柔性物体参数化建模与复杂约束变形方法及其应用

本项目对柔性物体的参数化建模及复杂约束变形问题的理论和方法进行研究，并针对几类具体的模型进行应用研究。从理论上针对隐式的几何约束和物理的约束条件，进行柔性物体的参数化表示及变形方法的研究，结合图形图像、计算几何、优化、力学等方法，用有限参数描述复杂的柔性几何形体的各种状态；用参数化方法模拟几类典型复杂的变形过程，即利用参数来控制变形的过程和结果，解决相应的大变形问题。以乳腺癌早期诊断中的医学成像过程和内衣设计中的三维变形等问题为例，借助三维测量仪和现代成像技术，进行应用基础研究；构造不同外部条件下的几何变形模型，解决不同类型的医学图像间的三维融合等问题。这项研究对数字人体、医学图像、3D服装、人脸表情、肌肉弹性生物模型等方面的柔性物体的几何变形问题的研究具有重要的意义。利用参数化建模的思想来分析和模拟实验数据或过程的研究方法，对信息科学与实验科学的交叉研究有积极作用。 2100433B

本项目系统地研究了面向CAD的图形多约束理论、方法及其应用，提出了多约束关系识别、理解与自组织的三大基本原理，提出了约束关系自组织的一系列新概念和新方法，提出并实现了8大基本约束种类及其形成的一系列新算法，应用图形多约束理论与方法进行工程图扫描图象整体识别，应用图形多约束理论与方法进行零件图装配图一体化设计，提出并实现了基于约束关系自组织的离线参数化技术。上述各项研究成果中，应用图形多约束理论与方法进行工程图扫描图象整体识别与基于约束关系自组织的离线参数化技术是两项实质性的突破，已得到学术界同行的肯定与认可。本项研究在国内外学术期刊和学术会议上共发表论文十六篇。 2100433B

本书是作者在数字照相量测技术多年研发与应用成果的基础上撰写而成。全书共分10章，包括数字照相变形量测的基本概念与分类体系、数字照相变形量测的基本原理与方法、数字照相变形量测实用软件系统、岩体与混凝土材料破裂变形的高精度分析法、基于岩土材料非均匀与渐进变形特征的快速分析法、岩土材料变形量测的DSCM基本应用方法、岩土材料剪切带的识别方法与应用、隧道围岩破裂带的识别方法与应用、岩体内部变形观测的透明模型试验方法以及隧道围岩松动圈数字照相测试方法与应用等。

非连续变形分析方法(DDA)是平行于有限元的一种新的数值分析方法，具有广阔的工程应用前景。全书分三部分共13章，第一部分介绍非连续变形分析理论，程序使用方法与说明；第二部分介绍非连续变形分析程序的二次开发，包括前后处理功能、三维数值模型自动生成方法、边坡失稳模式判断方法；第三部分介绍非连续变形分析方法在工程中应用，分别是倾倒边坡、平面滑动边坡工程稳定分析、重力坝深层抗滑稳定计算。

本书可作为学习非连续变形分析方法的入门书，也可供水利水电、公路、铁路等行业从事岩土工程研究的科技人员、高等院校相关专业的师生参考。