基于并行计算的盾构机刀盘三维切削仿真

针对盾构机工作时刀盘切削土体的数值仿真，建立了细致分析模型，并利用任意拉格朗日欧（ALE）和流固耦合（FSI）理论及方法未解决传统有限元方法进行切削仿真时易引发的网格大变形问题；在国产曙光4000A超级计算机上利用LS-DYNAMPP970完成了并行计算，采用了传统递归坐标对分、以夏根据仿真模型特点提出的基于耦合均衡坐标对分等两种区域分解策略。结果表明，ALE-FSI方法能有效处理刀盘切割土体仿真时的网格大变形，仿真数据与试验数据对比也比较一致：通过促进负载均衡，在计算时CBCB法比RCB法体现出了更好的加速比和并行效率。     

人车碰撞事故的行人伤害研究

将多体动力学方法与行人伤害分析相结合对一起真实的人车碰撞事故进行了准确的仿真再现,研究分析了碰撞过程中行人的动力学响应和伤害.事故再现结果与实际情况及法医尸检结论吻合,有效地验证了方法和模型的正确性.在此基础上计算得出行人头部及下肢伤害与汽车碰撞速度的变化关系,可为改善汽车的行人安全性提供参考.     

大电流母线桥电磁激励振动与噪声数值分析

针对低压大电流母线桥的降噪难题,建立了某型号母线桥的全三维数值模型,应用有限元和边界元综合分析法,对其进行了振动声学数值计算.计算过程中,以电磁场分析结果作为振动分析外激励载荷,进行振动响应分析,再以振动响应计算结果作为声学边界条件,采用间接边界元法,对母线桥声学特性进行了计算,计算结果与实验数据对比表明仿真模型和计算方法的有效性.在此基础上,根据仿真结果改进结构,实验验证其具有良好的降噪效果.     

面向事故分析的车身关键参数数值模拟计算

汽车碰撞事故再现方法中常用的动量/能量和变形/能量分析方法需要对所涉及车辆的部分参数(如恢复系数和刚度系数)进行确定,传统的参数确定方法需要通过多次实车碰撞试验进行统计分析计算,具有周期长、成本高等缺陷,不适应目前多品种小批量的生产方式.据此,提出利用被试验验证的整车有限元模型对上述参数进行多种速度下的数值模拟计算,并将模拟试验得到的恢复系数应用于一起真实碰撞事故的分析,结果验证了该参数的可靠性及该方法的可行性.     

产品设计知识的表示与重用技术

通过研究知识工程(KBE)技术在产品设计中的应用,根据产品设计知识的形式对其进行归类,利用面向对象的方法表达产品的总体参数、零件的独立参数、设计经验及规则,采用框架结构表示产品的结构配置树,将设计知识存储到模型库、数据库和规则库中.把编写好的KF(Knowl-edge Fusion)类加载到产品模型,并根据新设计条件和约束来驱动产品设计.最后,通过观光电梯的应用实例验证设计知识的重用.     

基于Web的交通事故远程仿真系统

结合开发交通事故防范的数字化公共平台,根据基于Web的交通事故模拟分析系统的技术特征,设计了基于Web的交通事故模拟分析系统的框架.基于商业软件,提出适用于模拟法的交通事故场景自动生成技术,并初步建立了包括车辆、人体在内的全三维参数化仿真模型数据库.通过实现远程交通事故模拟与分析,为交通事故的快速分析和处理提供有力的支持.     

基于任意拉格朗日-欧拉法的盾构刀盘土体切削仿真

针对盾构刀盘切削土体的问题,提出了基于有限元和高性能计算方法的大规模数值模拟方法.建立了盾构和土体的三维分析模型,并且充分考虑到土体的材料非线性,利用动态显示算法进行了基于国产“曙光4000A”高性能计算机的大规模流固耦合分析.仿真采用任意拉格朗日-欧拉法(ALE),解决了土体大变形造成的有限元单元畸变问题,预测土体-刀具相互作用的过程;将修正的Drucker-Prager塑性土体模型作为土体的非线性有限元模型,其仿真方法和结果可以为未来盾构机的刀盘设计提供参考.     

基于扫描数据建立人体动态模型

提出一种由三维人体扫描数据建立人体动态模型的新方法.该模型由骨架运动学模型和简化的三角网格表面模型构成,分别用于产生人体各种姿态以及表达相应的体表形状.通过操纵骨架运动,可实现实时与逼真的人体姿态仿真.实例分析表明,该方法克服了目前从扫描数据通常仅用于构造静态人体模型或无法实现实时姿态仿真的缺陷,在人机工程设计及虚拟现实领域有较大应用价值.     

有限元软件结构分析模块的并行开发及应用

通过有限元分析软件结构分析模块在“神威Ⅰ”超级计算机上的并行化二次开发，把商用有限元软件强大的前后处理能力与超级计算机的高性能计算能力结合起来，扩大了分析规模，提高了分析速度．算例分析验证了该研究的正确性和高效性，为大型工程计算提供了强有力的工具．     

基于图像引导的交通事故现场实时测绘方法

为了满足交警现场绘制事故现场图的实际需要,提出了基于图像引导的交通事故现场实时测绘方法.首先根据直接线性变换法将事故现场照片由透视图转换为正投影图像;然后直接在正投影图像上进行车辆、人体、散落物和刹车痕迹等事故现场信息的绘制和相关尺寸的标注;最后实现现场图的打印输出并由当事人签字确认.通过典型交通事故案例验证了该方法的有效性.和传统手工测绘相比,该方法在提高事故现场勘测精度的同时,还能大大缩短数据处理和现场绘图时间,满足实时打印输出现场图的要求.