基于元模型的复杂产品虚拟样机建模方法研究

新技术环境下复杂产品对数字化设计质量的要求不断提升, 需要进一步提高建模的质量和效率, 解决复杂产品虚拟样机多学科模型的一体化信息集成问题, 以实现复杂产品系统设计及优化。本文以航天制造领域广泛存在的复杂产品为对象, 对元模型、建模方法以及多学科建模过程进行研究与分析, 将多学科优化设计与元模型建模方法相结合, 建立了复杂产品的虚拟样机元模型, 并构建了元模型与学科元模型的转换关系, 形成了虚拟样机多学科建模优化设计方案。     

插件式可重配导弹总体设计集成优化框架研究

导弹武器系统总体设计过程的复杂性，对于模型和应用集成、方案优化提出了更高要求。在虚拟样机、多学科设计优化、应用集成等技术的基础上，提出一种插件式可量配导弹总体设计集成优化框架，并对其中一些关键技术进行探讨，最后实现了一个原型系统。     

基于有向循环图的多学科设计优化模型调度方法

复杂产品的多学科设计优化过程中，往往会涉及到不同学科的专业分析模型以及各种商业软件应用的集成调度运行问题。在多学科设计优化过程中模型应用集成的基础上，结合设计模型的调度需求，研究了多学科模型的调度运行，并给出了基于有向循环图的通用模型调度解决方案，包括回路探测算法和模型调度算法。最后设计并实现了支持复杂产品多学科设计优化软件框架——iDesign的调度引擎，并以一个设计模型的调度为例，验证了方法的正确性和可行性。     

微小型航天器寿命周期内的虚拟航天器技术

提出了一种基于虚拟航天器进行微小型航天器设计与研制的新手段和新模式.虚拟航天器是航天器多学科主要关键特性的集成化数学模型,利用虚拟航天器能够实现航天器设计方案优选,虚拟环模试验及在轨飞行任务仿真和评估等操作,为微小型航天器数字化设计与并行研制提供了必要的技术手段.总结分析了虚拟航天器设计与仿真的关键技术,并建立了虚拟航天器原型系统,对本文研究内容进行验证.创新性研究成果对于我国微小型航天器技术的进步和跨越式发展具有积极的推动作用.     

船体结构虚拟设计平台的实现

通过研究船体结构产品模型的特点并结合现代造船模式，提出了基于面向对象、模块化的船舶数字化模型的建立方法．结合三维造型软件开发了船体结构虚拟设计平台，提供了从船体曲面建立、船体结构建模到结构装配仿真的基本操作与运算，将程序的集中控制能力、数据库的集成管理能力和三维虚拟设计相结合，实现了船舶初步设计阶段数据产品模型的信息化集成设计与管理。     

导弹武器系统总体一体化设计中的模型集成研究

针对导弹武器系统总体一体化设计中多学科协同设计的模型集成问题，在虚拟样机一体化模型的基础之上，设计开发了客户／服务器模式的模型集成和分析平台，为导弹武器系统总体一体化设计中的模型集成提出了一种解决方案，给出了模型集成和分析平台的软件体系结构，并说明了下一步的工作方向。     

液压集成系统智能化虚拟设计中的核心算法研究

通过对液压集成系统设计中存在的问题进行分析,提出以集成块布局布孔集成方案的智能优化设计算法为核心,以具有沉浸感的虚拟现实环境为人机交互界面的智能化虚拟设计新方法。针对集成块这种复杂的立体空间带约束布局问题,介绍了智能型虚拟设计系统的构造方案,重点对其核心算法—运用智能计算方法及其混合优化策略实现集成块布局布孔自动优化设计的方法和实现技术进行阐述,为建造高度智能的液压集成块虚拟设计系统提供了可靠的理论依据。     

虚拟样机技术的技术与方法体系研究

虚拟样机技术是以虚拟样机为核心、仿真为手段、各种CAx/DFx为工具的一种数字化设计方法和手段。提出一种虚拟样机技术的技术与方法体系,它包括虚拟样机、基于虚拟样机的仿真技术、针对虚拟样机的管理技术、各种实用工具的集成技术和人机界面技术。分别论述了各种技术和方法的主要内容,包括虚拟样机的定义、特性和建模方法,多领域、多学科仿真的类型、方法和基本特征,虚拟样机的管理技术,以及各种工具的总体集成框架和方法。     

虚拟样机多学科设计优化问题建模研究

针对虚拟样机多学科设计优化框架对多学科问题描述的需求,对多学科设计优化问题的建模方法进行研究,提出用XML语言对多学科优化问题模型进行描述。通过分析多学科设计优化问题模型特点,得出多学科设计优化问题模型及其子模型的形式化描述,并给出其中一个主要模型的XMLSchema描述规范。开发了通用多学科设计优化问题建模工具,用于基于Web的虚拟样机多学科设计优化框架中的求解问题模型的输入,并给出某型导弹多学科设计优化问题的建模实例。实践表明建模方法和建模工具方便可行。     

飞机动力学虚拟样机分析研究环境

飞机动力学虚拟样机分析研究环境是一个以研究飞机的动力特性为核心，利用飞机多学科设计优化理论，由底层支撑信息技术和标准组成的，对飞机的稳定性、操纵性、机动性、敏捷性、对抗性等进行综合分析研究的集成环境。飞机动力学虚拟样机研究环境由分布式数据库管理系统和三个相互关联的子环境组成：数学仿真分析研究子环境、人在回路分析研究子环境和虚拟战场分析研究子环境。研究了其三个子环境的结构、特点和功能以及相互之间的关系。