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基于OGRE的离心脱水三维仿真系统的设计与实现

作　者: 陈坚
导　师: 陈清华
学　校: 南京理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: OGRE 卧螺离心机 三维动态仿真 固液分离 运动轨迹 颗粒碰撞
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 37次
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内容摘要


离心机是化工行业乃至整个工业上非常重要的一种分离设备。本课题根据国防科技基础产品创新计划项目的要求,对离心机的离心脱水过程进行三维动态仿真。本文在深入了解离心机工作原理和工作过程的基础上,采用OGRE图形渲染引擎对离心机的脱水过程进行三维仿真,在具备一定数值仿真计算能力的前提下侧重离心脱水过程的动态效果仿真。本文首先对OGRE图形引擎进行概述,介绍了其核心对象和特性,并对动画做了详细介绍；其次对卧螺离心机的工作原理和参数进行分析,将主要参数划分为机器参数和生产参数两类,搜集和整理生产参数相关的计算公式；接着搭建OGRE嵌入MFC的系统框架,将3ds Max中建立的卧螺离心机三维模型载入到系统框架进行渲染,并实现系统框架的场景漫游、多视口切换和同时显示功能；然后实现数值仿真计算,将生产参数的计算公式制作成为公式库并进行数值仿真实验,得出结果后绘制成为曲线图,加以分析并给出优化建议和部分推荐参数；最后重点实现离心脱水过程的三维动态仿真,包括使用粒子系统实现固液分离的仿真,使用关键帧动画实现运动轨迹的仿真,使用AABB包围盒实现颗粒碰撞的仿真；其中,采用粒子系统实现固液分离效果的仿真属于首创。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-12
  1.1 研究背景  8-9
    1.1.1 课题来源  8
    1.1.2 研究意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-10
    1.2.1 基于OGRE引擎的三维仿真研究现状  9-10
    1.2.2 卧螺离心机仿真研究现状  10
  1.3 主要研究内容和论文组织结构  10-12
    1.3.1 主要研究内容  10-11
    1.3.2 论文组织结构  11-12
2 OGRE图形渲染引擎  12-22
  2.1 OGRE图形渲染引擎介绍  12-18
    2.1.1 OGRE核心对象  12-16
    2.1.2 OGRE引擎特性  16-18
  2.2 OGRE动画  18-21
    2.2.1 动画的概念  18
    2.2.2 OGRE动画框架  18-19
    2.2.3 OGRE支持的动画类型  19-21
  2.3 本章小结  21-22
3 卧式螺旋脱水离心机  22-30
  3.1 离心机的分类  22
  3.2 卧螺离心机分离原理  22
  3.3 卧螺离心机结构  22-23
  3.4 主要参数  23-29
    3.4.1 机器参数  23-25
    3.4.2 生产参数  25-29
  3.5 本章小结  29-30
4 系统设计  30-41
  4.1 系统需求分析  30
  4.2 总体结构划分  30-33
    4.2.1 数值计算模块  30-31
    4.2.2 机器参数模块  31-32
    4.2.3 模型渲染模块  32-33
  4.3 系统框架设计  33-36
    4.3.1 总体类结构设计  33-34
    4.3.2 应用类和帧监听类设计  34-35
    4.3.3 离心机模型类设计  35-36
  4.4 动态仿真设计  36-40
    4.4.1 固液分离仿真设计  36-37
    4.4.2 运动轨迹仿真设计  37-38
    4.4.3 颗粒碰撞仿真设计  38-40
  4.5 本章小结  40-41
5 系统实现  41-71
  5.1 本课题选用的软件工具介绍  41
  5.2 系统框架搭建  41-51
    5.2.1 OGRE嵌入MFC  41-42
    5.2.2 OGRE的初始化  42-43
    5.2.3 离心机模型的制作和渲染  43-46
    5.2.4 场景漫游的实现  46-49
    5.2.5 多视口切换的实现  49-51
  5.3 数值仿真实现  51-58
    5.3.1 计算界面  51-53
    5.3.2 分离极限仿真实验  53-55
    5.3.3 生产能力仿真实验  55-56
    5.3.4 螺旋转矩仿真实验  56-58
  5.4 动态仿真实现  58-70
    5.4.1 固液分离仿真实现  58-65
    5.4.2 运动轨迹仿真实现  65-69
    5.4.3 颗粒碰撞仿真实现  69-70
  5.5 本章小结  70-71
6 总结与展望  71-73
  6.1 总结  71-72
  6.2 展望  72-73
致谢  73-74
参考文献  74-76

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 计算机仿真
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