面向复杂装配体模型的两级并行曲面网格生成

针对实际工程应用中的大规模数值模拟需求,面向复杂几何装配体模型,提出一种适配高性能计算机分布式共享存储体系的两级并行曲面网格生成方法。首先提取几何模型的关键特征,基于关键特征构建网格尺寸场并预估出每个几何实体内的网格规模大小;然后基于模型几何实体的相邻关系和预估的网格规模建立模型实体间的邻接关系图,通过图剖分算法将几何模型分解为不同的子模型,将子模型分配到不同的进程内;最后在各进程内按照“点-线-面”的顺序依次并行生成点网格、线网格和面网格。在曲面网格并行生成中采取进程和线程混合的并行方式,不同子模型之间采用消息传递接口并行,同一个子模型的不同几何曲面之间采用OpenMP并行。通过三峡大坝模型对该方法进行验证,结果表明,通过分析算法的并行效率、通信最小化和负载平衡,该方法可以在数千处理器核上获得40%的并行效率,不同进程间的通信量较少,且可以获得良好的负载平衡。

面向复杂几何模型的并行四面体网格生成方法

面向大规模工程计算等数值模拟领域,提出了一种支持复杂几何模型的大规模四面体网格并行生成方法。该方法以复杂几何模型作为输入,首先采用串行网格生成方法生成初始四面体网格,然后通过两级区域分解方法将初始网格分解为多个子网格并分配到相应的进程中,进程间并行地提取出子网格的表面网格,并基于几何模型对面网格进行贴体加密,最后对加密后的面网格采用Delaunay方法重新生成四面体网格,该方法可以更好地适应高性能计算机体系结构,较好地克服了并行方法中并行性能和网格质量不能兼顾的问题。对三峡大坝模型进行测试和验证,证明该方法具有良好的并行效率和可扩展性,可以在数万处理器核上并行生成数十亿高质量四面体网格。

风电叶片用环氧树脂固化动力学特性及力学性能的研究

采用动态DSC(差示扫描量热)法研究了亨斯迈LY1564SP和上纬2511-A两种真空成型用环氧树脂体系的固化反应动力学特性和固化温度,并采用Kissinger和Crane法计算出不同固化体系的动力学参数,建立了固化动力学方程。结果表明,上纬2511-A树脂固化体系的活化能为37.57 kJ/mol,亨斯迈LY1564SP树脂固化体系的活化能为42.09kJ/mol,反应级数均小于0.9,近似于1级反应。对比了两种环氧树脂浇铸体的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量,结果表明,上纬2511-A树脂固化体系力学性能优于亨斯迈树脂体系。

真空辅助RTM工艺中孔隙的形成机理及实时控制研究

根据国内外的研究成果对真空辅助树脂传递成型(RTM)工艺过程中气泡的形成机理进行了分析总结,同时介绍了几种真空辅助RTM实时过程控制方法。研究结果表明,实时过程控制能够减少孔隙形成的几率,改善流动前沿均匀性,缩短注胶时间,是提高复合材料产品质量的重要方法。

基于虚拟现实的反应堆退役模拟研究

反应堆退役工程是庞大的系统工程,需要进行退役作业的优化设计和技术评估。应用虚拟现实技术可以生成三维的虚拟堆环境,进行虚拟退役操作,从而为退役工程提供分析工具,为实施方案的确定、关键技术难点分析、退役数据信息管理和培训等提供依据和使用平台。该研究在分析退役工程有关需求的基础上,设计了基于虚拟现实的反应堆退役模拟系统,并针对其中场景构造、虚拟拆除、虚拟去污、虚拟剂量显示和虚拟作业等关键技术进行了讨论。在各项研究的基础上,针对具体应用,初步实现了应用系统。

面向JAUMIN的并行AFT四面体网格生成

非结构网格应用软件编程框架JAUMIN(J adaptive unstructured mesh applications infrastructure)支撑了多个千万亿次并行应用软件的快速研发,并已成功应用于重大科学装置结构力学分析与优化设计、裂变能源等领域,在这些应用中,网格生成是重要步骤,为了精确刻画物理现象对应的复杂几何区域,需快速生成高质量和高精度网格。提出了一种无缝对接JAUMIN的AFT(advancing front technique)四面体网格生成并行方法,它支撑基于JAUMIN研发的应用软件进行大规模四面体网格生成,其主要特点是:(1)首先生成几何自适应的粗网格,然后基于粗网格进行分区,再通过子区域的AFT方法保证分区交界处网格的一致性;(2)在并行流程中进行表面网格贴体加密,使网格越细化越贴近真实几何形状;(3)并行流程中插入对分区交界处网格的优化步骤,进一步提高网格质量。该方法能针对实际工程应用模型快速生成数亿规模的四面体网格,可扩展性良好。

基于振动仿真平台的三维可视化

针对振动仿真平台的要求 ,运用三维可视化技术设计了基于局域网的以数据为中心的可视体系结构 ,并且通过异构平台实现对仿真计算流程的执行。

温度试验可视化系统的关键技术研究

随着数值模拟精度的不断提高以及温度试验测量手段的不断丰富,传统的以一组2维曲线显示多通道采集数据的试验可视化方式无法满足需求,为此提出了一种新的温度试验可视化系统,该系统采用数值模拟技术和试验相结合的方法来进行温度试验的分析和评估,这就为提高试验数据的显示度开辟了新途径。该系统将随时间变化的试验数据,以彩色云图方式动态地显示在有限元模型上,并通过数值模拟结果和试验数据的映射来获得无法布置测点的位置的温度分布情况;同时针对试验测量数据3维可视化的特点,设计了系统的可视化数据结构,并实现了剖切探测、模型比对和云图绘制。该系统的构造方法还可以推广应用到静力、离心等其他环境试验数据3维可视化中。

面向高性能数值模拟的并行网格生成软件研制

网格是开展大多数数值模拟计算的必要条件。面向高性能数值模拟应用,几何结构日趋复杂,局部特征日趋精细,网格规模将达到十亿规模以上,这就要求网格生成既要高效处理复杂模型,又要自适应刻画局部特征,更要考虑大规模网格向解算器的低开销传输,因此研制并行网格生成软件对推动高性能数值模拟应用具有重要价值。首先从算法研究、软件产品化两个层次论述相关领域的国内外情况,接着介绍了自主可控软件SuperMesh的架构设计和关键技术进展,最后探讨了并行网格生成技术的未来发展方向。

考虑力学性能的数字样机可视化技术研究

数字样机系统主要以几何样机技术为基础,考虑装配、维修等工艺过程来构造。但是在一些复杂的大型装置的数字样机中,由于工艺复杂并且要求较高,装配力等力学特性是必须考虑的,通过有限元计算得到的精确的分析结果,难以与数字样机进行集成可视化仿真。针对上述问题,提出了一种有限元计算结果,通过实时插值运算,实现与数字样机的交互过程的同步可视化的方法,构造了一个典型的数字样机原型系统,是几何样机过渡到物理样机的一个较好技术尝试。

放射性材料加工过程的虚拟培训系统研究

虚拟现实技术是一门综合集成技术,具备自然模拟、逼真体验的特征。放射性材料加工的实物培训成本高、危险性大。论文提出了在放射性材料加工培训中应用虚拟现实技术的方法,建立无实物的虚拟培训系统。通过采用分布式交互仿真技术实现不同工位的协同合作,通过加工过程的视景仿真体现真实加工环境,通过虚拟手模拟加工操作中重要的手操作要领,从而形成了独具特色的虚拟培训原型系统,对同类虚拟培训系统具有借鉴意义。

SPVT系统的框架结构研究

目前,由物理模型、数值方法和可视化技术相结合而发展起来的仿真技术,受到广泛的重视,正在迅速发展。在振动工程界,利用计算机技术将振动试验与计算机仿真技术集成在一起也是一个追求的目标。虚拟振动仿真系统SPVT(S imu lationP latform ofV ibration Test),是在对振动环境试验和振动环境试验的数值仿真分析的研究基础上,研制的具备试验项目管理、数据信息处理、试验控制、振动分析、夹具设计、模型修正、试验再现等多种功能的集成化系统。该系统基于分布式异构网络,以项目管理为核心,实现仿真自动化,为振动环境试验的发展探索出一种试验与计算机仿真相结合、相互促进的新途径。该文介绍了系统的框架结构和实现该结构的关键技术。

工程计算可视化的几个热点问题

随着工程数值模拟的规模和复杂度的提高,可视化研究面临着发展机遇和挑战,结合国内外的技术发展情况,对于工程计算应用中的表达方式、算法优化、集成解决框架等几个热点问题展开讨论,指出可视化技术发展与应用学科结合的重要性。

智能运动手环在社区2型糖尿病患者中的长期应用效果研究

背景智能运动手环在慢性病管理中应用越来越广泛,运动手环有助于提高患者运动干预的依从性和积极性,但运动手环在社区2型糖尿病患者中的长期应用效果证据有待补充。目的构建社区2型糖尿病患者使用智能运动手环干预模式,探讨智能运动手环在社区2型糖尿病患者中的长期应用效果。方法于2018年7—8月在广州市11个行政区中各选取1家社区卫生服务机构,然后在每家机构招募2型糖尿病患者10~15例作为干预组,同时招募与干预组年龄相差±2岁、同性别的2型糖尿病患者作为对照组。于2018年9月至2019年8月对两组患者开展干预,两组患者均接受家庭医生团队提供的规范化健康管理服务,并由运动处方师开具运动处方,干预组患者在此基础上佩戴智能运动手环,依托运动手环进行健康监测和管理,并在运动处方师的指导下制定个性化运动挑战目标。比较两组患者干预前后的糖尿病自我管理行为量表(SDSCA)得分、糖尿病综合控制指标水平,以及关键指标达标率。结果对照组92例患者、干预组144例患者完成了1年的干预和随访。干预后,干预组患者SDSCA的饮食管理、足部护理管理维度得分及总得分较干预前升高(P<0.05),而对照组患者的得分与干预前比较,差异无统计学意义(P>0.05)。基线时,两组患者各项综合控制指标比较,差异无统计学意义(P>0.05);干预1年后,两组患者总胆固醇(TC)、载脂蛋白A1(apoA1)、载脂蛋白B(apoB)较干预前降低(P<0.05),对照组患者空腹血糖(FPG)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)较干预前降低、三酰甘油(TG)较干预前升高(P<0.05),干预组患者腰围(WC)较干预前降低(P<0.05)。在关键指标达标率方面,干预组患者的干预后糖化血糖蛋白(HbA1c)达标率高于干预前,且高于对照组同期数据(P<0.05);两组患者的干预后FPG达标率均高于干预前,但高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)达标率均低于干预前(P<0.05)。结论使用智能运动手环有助于糖尿病患者长期维持自我管理行为,保持血糖控制达标。血脂异常是影响血糖控制的重要因素,在调整生活方式的基础上,应尽早启动药物干预以调节脂代谢紊乱。

磁化水对水泥活性的影响因素及其相关性研究

分析了目前在研究磁化水对混凝土的增强作用时所用方法的缺陷,提出了用"活性系数"定量检测磁化水对水泥活性影响的研究思路和方法.首次考虑了磁化路径的长度对水的磁化效果的影响,用正交试验的方法研究了不同因素对水泥活性的影响,并考虑了各因素之间的交互作用,分析了各影响因素的相关性,找出了最佳水平搭配.为研究磁化水对混凝土的增强作用,提供了一种更直接、更快捷和更科学的方法.

变频磁场处理的磁化水对水泥活性影响的研究

研究了变频磁场处理的磁化水对水泥的活性的影响,用磁化水对水泥的"活性系数"定量地检测了各影响因素的影响程度.考虑了各因素之间的交互作用,分析了各影响因素的相关性,找出了最佳水平搭配.结果表明,用最佳水平搭配下的磁化水拌和两种实验用水泥时比用未磁化的自来水拌和两种水泥,其活性分别提高了20.668%和16.039%,效果很明显.

风机叶片用环氧树脂的固化动力学研究

通过动态DSC(差示扫描量热法)研究了佳发JH-239、惠利LT-5078A等两种风机叶片用环氧树脂的固化动力学特征温度,并采用Kissinger、Crane法确定它们的固化动力学参数。结果表明:佳发树脂体系的表观活化能为40.60 kJ/mol,惠利树脂体系的表观活化能为45.91kJ/mol,而二者的反应级数分别为0.8592和0.8730,近似于一级反应。最后根据Arrhenius方程得到各自的指前因子及其固化动力学模型,并与一种国外成熟的叶片用树脂体系(亨斯迈树脂)进行比较,结果表明三者的动力学性能较为接近。

基于Vega的矿山虚拟漫游系统的设计与实现

文章介绍了一种基于软件平台Creator和Vega的矿山虚拟漫游系统,分析了系统平台和软件结构,阐述了在虚拟场景构造中大规模复杂场景的建模与优化、场景数据库优化、CAD模型显示与优化、数据格式优化等关键技术问题,并且介绍了运动控制、碰撞检测等技术问题的解决方法。

基于WTK的数据手套交互控制模块设计与实现

依据虚拟现实中数据手套操纵的虚拟手与虚拟场景的交互控制过程,在VC++环境下,设计了一个基于WTK的数据手套交互控制模块,重点研究其中的虚拟手手势合成技术和交互操作中的碰撞检测技术。提出用平行节点数据结构组织虚拟手模型,用空间图形变换法实现手势合成;结合包围盒和多边形碰撞检测法,研究了虚拟手与虚拟场景的碰撞检测。应用结果显示,虚拟手可动态地呈现与人手基本一致的手势,能够比较逼真地实现了虚拟手抓取物体、释放物体等交互操作。

论网络恐怖主义的情境叙事、价值对齐与行为动员

“以共情促行动”为典型特征的网络恐怖主义,利用网络世界多模态话语互动与极端化情境叙事,数次生发和倍增共情效应,正在将一个个“信息孤岛”加工成一座座“信息堡垒”,将“信息共同体”升级为“行动共同体”,反复对主流社会共享的认知框架、观念根基、意义体系和价值基础进行冲击、侵蚀、解构和挑战。通过搭建“情境叙事—价值对齐—行为动员”整体分析框架,可以解析和回答以“伊斯兰国”为典型代表的网络恐怖主义是如何借助共情效应占据“声音市场”诱发个体行为决策,又是如何通过建构群体认知、社群身份、组织关系收揽“号召力”引发社群集体动员,或可为进一步理解和研究网络恐怖主义、反制和打击网络恐怖主义增添一种新视角。