多主體建模方法的案例
多學(xué)科統(tǒng)一的多體動(dòng)力學(xué)建模方法
在現(xiàn)代的機(jī)電系統(tǒng)中，例如機(jī)器人、機(jī)械臂、車輛等，是多學(xué)科相互作用、相互交叉的，包括機(jī)械、電學(xué)、液壓、熱學(xué)等學(xué)科，如何分析這些系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)耦合特性就顯得特別有意義，如果以單個(gè)學(xué)科的角度或以局部組件為對(duì)象進(jìn)行分析，雖然很多局部的細(xì)節(jié)考慮到，而各個(gè)系統(tǒng)間的相互作用卻被簡化了，相反的如果從整個(gè)系統(tǒng)的角度，彼此之間的交互作用卻是十分重要的，也是十分突出的。在多學(xué)科多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的分析中，應(yīng)該包括建模和分析，即建立的動(dòng)力學(xué)方程和利用數(shù)值方法進(jìn)行求解，最后形成了仿真分析，如下圖所示
在多學(xué)科耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模和分析的方法也很多，包括線狀圖法（Linear graph）、鍵合圖法（Bond graph）、圖論（Graph theories）、“等效”方法。
線狀圖方法是數(shù)學(xué)的一個(gè)分支，主要研究系統(tǒng)拓?fù)鋵W(xué)，由L.Euler在18世紀(jì)左右提出，在20世紀(jì)擴(kuò)展到物理建模中。鍵合圖法在1959年由H.M.Paynterti提出，是以能量守恒原理為基礎(chǔ)，以勢(shì)、流、變位和動(dòng)量四個(gè)廣義變量表示各個(gè)物理參數(shù)，具有因果關(guān)系，但是多適用于平面模型建模，在三維多體系統(tǒng)中較為復(fù)雜，還有待發(fā)展，鍵合圖如圖圖所示。
一些學(xué)者在線狀圖和鍵合圖的基礎(chǔ)上提出了圖論的多體建模方法。其中Waterloo大學(xué)的John.McPhee教授利用圖論方法建立機(jī)電耦合系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程提出較具體的方法。
下面介紹屬于“等效”的方法。采用虛功原理建立多學(xué)科的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，這種方法依賴于選擇獨(dú)立的廣義坐標(biāo)，能夠描述系統(tǒng)的配置。通過對(duì)多個(gè)學(xué)科的物理量的等效對(duì)應(yīng)關(guān)系，便可以依據(jù)多體動(dòng)力學(xué)方法進(jìn)行建模求解。
展開 從CAD到1D：通過多物理場仿真對(duì)渦旋壓縮機(jī)進(jìn)行建模的方法
摘要
使用一維流體動(dòng)力學(xué)對(duì)渦旋壓縮機(jī)進(jìn)行建模，通常需要在腔室容積和端口面積曲線提取過程進(jìn)行大量的工作。GT-SUITE仿真軟件從壓縮機(jī)動(dòng)盤、靜盤渦圈CAD模型開始，自動(dòng)創(chuàng)建一維流體動(dòng)力學(xué)模型。為了考慮腔室氣體壓力與軌道渦旋上力矩的關(guān)系，本文介紹了腔室容積、端口面積、泄漏面積的等效方法。此外，還將對(duì)比渦旋壓縮機(jī)仿真與試驗(yàn)的性能數(shù)據(jù)，保證模型的精度。
來源：Gamma Technologies
1、介紹
渦旋壓縮機(jī)的性能需要通過大量的測(cè)試以及多種形式的模擬而最優(yōu)化，其中包括三維CFD、二維腔室建模和一維腔室建模。仿真建模有助于在設(shè)計(jì)渦旋壓縮機(jī)時(shí)加快開發(fā)周期，并降低測(cè)試成本。
展開 應(yīng)用Simpack對(duì)復(fù)雜機(jī)車多體系統(tǒng)建模與分析方法的研究.caj
應(yīng)用Simpack對(duì)復(fù)雜機(jī)車多體系統(tǒng)建模與分析方法的研究.caj
應(yīng)用Simpack對(duì)復(fù)雜機(jī)車多體系統(tǒng)建模與分析方法的研究.rar
PreSys在爆炸與多介質(zhì)流固耦合中的建模方法：從ALE到SPH的工程實(shí)踐
原創(chuàng) 于 2026年2月25日 發(fā)布 標(biāo)簽：#FSI #ExplosionSimulation #ALE #SPH #PreSys #CFD #FEM
在爆炸與沖擊仿真領(lǐng)域，多介質(zhì)流固耦合（FSI）問題一直是數(shù)值計(jì)算的核心難點(diǎn)。從空氣沖擊波傳播到結(jié)構(gòu)破壞，再到破片飛散，整個(gè)過程涉及強(qiáng)非線性、大變形與多尺度耦合。
基于
PreSys
的工程實(shí)踐，這類問題可以通過 ALE + SPH + Lagrange 多方法協(xié)同實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定求解。
被垃圾分類“逼瘋”？仿真模擬技術(shù)幫你打好這場硬仗
與此同時(shí)，全國多地也陸續(xù)進(jìn)入垃圾分類“強(qiáng)制時(shí)代”。
上海人每天早上都要接受居委會(huì)大媽的靈魂拷問——你是什么垃圾？
《上海市生活垃圾管理?xiàng)l例》的實(shí)施，也讓公眾和企業(yè)再次把目光聚焦到城市生活垃圾污染的問題上。隨著各個(gè)垃圾分類相關(guān)的小程序和APP的興起，人們?nèi)粘－h(huán)保行動(dòng)越來越依賴科技創(chuàng)新的支撐，二維碼、智慧稱重、大數(shù)據(jù)等科技手段運(yùn)用越來越廣泛。其中建模仿真技術(shù)在其中出了不少力氣。
利用CFD設(shè)計(jì)垃圾分類裝置
垃圾分類裝置的設(shè)計(jì)，風(fēng)力分選的一種常用方法。
其原理是以空氣為分選介質(zhì)，在氣流作用下使固體廢物按密度和粒度大小進(jìn)行分選的方法。簡單來說就是利用氣流將較輕的物體吹起來往上走，較重的物體往下走，以此分流。
整個(gè)裝置最重要的是氣流分布，因此可以利用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）進(jìn)行氣流數(shù)值模擬，設(shè)置主要參數(shù)分析氣流的影響規(guī)律。
離散裝置矢量圖
CFD氣流速度計(jì)算
經(jīng)過分析認(rèn)為風(fēng)力分選設(shè)備在垃圾分類裝置設(shè)計(jì)上應(yīng)力求物料體積、拋撒速度、落差與風(fēng)選機(jī)相匹配，通過在風(fēng)選室內(nèi)設(shè)置接力滾筒，可以大大改善風(fēng)力作用衰減、延長輕料輸送距離角度。
垃圾分類回收系統(tǒng)模擬分析
城市生活垃圾分類回收系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，包含多個(gè)不同的部門，例如資源回收企業(yè)、環(huán)衛(wèi)部門、政府管理部門等，他們之間存在的相互作用。
采用多主體建模方法（MABMS）構(gòu)建城市生活垃圾分類回收系統(tǒng)。
模擬模型主要步驟為：
（1）確定研究系統(tǒng)及其邊界，明確系統(tǒng)分析的目標(biāo)；
（2）分解目標(biāo)，確定模型中主體的類型和數(shù)量，根據(jù)各特性，確定和定義屬性和相關(guān)參數(shù)；
（3）研究目標(biāo)之間的互動(dòng)情況；
（4）對(duì)模型進(jìn)行調(diào)試、軟件開發(fā)和模型驗(yàn)證等。
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