第一篇 車倆應用篇 001
案例1　車身多學科性能集成優(yōu)化 002
1.1　引言 002
1.2　技術路線 002
1.3　技術手段 003
1.3.1　參數(shù)化車身建模 003
1.3.2　基于參數(shù)化模型的多學科仿真優(yōu)化平臺 005
1.3.3　車身多學科性能集成優(yōu)化 006
1.4　結(jié)果分析 007
1.5　項目意義 007

案例2　基于多學科的某型輕混商用車車架輕量化仿真分析 008
2.1　引言 008
2.2　技術路線介紹 009
2.2.1　VPG 技術應用 009
2.2.2　尺寸與形狀聯(lián)合優(yōu)化技術 010
2.2.3　超單元、復合材料在尾橫梁的應用 010
2.2.4　多學科聯(lián)合仿真校核 011
2.3　輕量化優(yōu)化設計 012
2.3.1　車架有限元模型建立 012
2.3.2　基礎方案與輕量化優(yōu)化方案對比 012
2.3.3　彎扭模性能 013
2.3.4　疲勞耐久性能 014
2.4　總結(jié) 014
參考文獻 015

案例3　AI 技術實現(xiàn)新能源電池包公差仿真分析 016
3.1　工程問題描述 016
3.2　分析流程 017
3.2.1　公差仿真的基本假設 017
3.2.2　三維公差仿真建模流程介紹 017
3.2.3　電池包上下殼建模過程描述 018
3.3　特色與優(yōu)勢 022

案例4　發(fā)動機活塞熱疲勞數(shù)值模擬研究 023
4.1　引言 023
4.2　技術路線 023
4.3　仿真計算 024
4.4　結(jié)果分析 025
參考文獻 026

案例5　分布式電動汽車控制策略研究 027
5.1　設計流程 027
5.2　CarSim 整車配置 027
5.2.1　CarSim 整車參數(shù)配置 027
5.2.2　Simulink 和CarSim 聯(lián)合仿真模型搭建 027
5.3　Simulink 建模 028
5.3.1　信號處理 028
5.3.2　車輛狀態(tài)估計 028
5.3.3　Dugoff 輪胎模型 030
5.3.4　控制目標期望值 031
5.3.5　模糊控制器的設計 031
5.3.6　附加轉(zhuǎn)矩分配 032
5.4　控制策略仿真及其分析 033
參考文獻 034

案例6　排氣歧管熱應力仿真分析 035
6.1　引言 035
6.2　技術路線 035
6.2.1　模型簡化原則 035
6.2.2　計算方法 036
6.2.3　擬解決的問題 036
6.3　仿真計算 036
6.3.1　物理模型 036
6.3.2　計算過程 036
6.4　結(jié)果分析 038
6.4.1　結(jié)果展示 038
6.4.2　結(jié)論 039
參考文獻 039

案例7　賽車搖臂仿真與優(yōu)化 040
7.1　引言 040
7.2　技術路線 040
7.2.1　初步建模 040
7.2.2　裝配 040
7.3　仿真分析與優(yōu)化 041
7.3.1　材料選擇 041
7.3.2　預處理 041
7.3.3　載荷步和邊界條件的施加 041
7.3.4　仿真結(jié)果（兩種材料對比） 042
7.3.5　靜力學拓撲優(yōu)化 042
7.3.6　動力學拓撲優(yōu)化 043
7.4　總結(jié) 043


第二篇 航空航天應用篇 044
案例8　第四代多用途協(xié)同空戰(zhàn)無人機——飛將 045
8.1　引言 045
8.2　設計流程 045
8.3　設計創(chuàng)新點 047
8.4　設計方案 048
8.4.1　作戰(zhàn)構型 048
8.4.2　前體設計 049
8.4.3　渦流跡分析和邊條設計 051
8.4.4　起落架設計和總體布置 052
8.4.5　前三點式起落架配置形式及參數(shù)選擇 052
8.4.6　起落架布置方案 053
參考文獻 055

案例9　X 語言及其建模仿真系統(tǒng) 056
9.1　X 語言的研發(fā)背景 056
9.2　X 語言 058
9.3　案例 061
9.3.1　模型背景 061
9.3.2　模型建立 061
9.3.3　模型解析與仿真 062

案例10　基于數(shù)字孿生的飛機機翼強度預測系統(tǒng)開發(fā) 064
10.1　引言 064
10.2　技術路線 064
10.3　仿真計算 065
10.3.1　FEM 模型創(chuàng)建 065
10.3.2　載荷取樣 065
10.3.3　載荷識別 066
10.3.4　FEM 模型降階 066
10.3.5　預測系統(tǒng) 067
10.4　結(jié)果分析 068
10.5　成果應用 068
參考文獻 068

案例11　基于自主創(chuàng)新主題的C919 融合式翼梢小翼的減阻優(yōu)化設計 069
11.1　引言 069
11.2　技術路線 070
11.3　仿真計算 070
11.3.1　模型構建 070
11.3.2　主要參數(shù)設置 071
11.3.3　主要操作設置 071
11.4　結(jié)果分析 072

案例12　低排放燃氣輪機燃燒室燃燒流場及結(jié)構應力仿真 074
12.1　引言 074
12.2　模型燃燒室設計特點及結(jié)構介紹 075
12.3　模型燃燒室大渦模擬數(shù)值研究 076
參考文獻 077

案例13　航空發(fā)動機葉片外物損傷模擬研究 078
13.1　研究背景 078
13.2　J-C 模型的建立及校核 078
13.2.1　模型參數(shù)有限元驗證——準靜態(tài)拉伸 079
13.2.2　模型參數(shù)有限元驗證——動態(tài)霍普金森壓桿壓縮 080
13.3　模擬件外物沖擊損傷模擬驗證 081
13.4　發(fā)動機葉片外物沖擊損傷模擬 085
13.5　研究總結(jié) 086
參考文獻 087

案例14　低溫下主鏡支撐平臺微小變形分析 088
14.1　引言 088
14.2　技術路線 088
14.3　仿真計算 089
14.4　結(jié)果分析 093

案例15　運載火箭整流罩分離系統(tǒng)動力學特性仿真分析 094
15.1　引言 094
15.1.1　火箭整流罩的功能與分離方式 094
15.1.2　火箭整流罩分離失敗案例 095
15.1.3　火箭整流罩分離國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 095
15.2　技術路線 096
15.2.1　火箭整流罩分離設計目標 096
15.2.2　三維模型建立 096
15.3　仿真計算思路 097
15.4　結(jié)果分析 098
15.4.1　分離過程 098
15.4.2　分離速度、角速度 098
15.4.3　整流罩呼吸運動 099
15.4.4　聚能射流切割效果影響因素探討及藥形罩優(yōu)化設計 099
15.4.5　作動器工作過程仿真 100
15.4.6　分離時序優(yōu)化設計 101
參考文獻 101

案例16　火星探測車車輪結(jié)構強度、疲勞及振動特性分析 102
16.1　引言 102
16.2　技術路線 103
16.3　數(shù)值仿真計算 103
16.3.1　數(shù)值計算前處理 103
16.3.2　力學數(shù)值分析 105
16.3.3　數(shù)值后處理 107
16.4　結(jié)論 110
參考文獻 111

案例17　配平翼展開過程動力學分析及沖擊響應 112
17.1　引言 112
17.2　技術路線 113
17.2.1　機械設計 113
17.2.2　理論模型 114
17.3　仿真計算 117
17.3.1　有限元模型建立 117
17.3.2　仿真計算流程 117
17.4　結(jié)果分析 118
17.4.1　仿真結(jié)果驗證 118
17.4.2　背罩影響分析 119
17.5　結(jié)論 121
參考文獻 121

案例18　返回式航天裝備水域回收系統(tǒng)仿真預示 122
18.1　引言 122
18.2　技術路線 123
18.2.1　基本理論 123
18.2.2　仿真模型建立 124
18.2.3　計算模型及邊界條件 124
18.2.4　流體材料和狀態(tài)方程 125
18.3　結(jié)果分析 125
18.3.1　流體壓力靜平衡 125
18.3.2　氣囊及航天器結(jié)構體的入水過程 126
18.3.3　流體與氣囊的相互作用 128
18.4　結(jié)論 129
參考文獻 130


第三篇 地質(zhì)土建應用篇 131
案例19　大跨度膜結(jié)構風載體型優(yōu)化和流固耦合分析 132
19.1　引言 132
19.2　技術路線 133
19.2.1　設計全過程仿真應用 133
19.2.2　風載體型優(yōu)化 134
19.2.3　結(jié)構仿真模型 134
19.2.4　流固耦合分析 136
19.3　仿真計算 136
19.3.1　有限元建模 136
19.3.2　流體建模 136
19.3.3　流固耦合設置 137
19.4　結(jié)果分析 138
19.4.1　氣彈性試驗對比 138
19.4.2　實際工程應用 140
參考文獻 141

案例20　自復位摩擦阻尼器數(shù)值試驗及工程應用 142
20.1　引言 142
20.1.1　研究背景 142
20.1.2　自復位摩擦阻尼器簡介 142
20.2　自復位摩擦阻尼器數(shù)值仿真 142
20.2.1　模型建立 142
20.2.2　仿真試驗 143
20.2.3　阻尼器仿真結(jié)果與阻尼器-摩擦彈簧連接單元對比 144
20.3　工程應用數(shù)值仿真 145
20.3.1　工程應用模型 145
20.3.2　結(jié)構抗震性能 146
20.4　結(jié)論 147

案例21　高層建筑施工高墜柔性綜合防控系統(tǒng)仿真分析 148
21.1　引言 148
21.1.1　施工高墜事故 148
21.1.2　柔性防護技術 149
21.2　技術路線 149
21.2.1　系統(tǒng)設想 149
21.2.2　技術難點 151
21.2.3　解決方案 151
21.3　仿真計算 154
21.4　結(jié)果分析 155
參考文獻 157

案例22　基于山體滑坡防災減災主題的“復興號”列車線路選址問題 158
22.1　引言 158
22.2　項目背景 159
22.3　技術路線 159
22.3.1　設計思路 159
22.3.2　關鍵技術 159
22.4　仿真計算 160
22.4.1　三維建模 160
22.4.2　操作步驟 160
22.5　結(jié)果分析 161
22.5.1　山體滑坡運動特征 161
22.5.2　涌浪運動特征 162
22.6　工程意義 162
參考文獻 163

案例23　川藏鐵路沿線高位遠程地質(zhì)災害綜合柔性防護技術 164
23.1　引言 164
23.2　方案提出 166
23.2.1　工況介紹 166
23.2.2　防護思路 166
23.3　仿真技術 167
23.3.1　關鍵單元 167
23.3.2　非線性接觸 168
23.4　結(jié)果分析 168
參考文獻 170

案例24　基于三維地質(zhì)建模的公路橋梁岸坡全壽命周期穩(wěn)定性研究 171
24.1　問題的發(fā)現(xiàn) 171
24.2　三維模型構建技術 172
24.3　全壽命周期穩(wěn)定性分析思路 173
24.3.1　橋梁岸坡全壽命周期各分析階段劃分 173
24.3.2　橋梁岸坡全壽命穩(wěn)定性分析 173
24.4　方法的應用延伸 174
24.4.1　棄渣場邊坡穩(wěn)定性分析 174
24.4.2　基于傾斜攝影三維地質(zhì)建模的崩塌防治設計 175
參考文獻 177

案例25　海底圍巖高壓水壓裂微細觀裂隙演化研究 178
25.1　引言 178
25.2　海底圍巖SEM 掃描圖像處理 178
25.3　基于Cohesive 單元的水力裂隙擴展模擬 180
25.3.1　流體流動方程 180
25.3.2　壓裂液流動方程 180
25.3.3　壓裂濾失方程 181
25.3.4　模擬參數(shù) 181
25.3.5　模擬方案 181
25.3.6　仿真過程 181
25.4　結(jié)果與討論 182
25.4.1　模擬結(jié)果與實驗結(jié)果對比 182
25.4.2　裂隙網(wǎng)絡發(fā)育特征 182
25.4.3　后期應用前景 183
參考文獻 184

案例26　遠距離保護層開采覆巖應力演化規(guī)律研究 185
26.1　引言 185
26.2　主要研究內(nèi)容和技術路線 186
26.2.1　主要研究內(nèi)容 186
26.2.2　技術路線 186
26.3　模型的建立及計算 186
26.3.1　數(shù)值模型的建立及參數(shù)選取 186
26.3.2　初始化地應力 188
26.4　結(jié)果分析 189
26.4.1　丁組戊組煤層開采數(shù)值模擬 189
26.4.2　己組煤層開采數(shù)值模擬 191
26.4.3　戊9，10-21070 開采數(shù)值模擬 193

案例27　多礦物組分頁巖水壓裂縫擴展仿真及分析 196
27.1　研究背景 196
27.1.1　研究非均質(zhì)性的必要性 196
27.1.2　操作工具 196
27.2　水力壓裂流固耦合模型及參數(shù)反演 196
27.2.1　水力壓裂流固耦合模型 196
27.2.2　礦物界面雙線性內(nèi)聚力模型 197
27.3　頁巖水力壓裂建模流程及參數(shù) 198
27.3.1　幾何模型邊界條件及模型參數(shù) 198
27.3.2　具體操作流程 199
27.4　礦物界面剛度對頁巖水力壓裂的影響 201
27.4.1　不同礦物界面剛度下裂縫形態(tài) 201
27.4.2　不同礦物界面剛度下應力場特征 202
27.4.3　不同礦物界面剛度下位移場特征 202
27.5　礦物界面剛度對頁巖水力裂紋擴展規(guī)律的影響 203
27.6　主要結(jié)論 204
參考文獻 204

案例28　基于CFD-DEM 耦合的大尺度隧道斷層破碎帶突水突泥模擬方法 205
28.1　引言 205
28.2　技術路線 205
28.3　仿真計算 206
28.3.1　SolidWorks 的建模與保存 206
28.3.2　網(wǎng)格劃分與流體域設置 206
28.3.3　EDEM 設置 208
28.3.4　EDEM-CFD 單向耦合設置 213
28.4　結(jié)果分析 213
參考文獻 214

案例29　連續(xù)充填開采覆巖礦壓顯現(xiàn)數(shù)值模擬研究 215
29.1　引言 215
29.2　技術路線 215
29.3　仿真計算 216
29.4　結(jié)果分析 218
29.4.1　靜態(tài)結(jié)構分析 218
29.4.2　Y 軸位移分析 218
29.4.3　Y 軸應力云圖分析 219
29.4.4　X 軸應力云圖分析 219
29.4.5　接觸應力分析 220
29.4.6　等效應力分析 220
29.4.7　彈性應變云圖分析 222
29.5　結(jié)論 222
參考文獻 223

案例30　地面應急救援車載鉆機鉆架力學行為研究及改進初探 224
30.1　引言 224
30.2　技術路線 224
30.3　仿真計算 224
30.4　結(jié)果分析 227
30.4.1　靜態(tài)結(jié)構分析 227
30.4.2　預應力模態(tài)分析 228
30.4.3　靜態(tài)改進結(jié)構分析 229
30.5　結(jié)論 229
參考文獻 229


第四篇 工藝應用篇 230
案例31　疲勞失效多尺度仿真研究 231
31.1　引言 231
31.2　技術路線 231
31.3　仿真計算 232
31.3.1　宏觀疲勞試驗仿真 232
31.3.2　微觀疲勞裂紋萌生仿真 234
31.4　結(jié)果分析 236

案例32　紀念幣壓印成形仿真軟件開發(fā) 238
32.1　軟件開發(fā)背景和定位 238
32.1.1　研究背景和意義 238
32.1.2　國內(nèi)外現(xiàn)狀 239
32.2　方案設計和技術路線 239
32.2.1　技術路線 239
32.2.2　設計方案 240
32.2.3　求解器模塊 240
32.2.4　軟件系統(tǒng)主界面 240
32.3　仿真計算 241
32.3.1　坯餅參數(shù)設置 241
32.3.2　有限元模型的建立 241
32.3.3　坯餅的材料 241
32.3.4　仿真工藝參數(shù)設置 242
32.4　結(jié)果分析 242
32.4.1　應力分布 242
32.4.2　材料流動 242
32.4.3　時間效率對比 243
參考文獻 243

案例33　蛇形同步協(xié)同軋制高錳鋼板工藝與裝備研究 244
33.1　引言 244
33.2　建立軋制過程工藝模型 244
33.2.1　仿真方案 244
33.2.2　蛇形軋制與同步軋制咬入條件 245
33.2.3　材料屬性和邊界條件 246
33.2.4　工藝參數(shù)和仿真模型 246
33.3　仿真結(jié)果分析 247
33.3.1　不同厚度高錳鋼板蛇形軋制與同步軋制對比 247
33.3.2　不同輥速比和錯位量下蛇形軋制滲透性對比 248
33.3.3　同步軋制修正板形 249
33.4　蛇形同步協(xié)同軋制工業(yè)裝備與工藝設計 249
33.5　結(jié)論 250
參考文獻 251

案例34　AZ31 鎂合金管材繞彎成形工藝數(shù)值仿真 252
34.1　研究背景與意義 252
34.2　有限元建模過程 253
34.3　仿真結(jié)果分析 254
34.3.1　Mises 應力分析 254
34.3.2　等效應變塑性分布 255
34.3.3　管材壁厚分布 255
34.4　結(jié)論 256
參考文獻 256

案例35　煤烴合成氣直接制高值化學品過程中旋風分離器的模擬 257
35.1　引言 257
35.2　旋風分離器的結(jié)構 257
35.2.1　旋風分離器的優(yōu)點 258
35.2.2　旋風分離器的不足之處 258
35.2.3　旋風分離器原理 258
35.3　模型構建 259
35.4　數(shù)值模擬 259
35.4.1　背景方法 259
35.4.2　顆粒分布 259
35.4.3　氣相場性能條件設置 260
35.4.4　分析結(jié)果 261
35.5　結(jié)論 262
參考文獻 262


第五篇 能源動力應用篇 263
案例36　微通道換熱器扁管優(yōu)化設計 264
36.1　引言 264
36.2　技術路線 265
36.3　仿真計算 265
36.3.1　材料參數(shù) 265
36.3.2　網(wǎng)格劃分 265
36.3.3　載荷及邊界約束 266
36.3.4　原結(jié)構分析結(jié)果 266
36.4　優(yōu)化分析 267
36.4.1　參數(shù)設置 267
36.4.2　優(yōu)化變量 267
36.4.3　優(yōu)化目標 267
36.4.4　優(yōu)化約束 267
36.4.5　優(yōu)化算法 268
36.4.6　優(yōu)化結(jié)果 268
參考文獻 269

案例37　縱向波紋圓柱殼的屈曲分析 270
37.1　引言 270
37.1.1　海洋開發(fā)與深潛器發(fā)展現(xiàn)狀 270
37.1.2　潛艇耐壓殼簡介 270
37.2　圓柱殼屈曲分析技術路線 271
37.3　圓柱殼幾何模型設計 271
37.4　計算條件分析 272
37.4.1　邊界條件分析 272
37.4.2　有限元計算方法選擇 272
37.5　仿真計算 272
37.5.1　耐壓殼幾何建模 272
37.5.2　網(wǎng)格劃分 272
37.5.3　邊界條件 272
37.6　結(jié)果分析 273
37.6.1　理論解對比 273
37.6.2　屈曲結(jié)果分析 273

案例38　分布式草原公路用風力發(fā)電機整機結(jié)構強度、疲勞及振動特性分析 275
38.1　引言 275
38.2　技術路線 276
38.3　仿真計算 276
38.3.1　前處理 276
38.3.2　計算 277
38.3.3　后處理 280
38.4　結(jié)果分析 282
38.4.1　各部件靜力學分析 282
38.4.2　各部件模態(tài)分析 284
38.4.3　研究總結(jié) 285
參考文獻 285

案例39　樹脂基復合材料風扇葉片結(jié)構鋪層優(yōu)化設計 286
39.1　項目背景 286
39.2　技術路線 286
39.3　仿真與分析 287
39.3.1　建模方法驗證 287
39.3.2　復合材料風扇葉片建模仿真與分析 289
39.3.3　材料風扇葉片結(jié)構優(yōu)化 292
參考文獻 292

案例40　高效低阻低成本印制電路板式換熱器 294
40.1　引言 294
40.2　技術路線 296
40.3　仿真分析 298
40.4　結(jié)論 300
參考文獻 300

案例41　基于格子玻爾茲曼方法的流體仿真軟件（FlowJSU）面向燃料電池水熱管理優(yōu)化 301
41.1　引言 301
41.2　技術路線 302
41.3　仿真計算 302
41.3.1　控制方程 302
41.3.2　邊界條件 303
41.4　結(jié)果分析 303
41.4.1　模型驗證 303
41.4.2　燃料電池雙極板流道排水性能優(yōu)化 303
41.4.3　燃料電池氣體擴散層水管理優(yōu)化 304
41.4.4　低溫環(huán)境下燃料電池氣體擴散層熱管理優(yōu)化 304

案例42　受限空間內(nèi)燃料燃燒減阻特性數(shù)值仿真研究 306
42.1　引言 306
42.2　技術路線 307
42.2.1　設計思路 307
42.2.2　技術方案 307
42.3　仿真計算 308
42.3.1　數(shù)值模擬方法的驗證 308
42.3.2　帶有后向臺階的二維等直沖壓流道數(shù)值模擬 309
42.3.3　超燃沖壓發(fā)動機數(shù)值模擬方法/網(wǎng)格無關性校驗 309
42.4　結(jié)果分析 310
42.4.1　帶有后向臺階的二維等直沖壓流道數(shù)值模擬 310
42.4.2　不同來流狀態(tài)下受限空間內(nèi)燃料燃燒減阻規(guī)律研究 312
42.4.3　三維超燃沖壓發(fā)動機模型仿真結(jié)果 313
參考文獻 315

案例43　雙碳賦能流態(tài)化智能開采 316
43.1　數(shù)值方法 316
43.2　研究思路 316
43.3　數(shù)值模擬流程 317
43.4　數(shù)值仿真結(jié)果 317
43.5　工況參數(shù)優(yōu)化 318

案例44　池壁效應對水平軸潮流渦輪水動力性能的影響分析 319
44.1　引言 319
44.2　技術路線 320
44.3　仿真計算 320
44.3.1　邊界條件與網(wǎng)格劃分 320
44.3.2　仿真操作步驟 321
44.3.3　模型試驗 324
44.4　結(jié)果分析 324
44.4.1　數(shù)值仿真方法驗證 324
44.4.2　池壁效應對潮流渦輪水動力性能的影響 324
44.4.3　池壁效應的修正 327
44.4.4　池壁效應對潮流渦輪流場影響分析 327
44.5　結(jié)論 331
參考文獻 331


第六篇 其他篇 332
案例45　基于AnyBody 仿真技術探究膝關節(jié)的生物力學特征 333
45.1　引言 333
45.2　技術路線 334
45.3　仿真計算 334
45.4　結(jié)果分析 335
45.4.1　運動學分析 335
45.4.2　動力學分析 336
45.4.3　運動模式分析 337
參考文獻 337

案例46　液艙晃蕩及浮板制蕩機構分析 338
46.1　研究現(xiàn)狀 338
46.2　技術路線 338
46.2.1　理論依據(jù) 338
46.2.2　模型調(diào)試 339
46.2.3　模型驗證 339
46.3　仿真計算 340
46.4　結(jié)果分析 341
46.4.1　液艙晃蕩的共振現(xiàn)象 341
46.4.2　浮動擋板的制蕩效果 341
參考文獻 344