压缩天然气城市公交客车车身结构强度计算

针对一种新型压缩天然气城市公交客车的结构特点，对其结构强度及其安全性进行研究。使用梁和壳结合单元等复杂单元建立车身结构有限元模型，对该客车在匀速直线行驶、一轮悬空、紧急制动和急速转弯等工况时的整车车身结构强度进行计算与分析。     

基于计算机仿真的摩托车乘员驾乘关系认定研究

摩托车碰撞事故中乘员驾乘关系的认定和碰撞伤害的成因,是事故责任判定与法医学人伤鉴定面对的难题.以一起复杂的摩托车与汽车碰撞事故为研究对象,基于多刚体动力学仿真方法建立汽车、摩托车及前后座乘员的碰撞模型,仿真得出摩托车驾驶员和后座乘员的不同碰撞响应,找到了伤害的形成原因,为法医学人伤鉴定提供了依据,辅助解决了摩托车驾驶员的认定问题.仿真结果符合实际情况,证明了该方法的正确性.     

波浪冲击作用下核电站防浪堤动力响应的数值模拟

基于多物质ALE方法,利用带阻尼罚函数实现波浪与防浪堤结构间耦合作用,模拟波浪冲击作用下防浪堤结构及流体三维动态响应过程,所得结果与物理模型试验结果一致性较好。讨论挡浪墙表面波压力分布及挡浪墙所承受最大水平推力及结构动态响应对波浪冲击系数影响。结果表明,前挡浪墙静水面位置与后挡浪墙底部波压力较大;后墙承受波浪水平推力较大;结构动态响应会增强波浪的冲击作用。仿真结果可作为防浪堤强度设计重要依据及控制越浪量设计参考。     

基于ALE的大型输水隧道地震动响应并行数值分析

提出基于ALE （Arbitrary Lagrangian-Eulerian）方法的输水隧道地震动响应并行数值分析方法,采用ALE方法模拟内水和隧道的相互作用,提出基于耦合负载均衡的并行计算方法加快求解速度,采用显式中心差分法完成方程求解。针对某大型输水隧道,建立内水-隧道-土体耦合的全三维数值模型,分析其在非一致地震激励下的动力响应。模型中考虑材料非线性、接触及流固耦合非线性等实际情况,并采用PML （Perfectly Matched Layer）建立人工边界模拟无限区域。在曙光5000A超级计算机上,利用所提方法,完成该大规模非线性问题的求解。通过与附加质量法对比,验证ALE方法模拟内水-隧道耦合的可行性;分析输水隧道地震激励下的应力及变形情况;讨论内水量及变形缝对隧道动力响应的影响;分析并行计算效率。结果表明:环向应力较大值出现在靠近工作井的截面,隧道结构满足强度要求;隧道截面变形量处于安全范围内;满水隧道较空隧道承受更大应力;变形缝可以降低隧道的动力响应;所提并行计算方法可以获得较好的并行效率。     

地震作用下隧道-列车系统动力响应及安全性分析

针对土体-隧道-列车动力相互作用的特点,建立地震作用下隧道-列车系统的三维有限元模型,运用基于接触负载均衡的显式并行计算方法求解计算。研究了地震作用下隧道-列车系统的动力响应,并对地铁列车运行安全性进行了评价,分析了行车速度及地震强度对地铁运行安全性的影响。数值分析结果表明:地震作用对隧道-列车系统动力响应影响显著,地震作用使系统动力响应明显增大,并使地铁运行安全性及平稳性大大降低;列车动载荷对地震作用下的隧道系统动力响应影响较小;无震工况下,地铁运行安全指标对车速变化并不敏感;地震工况下,随着地震强度的增大,车速对地铁运行安全性的影响逐渐增大。     

汽车－行人碰撞事故再现自动优化方法

为了提高事故鉴定的效率和客观性,提出基于数值仿真的汽车－行人碰撞事故再现的自动优化方法。该方法基于汽 车－整体行人假人碰撞的多刚体动力学仿真,通过将仿真值与实测值进行比较,自动调整仿真输入,得到最优的碰撞初始条件,从而再现整个事故的全过程。针对不同类型事故的优化问题,分析相应的优化模型,提出以汽车碰撞速度或制动延迟时间为优化变量,以人体损伤为约束条件,利用行人和汽车的停止位置信息构成目标函数。由于采用序列线性规划法为优化算法,同时兼顾了基于人车停止位置和人体损伤的事故再现方法,所以能较好地适应人车碰撞事故再现的非线性特点。利用商业化优化工具,应用上述方法对一起真实案例进行再现分析。并且,通过比对人体损伤的法医鉴定结果,以及目标函数响应面分析,验证该方法的可行性。     

面向受害人体型特征的交通事故再现计算方法

面向受害人体型特征的交通事故再现依据事故遗留下的制动印迹、车身变形、人体损伤等信息,建立汽车及符合受害人体型特征的人体模型,利用数值仿真技术获得碰撞前车辆速度及车人接触位置,结合多刚体动力学和人体损伤分析等理论,得出车辆变形及人体损伤部位的生物力学数值.通过上述方法对一起车人碰撞事故案例进行实际应用,并比较行人不同体型特征对事故仿真结果的影响,分析结果表明:与采用标准百分位假人仿真结果相比,计算结果能够更好的与现场勘测及法医鉴定相吻合,从而为交通事故责任认证提供科学的理论依据和数值参考.     

乘员约束系统耐撞性数据挖掘

本文是数据挖掘方法在乘员约束系统FE(Finite Element)数据及其碰撞仿真结果数据上的应用。针对CAE数据的特点,基于面向对象思想对乘员约束系统数据进行数据挖掘前的数据准备。应用属性选择、决策树分类算法对98例碰撞仿真实验数据进行挖掘,得到乘员约束系统关键参数与乘员伤害WIC值的关系,并应用交叉验证方法对所得决策树进行了评估。通过实例验证,所得知识符合实际、对乘员约束系统的设计具有一定参考价值,是对海量CAE仿真数据进行知识发现的成功尝试。     

大型结构并行有限元分析软件研究

有限元分析在很多领域得到了应用,但其较大的计算规模对使用造成了限制,对复杂对象的分析难以在单台计算机上完成。提出并实现了一种并行化有限元软件的开发模式,在保留成熟的商业性有限元分析软件各种优点的情况下对关键计算进行了并行化开发,以较少投入成功实现了应用于大型结构分析的并行有限元分析系统。完成了数据在分布存储计算环境下的有效存储、高效的大型稀疏矩阵的并行算法,通过试验验证系统有良好的分析精度和扩展性。