破片侵彻纤维复合材料板的有限元数值模拟

采用有限元方法对几种不同外形和材料的破片模拟弹垂直侵彻玻璃纤维增强复合材料层合板的动态响应过程进行了模拟分析,研究了靶板有限元模型网格尺度对抗破片侵彻特性模拟计算结果的影响,分析了靶板直径和边界约束条件等因素对复合材料板的抗破片特性的影响。对于厚度为4.0mm以上的较厚靶板,几种常用的13.4g钢质破片模拟弹的外形和材料的差异对侵彻能力影响较小。与已有文献中的实验结果的比较表明:当有限元网格尺度接近复合材料单层厚度时,计算结果的精度较好;当靶板直径大于一个与靶板材料波速相关的临界直径时,靶板直径、边界约束条件对破片模拟弹剩余速度的影响可忽略;完全固支条件的计算结果比简支或自由边界条件更接近于大尺寸靶板的计算结果。     

基于双尺度自动机的玉米拓扑结构模型研究

植物的拓扑结构模型研究是虚拟植物生长中的重要研究内容。基于植物生长机理构建的植物拓扑结构模型,更适合模拟真实植物的生长过程。本文通过对玉米形态结构特征的分析,应用植物发育过程的概率模型,建立了一种基于双尺度自动机的玉米拓扑结构。该模型结构简单,形象直观,符合玉米的生理生长规律,即体现了玉米的动画生长过程,又实现了其真实感显示过程。     

地面沉降多尺度三维可视化技术研究

整合多源数据,即实测数据、矢量数据、数值模型数据、遥感数据,在三个不同空间尺度上,即区域尺度、中尺度和微观尺度,实现地面沉降发生过程的三维可视化表达,其中微观尺度的沉降模拟是写意表达,而区域尺度和中尺度下的沉降模拟则是采用三维体视化表达方式;并针对不同空间尺度,分别给出建立相应尺度地面沉降模拟模型的方法以及数据结构．同时,以地面沉降最为严重的苏州-无锡-常州地区为例,进行多尺度地面沉降动态过程三维可视化表达应用,建立的模型能够使研究者以交互的方式在三维空间上迅速、全面地掌握地面沉降发生过程,进而为地面沉降研究提供一个全新的可视化操作平台．     

结构损伤一致多尺度模拟和分析方法

以一个重要的大跨桥梁为工程背景,基于非线性有限元分析软件ABAQUS,研究了大跨结构以损伤分析和状态评估为目标的结构多尺度模拟中的一系列关键理论和技术问题,包括多尺度建模方法和策略、基于子结构方法和基于多点约束衔接方法的多尺度建模过程,结构一致多尺度模型的修正和验证,以及应用多尺度模型进行结构损伤分析的方法与策略.研究结果表明,应用所提出的大跨结构一致多尺度建模方法和策略,能够有效地建立适用于实际大跨桥梁结构损伤分析的多尺度有限元模型,满足不同尺度下结构特性分析和局部损伤演化过程仿真计算的需要.而基于多尺度模型进行的局部疲劳损伤累积的仿真分析结果表明,发生于局部焊接细节的疲劳损伤与结构的局部应力响应之间有较大的耦合作用,在结构的多尺度损伤分析过程中应予考虑才能得到比较准确的寿命评估结果.     

协调的决策多尺度不完备信息系统的最优尺度选择

粒计算模拟人类思考模式,它以粒为基本计算单位,以建立大规模复杂数据和信息处理的有效计算模型为目标,是知识表示和数据挖掘的一个重要方法.针对决策属性具有多尺度的不完备数据集的知识获取问题,首先,提出了决策属性具有多尺度的广义不完备多尺度信息系统的最优尺度选择的概念,阐明了尺度选择全体构成了一个完备格;其次,给出了在不同尺度选择下信息粒的表示及其相互关系;最后,讨论了协调的决策多尺度不完备信息系统的最优尺度选择问题,并用示例解释最优尺度选择的计算.     

基于近场动力学均匀化的混凝土防渗墙等效损伤模型

混凝土防渗墙在我国覆盖层高土石坝坝基防渗中应用非常广泛。受到巨大水推力、土压力及不均匀沉降作用的混凝土防渗墙可能会出现局部破损,该过程涉及到的尺度差异大、复杂破损精细化描述等问题通常是分析的难点。通过近场动力学多尺度均匀化分析,提出了一种高土石坝混凝土防渗墙破损等效损伤模型。首先给出了该等效损伤模型建立的基本思路,然后基于防渗墙破损的机理和应力状态规律的认识,采用近场动力学多尺度均匀化方法,建立了可用于工程三维分析的高土石坝防渗墙破损的等效损伤模型。该模型具有形式简单、参数少且物理意义明确、拉压统一描述、模型新引入的指数参数可以更好地模拟混凝土损伤发展速度等特点,便于工程应用。通过混凝土材料单轴受拉和受压试验及混凝土偏心三点弯曲梁算例验证了模型的有效性后,将该模型有效应用于某砾石土心墙堆石坝防渗墙的三维破损分析中。     

基于需求驱动的输变电工程多尺度场景建模

针对输变电工程不同阶段所面临的多维管理问题,提出基于需求驱动的输变电工程三维模型的多尺度分级方法,并根据多尺度分级方法实现了输变电工程的多尺度场景构建。首先,采用统一建模语言(unified modeling language, UML)系统梳理输变电工程的组成要素及其相互之间的关系,并在此基础上根据输变电工程不同周期的应用需求提出输变电工程多细节层次模型。其次,运用Google SketchUp和3DS Max(3D Studio Max)建模软件构建不同尺度的输电杆塔和变电站模型,并在SuperMap软件中将三维模型与三维地形环境匹配融合构建完整的多尺度输变电工程场景。最后,通过构建某地的多尺度输变电工程场景,对所提出的尺度分级方法进行了验证。结果表明基于工程需求构建的输变电工程多尺度场景能有效地应用于不同的工程管理阶段。     

基于贪婪Snake模型与多尺度分析的图像分割

为了准确分离目标区域,提出了一种基于贪婪Snake与多尺度图像增强相结合的新的轮廓分离模型.首先对输入的图像给定一个初始轮廓,然后应用多尺度分析进行图像增强,之后在不同的尺度中运用贪婪Snake模型进行轮廓的分离,最终分离出理想的目标轮廓.实验证明该方法提高了分割的精度.     

基于遗传算法的双尺度自动机的虚拟植物自动构建

将遗传算法与双尺度自动机模型相结合,通过分析双尺度自动机的模型参数,设计了合理的编码方式,并针对树形的相似性度量设计了有效的适应度函数,对给定的植物拓扑结构,利用遗传算法的全局寻优能力搜寻到相应的双尺度自动机,实现了虚拟植物的自动构建.实验验证了该方法的有效性,为探索虚拟植物自动构建提供了一种新思路.     

固体力学中的多尺度方法综述

本文阐述多尺度关联方法所需要满足的各项基本要求,这也是多尺度数值模拟所面临的问题.并就各项具体问题针对当前的一些多尺度关联方法进行评述,介绍当前可以应用于建模计算的一些具体方法以及一些工程应用的尝试.最后概要地介绍了多尺度关联方法的发展前景.     

承插型盘扣式模板支撑体系节点半刚性研究

承插型盘扣式钢管模板支架目前在土建工程中广泛采用,其搭设方案直接关系到施工安全。目前针对这种支撑体系连接部位的研究较少,我国规范指出应采用半刚性连接模拟,并给出了一个刚度值,但没有说明应用范围。大多数研究者认为规范给出的节点刚度值低估了承插型盘扣式钢管模板支架的承载能力。针对实际工程的需要,通过足尺模型逐级加载试验,测试模板支架立杆的轴力,并通过有限元分析,对比实验和数值模拟结果,得到半刚性节点的刚度建议值。所得结果可为实际工程中该类模板支撑体系的计算分析提供试验和数据参考。     

GEO空间慢旋目标天基监视受控绕飞轨道设计与仿真

为实现GEO空间慢旋目标特定面的连续观测,提出了一种天基监视受控绕飞轨道设计方法. 首先建立了目标、天基平台相对运动模型,研究了空间任意自旋轴下的期望相对轨道模型,设计了单周期受控绕飞模型和多周期螺旋接近受控绕飞模型,应用时间约束的多脉冲控制实现平台受控绕飞,仿真分析了不同绕飞半径、不同脉冲数、不同绕飞周期下的受控绕飞轨道,最后提出并验证了多周期螺旋接近受控绕飞策略. 结果表明,基于GEO空间自旋目标姿态变化的受控绕飞的相对轨道设计,能够实现目标特定面的连续指向观测,相关仿真结果和结论对实际工程应用具有一定的参考意义.      

一种基于改进型KALMAN滤波器的目标定位算法

在以常规卡尔曼滤波器为基础的各种跟踪算法中，要求精确的模型和噪声统计，但在实际系统中，大多数情况不能满足上述要求。给出了考虑初始条件下不精确性的改进型Kalman滤波器表达式，并在引入速度量测信息的基础上，运用该滤波方法进行空间目标二维定位。Mnte Carlo仿真表明该方法降低了对模型精度的要求，在工程上是可行的。     

基于遗传算法的Flow Shop调度问题求解

如何对大规模的生产进行有效合理的调度,在分析企业生产流程的基础上,提出了一种用改进的遗传算法来求解流水车间调度问题的方法。仿真实验结果证明了算法的可靠性与实用性,具有较好的工程应用价值。     

微观车辆仿真模型分类对比研究

车辆跟驰模型是微观交通流仿真的一个基本模型，它是构成许多重要研究领域的基石．把车辆跟驰模型分为基于交通工程的跟驰模型和基于交通心理学的跟驰模型以及基于二结合观点的跟驰模型．从交通工程、交通心理学及二相结合的角度对几个常见的车辆跟驰模型进行了比较研究，介绍了各车辆跟驰模型的建模原理以及它们各自的特点，重点阐述了它们在微观交通模拟中的应用．     

用随机网络技术选择井巷工程施工总排队方案

将随机网络技术与井巷工程施工实际相结合,建立了一种MCGERTS随机网络仿真模型,给出了MCGERTS模型的仿真方法并开发了仿真软件,举出一实际应用的例子。     

耦合溶质运移和化学反应模拟的并行优化

针对TOUGHREACT程序在耦合溶质运移和化学反应计算过程中, 计算规模和时间需求的不断增加导致求解规模逐渐增大的问题, 提出了用耦合过程并行化对耦合模拟过程进行改进的方法. 该方法改进了原有的程序结构, 实现了化学反应计算并行化. 实验结果表明, 改进后的耦合计算部分在执行时间上有2~3倍的加速效果.     

A320撞击刚性靶体的数值模拟及冲击载荷工程模型验证

利用通用显式动力学分析程序LS-DYNA模拟了空客A320与刚性靶体的碰撞过程,获得了飞机以不同速度撞击时的冲击载荷.通过与修正的Riera公式计算的冲击载荷对比,确定了Riera公式和冲击载荷工程模型中修正系数α的取值,并获得了α与撞击速度V₀的对应关系.根据飞机的压损载荷冲量与冲击载荷冲量之比,确定了冲击载荷工程模型中冲击载荷系数γ的取值,并获得了γ与撞击速度V₀的对应关系.工程模型与数值模拟计算的冲击载荷曲线吻合较好,验证了冲击载荷工程模型的合理性,为空客A320及相似结构飞机的冲击载荷曲线计算提供了依据.      

基于HyperMesh的汽车中控台装配变形仿真分析与优化

针对汽车中控台在装配时泡棉压缩所引起的变形问题,通过压缩试验测得泡棉的应力-应变曲线,基于HyperMesh建立（computer aided engineering,CAE）模型并使用LS-DYNA进行求解。同时建立实际模型,以相关安装点的变形量为基准,对比实际值与仿真值,对仿真模型进行验证。基于验证后的仿真模型,研究泡棉材料、仪表板材料和仪表板厚度对安装点变形量的影响,得到最优参数方案。结果表明：仿真值与实际值的误差在±20%以内,符合工程应用要求,验证了CAE模型的合理性;在模型中,泡棉材料对安装点变形量的影响最大,仪表板厚度次之,仪表板材料最小;泡棉材料为聚乙烯（polyethylene,PE）,仪表板材料为聚碳酸酯（polycarbonate,PC）+丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（acrylonitrile butadiene styrene,ABS）,仪表板厚度为3 mm时,相关安装点变形量的平均值为1.041 mm,方差为0.062 mm²,变形量最接近目标值,且分布最均匀。     

透明土物理模拟试验技术现状与趋势

透明土物理模拟试验技术是研究解决岩土工程基础科学与工程技术问题的重要手段之一.对当前透明土物理模拟试验技术的基本原理、主要内容、工程应用以及当前存在问题与未来发展趋势进行了系统归纳与总结分类.研究发现:利用激光制斑的透明砂土可以二次复用,极大地降低了实验成本;在透明度确定的原则下可以适当增大模型尺寸以减小边界效应带来的...