技术、语音处理和视听技术、网络技术、并行处理技术和高性能计算机系统。因此,虚拟现实技术是一种高度综合的高科技信息技术。虚拟现实技术有以下三个特点。

1.沉浸

虚拟现实技术基于人类视觉和听觉的生理和心理特征。计算机生成逼真的三维图像。用户可以将自己置于虚拟环境中,并通过佩戴头盔显示器和数据手套等交互设备成为虚拟环境的一员。虚拟环境中用户和各种对象之间的交互就像现实世界中一样。所有的感觉都是如此逼真,有一种身临其境的感觉。

2.互动

虚拟现实系统中的人机交互是一种几乎自然的交互。用户不仅可以与计算机键盘和鼠标交互,还可以与传感器设备交互,如特殊头盔和数据手套。用户可以通过自己的自然技能,如语言、身体运动或动作,在虚拟环境中检查或操作对象。

3.多重感知

由于虚拟现实系统配备了视觉、听觉、触觉和动觉的传感和反应装置,用户可以在虚拟环境中获得视觉、听觉、触觉和动觉等多种感官,从而实现身临其境的感受。

三、虚拟现实技术在土木工程中的应用

1.虚拟现实技术在土木工程中的应用前景

在土木工程中,人们长期以来不得不使用抽象概念来表达非常丰富的内容。例如,一些特定的符号由平面图、剖面图、立面图和其他平面图组成,以表达三维建筑,更抽象的图形和简洁的语言用来描述复杂的场景,以传达大量的信息。然而,这种信息处理和传输方式受到信息接收者的职业、知识结构和理解能力的影响,使得通信非常困难。

虚拟现实技术的发展为我们克服这一困难提供了极其有效的手段。虚拟现实可以代表现实世界和虚拟世界。在表达现实世界时,我们可以突破物理空和时间的限制,去“超越现实”;在代表虚拟世界时,还可以使虚拟世界中的虚拟物体表达出三维逼真的感觉,从而达到身临其境的感觉,最终形成“三维信息空空间,人们可以沉浸其中,超越它们,自由进出,互动”。虚拟现实技术为用户提供了一个新的人机界面。它利用计算机生成交互式三维环境,不仅使参与者感受到场景或模型的逼真存在,而且对参与者的动作和操作做出实时准确的反应。

2.虚拟现实技术在土木工程中的应用

由于上述优势,虚拟现实技术在土木工程中得到了广泛应用,具有广阔的应用前景。目前,虚拟现实技术在土木工程中的应用主要包括以下几个方面[2】。

(1)在虚拟施工过程和施工结构计算中的应用[3]

在实际工程建设中,复杂结构的施工方案设计和施工结构的计算是一个难题。前者的关键在于表达空施工现场结构构件与机械设备之间的关系。后者是建筑结构在施工和荷载下的变形大于其就位后或结构形成后的变形。

基于虚拟现实的复杂结构施工方案设计是指利用虚拟现实技术在虚拟环境中建立周围场景、结构部件和机械设备的三维计算机辅助设计模型(virtual models),形成具有一定功能的计算机仿真系统,使系统中的模型具有动态性能,对系统中的模型进行虚拟装配,并根据虚拟装配的结果修改人机交互可视化环境中的施工方案。复杂结构的施工涉及诸多因素,如吊车的布置位置和高度、缆风绳焦点的选择、构件堆场的位置、吊车的作业路线、构件的吊装路线等。,这些都是在设计施工方案时必须考虑的问题。如果不充分考虑这些问题,将会影响工程建设的进度和成本,甚至导致安全事故。

在建筑结构施工前,经常需要重新检查施工方案的应力状态。例如,在大跨度空的施工中,不仅要考虑施工过程的安全性和可行性,还要考虑施工过程中结构本身的安全性和可靠性。在展览中心,钢屋盖支撑在钢桅杆上,钢桅杆的两端呈锥形,并与下部混凝土结构铰接。为了减少钢桁架的变形,保持结构的稳定性,在钢屋架和混凝土之间采用了一系列拉索(前拉索、后拉索、稳定拉索)和拉杆,形成稳定的结构体系。在钢结构施工中,不同的支撑方案和拼接方案会对结构的不同部位产生不同的影响。然而,随着连杆的安装,这些施工阶段的应力将保留在结构部件上,并影响最终的结构应力安全。并且在结构就位的过程中,有可能失去稳定性和变形。这需要对施工过程进行准确的分析。虚拟现实技术可以在短时间内对不同的方案进行大量的分析,从而保证施工方案的优化。

(2)在工程招标中的应用

建筑业是我国的支柱产业。建筑市场的过度竞争是一个长期的事实。业主在现代建设项目的运营中处于绝对有利的地位。在有限的时间内,如何使业主和评标专家了解招标文件的编制和审批,直接关系到承包商是否有机会中标。因此,在关注招标文件的技术可行性和合理报价的同时,承包商也非常重视招标文件的包装。特别是大型项目、国家重点项目和国际项目的招标和投标往往从[项目规划阶段的这一方面开始。

借助虚拟仿真系统,可以显示无法排练的施工过程和方法,不仅节省了时间和施工投资,而且不需要项目经理现场回复,方案的优缺点一目了然。这无疑大大增加了承包商中标的机会。

(3)在可视化计算中的应用

可视化计算将是未来的一个重要发展方向。在科学研究中,人们会遇到大量的数据。为了从中得出有价值的规则和结论,我们需要仔细分析大量的数据。科学计算所得数据的可视化处理或三维图形显示,通过交互改变参数,可以观察计算结果及其变化的全貌,从而实现参数化和可视化计算。虚拟现实技术飞速发展。

当用有限元方法进行结构分析时,虚拟现实技术可以通过颜色的深度给出三维物体中每个点的力的大小,不同的等力面可以用不同的颜色表示。你也可以随意改变角度,从任何一点观察。虚拟现实的交互性能还可以用来实时修改各种数据,以便比较各种方案和结果。这将使工程师的思维更直观,概念更容易理解。可视化计算技术在超大型复杂结构设计、工程控制和结构分析中的应用将增强计算软件的前后处理能力。例如,在桥梁工程控制和结构分析的可视化计算中,逆向(拆卸)分析结构拆卸的动态演示、结构理想施工线型的显示、施工阶段主梁质心线设计曲线和实测拟合曲线的显示、正向部分桥梁结构装配的动态演示、施工预测图的显示、主梁内力图的显示、危险截面应力分布图的显示等。更重要的是,它可以通过图形或图像动态控制结构再分析,实时获取施工控制数据,同时可以实时动态演示和控制设计和施工过程。

四.结论

虚拟现实技术正在不断发展。专用于计算机图形和多媒体信息处理的高性能数字信号处理器芯片可以将处理能力提高数百倍。三维图形算法和参数化建模算法可以使虚拟现实技术更加成熟。目前,虚拟现实技术仍有许多不完善之处,尤其是在土木工程研究方面。我们应努力建设虚拟现实技术实验室,开发有价值的虚拟现实工程系统,使其能够更广泛地应用于工程设计、施工、管理和可视化计算。

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