車輛動力學和駕駛模擬器的案例
應用白皮書 | 駕駛模擬器在車輛動力學底盤開發的應用
01 / 白皮書發布背景
電氣化正改變整車制造商及供應商研發車輛動態性能的方式。車輛重量增加、質量分布變化以及日趨復雜的控制系統需要采用全新方法，而駕駛模擬器正是這場變革的核心。
開發流程始于計算機輔助工程（CAE），通過前置開發工作、優化目標設定及明確技術規范，繼而通過離線仿真優化虛擬模型，最終導入駕駛模擬器進行主觀駕乘感受評估。這一流程可在實體樣車制造前，實現工程師、試駕員、整車制造商與供應商之間的無縫協作。
02 / 白皮書部分摘要
電動汽車的增長已經對行駛與操控(R&H)開發流程產生了顯著變化，電子駕駛控制和輔助系統的日益普及意味著電子系統開發需要新的開發流程來應對挑戰：駕駛模擬器使供應商和整車制造商能夠在不同開發階段對原型車進行虛擬測試。
更重的車身、不同的質量分布與更多的控制系統下，車輛電氣化帶來了涉及供應商與整車制造商的復雜變革。電動傳動系統額外的車輛動力需要現代底盤承載，顯著影響輪胎性能，為汽車開發流程增添了新的復雜性。
如何在開發過程的每個階段提供集成平臺，確保車輛達成既定的行駛與操控性能目標？
在開發流程早期應用駕駛模擬器的技術與市場優勢，了解如何和第三方軟硬件輕松協同。
如何將駕駛模擬器技術整合至R&H開發流程？
03 / 白皮書部分案例
輪胎研發領域正是這一協作模式的典范。
輪胎對車輛動態表現具有決定性影響，借助駕駛模擬器可在研發初期完成輪胎模型的開發與驗證。
以固特異輪胎橡膠公司為例，其通過應用我們的駕駛模擬器仿真技術加速研發進程，持續鞏固其作為整車制造商首選合作伙伴的優勢地位。
展開 MSC在虛擬試駕中引入可靠的車輛動力學技術以加快安全型自動駕駛車輛的開發
MSC 軟件公司（簡稱 MSC，隸屬于海克斯康制造智能分公司）日前推出支持 Adams 的 VTD，它集業界領先的車輛動力學和虛擬試駕仿真于一身，可加快下一代高級駕駛員輔助系統（ADAS）及安全型自動駕駛車輛的開發。
乘用車已經可以讀取交通標志或者發現過往車輛，但這些 ADAS 2+ 功能依賴于改進的傳感器融合技術——合并來自多個傳感器的數據，通過處理更接近事實，因此電子系統可以進行安全決策。與此同時，未來的自動駕駛算法需要真實的測試數據供研究和模型訓練。日前推出的支持 Adams 的 VTD 可仿真動態移動車輛及其傳感器在復雜道路環境中的行為表現，有助于加快此類車輛的開發。
通過 Adams 仿真軟件，汽車制造商可獲得經過驗證的車輛動力學模型和道路試驗，從而了解車輛的運動和操控特性。通過開放接口，現在能夠在由虛擬試駕（VTD）平臺提供的仿真道路環境中“駕駛”這些車輛。
安全系統開發
即便是處在車輛物理極限的極端情況下，ADAS 系統也必須為人員提供保護。支持 Adams 的 VTD 可以根據道路狀況（例如坡度、摩擦力）仿真車輛的各種運動，以確定車輛行為（例如汽車是否打滑或翻滾）并評估行動的最佳路線（例如是否改變車道或者何時剎車）。
展開 《車輛動力學模擬及其方法》
【基本信息】 ISBN：7810453785 220 尺寸：小16開 印張：14.25 字數：345000 印次：1 印刷時間：1998/05/01 用紙：膠版紙 版次：1
【內容提要】
本書是一本論述汽車動力學的專著，以數學力學模型為基礎并結合現代控制論，系統全面地分析了汽車垂直動力學、橫向動力學和縱向動力學，用隨機振動理論分析了汽車在道路不平激勵和側風作用時的動力學性能，用輪胎模型對輪胎這個復雜部件3個方向上的傳遞特性進行了深入淺出的討論。
本書的特點是建模與仿真，理論上深入淺出，對汽車的主要部件的動力特性也進行了細致的分析，適合廣大汽車工程技術人員、教學科研人員、研究生和本科生使用和參考。
【作者簡介】
威魯麥特，1937年生于德國柏林。1956年畢業于柏林工業大學機械工程系學習。1964年在柏林工業大學汽車研究所助教。1993年創建了柏林工業大學人機系統中心，并任副主任。德國工程師協會和汽車工程師協會人機系統和摩托車分會執行主席。 主要研究發領域：巴氏發動機：開發和試驗外部連續燃燒的發動機；開發試驗城市客車混合驅動系統等。出版著作有：《人類決策及其控制》、《車輛動力學的計算機方法》、《人—機——系統》、《車輛動力學及輪胎模型》、《車輛動力學》。
展開 使用Python進行翼型和機翼空氣動力學設計和模擬-帶py案例 ￥15
使用Python進行翼型和機翼空氣動力學設計和模擬
1 引言
2-1 -1-1學習目標
2-10 -1-10厚度分布
2-11 -1-11使用PYTHON計算厚度
2-12 -1-12使用非維度值
2-13 -1-13尋找前緣半徑
2-14 -1-14用PYTHON繪制NACA 0018
2-15 -1-15用PYTHON繪制NACA 2412
2-16 -1-16制作帶流光的NACA翼型發生器
2-17 -1-17下載CSV文件形式的翼型數據
2-2-1-2飛行的四種力量
2-3 -1-3翼型的定義和重要性
2-4 -1-4兩種主要翼型
2-5 -1-5翼型關鍵參數
2-6 -1-6 NACA翼型分類
2-7 -1-7幾何構造
2-8 -1-8計算彎曲線的斜率
2-9-1-9用PYTHON計算彎曲線的斜率
3-1.2 學習目標
3-10 -2-10使用Python查找Cl和Cd
3-11 -2- 11使用XFOIL查找系數
3-12 -2-12使用XFOIL查找您自己的設計系數
3-13 -2-13使用Python運行XFOIL
3-14 -2-14使用Pyhon將系數打印為變量
3-15 -2-15將項目與Streamlit相結合
3-2 -2-2機翼上的空氣動力
3-3 -2-3空氣動力學的起源
3-4 -2-4了解三維流程
3-5 -2-5動壓
3-6 -2-6使用Python計算_動態_壓力
3-7 -2-7翼型上的空氣動力學力
3-8
展開 
利用Amber進行動力學模擬和結合自由能計算
上期四川大學李建宗博士為大家分享了《手把手教你用Gromacs完成溶菌酶在水中的動力學模擬》。
今天，將繼續為大家介紹如何在北鯤云計算平臺上利用Amber完成蛋白-小分子體系的動力學模擬，以及利用MMGBSA計算小分子與蛋白質（Abl和伊馬替尼）之間的結合自由能。
Amber是美國加州大學Peter Kollman等開發的一款著名的分子動力學模擬軟件包。Amber主要適用于蛋白質，小分子和多糖等生物分子體系的模擬。
01
結構處理
建議現在自己電腦上安裝一個UCSF Chimera小程序，用于處理分子模擬所需的結構文件。該軟件學術免費，而且具備和PyMOL類似的圖形顯示功能。獲取地址：
https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/download.html
獲取晶體結構結構復合物
本教程旨在利用Amber在北鯤云平臺上完成蛋白質Abl和靶向藥物伊馬替尼體系的動力學模擬，并且計算他們之間的結合自由能。幸運的是PDB數據庫中包含了Abl和伊馬替尼的復合物的晶體結構，編號為6E4F。通過UCSF Chimera的fetch工具可以方便的獲取晶體結構。在File—Fetch by ID中的PDB后輸入編號6E4F即可下載復合物晶體結構，并將其保存為6E4F.pdb到自定義工作路徑中。
Abl和伊馬替尼的相互作用細節
處理蛋白質
下載復合物晶體結構以后，先對蛋白質進行處理，刪除復合物中所有的除開蛋白質外的原子。在Residue中選擇所有非標準殘基，然后通過Actions—Atoms/bonds—delete進行刪除。將蛋白質保存為protein.pdb文件。
展開 使用火災動力學模擬器(FDS)完成火災CFD模擬課程（英） ￥15
使用火災動力學模擬器(FDS)完成火災CFD模擬課程（英）
發布于2026年3月
MP4 | 視頻：h264, 1920x1080 | 音頻：AAC, 44.1 KHz, 雙聲道
語言：英語 | 時長：12小時45分鐘 | 大小：9.42 GB
**FDS實用火災建模 — 熱釋放速率、暖通空調、控制系統及高級CFD應用**
**您將學到什么**
- 使用FDS和 PyroSim 構建完整的火災模擬模型，從幾何設置到結果解讀。
- 設計結構化計算網格，并利用特征火災直徑計算合適的單元尺寸。
- 定義材料、反應、組分和表面，以準確模擬火災增長和煙氣行為。
- 布置和配置測量裝置，用于測量溫度、能見度、煙氣層高度、熱釋放速率和流量。
**課程要求**
- 具備傳熱學和流體力學等工程基礎的基本理解會有幫助，但非強制要求。
- 無需具備FDS或PyroSim的先驗經驗。課程循序漸進地涵蓋基礎知識和高級概念。
- 需要一臺能夠運行PyroSim和FDS模擬的計算機。
- 必須具備學習計算火災建模并應用工程判斷的意愿。
**課程描述**
火災建模在性能化消防安全設計中已不再是可選項 — 它是必不可少的。
這門關于火災動力學模擬器(FDS)的完整專業課程，將帶您從零基礎走向高級實際火災建模應用。無論您是消防工程師、CFD工程師、機械工程師、安全顧問還是研究人員，本課程旨在讓您在構建、運行和解讀火災模擬方面具備專業能力。
我們從火災動力學基礎、燃燒原理以及理解FDS工作原理所需的CFD基礎知識開始。
展開 坐在AI模擬器上就能學駕駛，傳統駕校教練要被炒了
他們坐在類似老式賽車游戲街機的模擬器中學習，在大曲面屏幕上逼真的3D模擬駕駛考試中心環境里駕駛，包括道路、交通燈、人行橫道，甚至還有樹木和建筑物。
這一自主開發的人工智能項目名為「懶貓」，于去年6月啟動。基于從真實測試車輛上收集的數據，模擬器會根據用戶在每節課的表現定制培訓計劃。用戶還可以模擬不同路線和不同天氣條件下的駕駛。
「我們正在利用技術來改變傳統的培訓方式，節約能源，降低燃料、勞動力和租金成本。」廣深駕校總經理李震表示。
廣深是中國駕駛員培訓行業最近擁抱人工智能的幾所學校之一。據中國公路交通學會統計，2019年中國駕駛員培訓行業價值1400億元(217億美元)。
「駕駛員培訓過去是一個非常傳統的行業，技術含量不高。」廣深汽車市場經理劉楚華(音)表示，「現在，(人工智能司機培訓)基本上是一種全國性的趨勢。」
該公司運營著三個傳統汽車駕駛員培訓學校，擁有超過500輛訓練車輛，到2020年底，公司已開設8個AI培訓中心，擁有300個駕駛訓練模擬器，這些中心都靠近中央商務區和主要火車站，到2021年底，公司希望建立50多個培訓中心。
深圳的另一所駕校——卡爾迅駕校，在深圳擁有9個人工智能學習中心。2020年9月，該公司推出了一款升級版的模擬汽車和機器人駕駛教練(robocoach)。據當地國有媒體《南方日報》報道，迄今為止，已有超過5000人從該公司的人工智能課程中畢業。
2020年7月，位于上海市的東方時尚駕駛學校在云南省推出了一項智能駕駛培訓示范項目。該公司將智能模擬器與虛擬現實頭盔結合起來，為演示提供身臨其境的學習體驗。
展開 轉子動力學系列（五）：隨轉速變剛度和變阻尼的模擬 ￥9
N/m
r,2,%k11%,%k22%,%k12%,%k21%,2e3,5e3
rmore,-4e3,3e3
4 Workbench模擬過程
轉子動力學系列（十）：不平衡激勵下的啟動過程瞬態轉子動力學分析
轉子動力學系列（九）：基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速
轉子動力學系列（八）：軸對稱實體單元Solid272/Solid273的應用
轉子動力學系列（七）：帶支承結構的復雜轉子分析
轉子動力學系列（六）：考慮預應力的轉子動力學分析
轉子動力學系列（五）：隨轉速變剛度和變阻尼的模擬
轉子動力學系列（四）：不同軸承單元對比（COMBIN14和COMBI214）
轉子動力學系列（三）：不同建模單元對比（BEAM188與SOLID186）
轉子動力學系列（二）：不平衡響應分析
轉子動力學系列（一）：臨界轉速與坎貝爾圖
展開 分子動力學模擬-油氣界面張力和最小混相壓力計算
關鍵詞：頁巖油，分子動力學，lammps，gromacs，界面張力，最小混相壓力
摘要：分子模擬方法在探究納米尺度下分子間相互作用方面展現出巨大的技術優勢。因此，本文采用分子動力學模擬方法，研究體相CO2/原油的混相機理。
通過我這套LAMMPS, GROMACS代碼，你可以實現不同氣體，不同油種類，不同溫度下的油氣界面張力和最小混相壓力計算。這套代碼還可以把氣體換成水，在氣體/水中加入表面活性劑，助溶劑等，進行研究。
MS，LAMMPS，GROMACS均可以實現，這里介紹LAMMPS，GROAMCS流程。
1，初始模型構建：初始模型是 氣體-液體-氣體模型，使用PACKMOL構建
2，選擇力場：CO2可用TRAPPE，EPM2力場，油用OPLS-AA力場
3，進行分子動力學模擬：能量最小化-平衡動力學-生產動力學
4，統計界面張力數據，還可分析密度分布，擴散系數，相互作用力參數等
5，提供LAMMPS in文件，data文件; GROMACS：mdp，top，inp，pdb，gro，xtx等文件
首先設置一個初始尺寸較大的模擬盒子，如圖1所示。
體系設置為NVT系綜，可以設置多個溫度，觀察溫度對混相行為的影響。壓力由氣體數量決定。這個體系6ns就穩定了，但是收集IFT數據，需要30ns。
圖2分析了z方向密度分布。圖3是油的二維密度分布。
圖4是不同時間下油-氣的擴散構象。
圖5是油氣界面張力數值，可以看到能和實驗匹配。
圖6是擴散系數，可以分析x-y方向，和z方向，也可以直接分析整個體系。
展開 改良楔形葉片旋轉空化器水動力學特性數值模擬分析
摘 要:［目的］旋轉空化器是通過高速旋轉的葉片在水中產生超空泡來滿足不同工程實際應用需求，有必要對葉片形狀進行改良設計以提高其工作性能，探究葉型改良對空化器水動力學特性的影響。［方法］首先，針對旋轉空化器楔形葉片的原始葉型進行改良設計，建立葉片改型前、后旋轉空化器的三維幾何模型；然后，基于 ANSYS Fluent 軟件對原始葉型和改良葉型空化器在不同轉速下的自然空化流場開展數值仿真計算；最后，根據計算結果對二者的水動力學特性進行對比分析。［結果］結果顯示，相比原始葉型，改良葉型產生的空泡除存在于葉片出口邊外，還可以存在于副進口邊，這兩部分的空泡會隨著轉速的升高而逐漸連接成一個整體，因而改良葉型空化器產生的空泡尺寸更大，產生的自然空化更強；改良葉型在葉根處產生的空化效應較強，而原始葉型在葉尖處產生的空化效應更強；當轉速較高時，改良葉型產生的空泡會與旋轉空化器裝置的四周壁面接觸，導致空泡尾部形態沿半徑呈直線型變化。［結論］所做研究可為旋轉空化器的設計和應用提供重要參考。
關鍵詞：旋轉空化器；水動力學特性；改良葉型；自然空化；數值模擬
0 引 言
空化現象最早發現于船舶螺旋槳上，由該現象所帶來的噪聲、振動和空蝕破壞等負面影響對船舶性能提出了巨大挑戰[1]，如何使空化現象穩定可控，已成為眾多學者關注的問題。根據伯努利方程，當物體在水下以足夠高的速度運動時，其周圍流體的局部壓力會下降，當降至飽和蒸汽壓以下后，流體會發生汽化從而產生空化。隨著物體速度的進一步增大，空化區域（空泡）將擴大從而形成包裹物體的超空泡[2]。
展開 近場動力學快速入門程序——桿和板，鍵型本構及兩種求解器（顯示求解和隱式求解） ￥150
隨著，2011年MaxGunzburger教授將不連續伽遼金元應用于PD模型求解不連續問題，即為使用有限單元執行PD模擬斷裂指明了道路。
基于不連續伽遼金元的有限元商用軟件有LS-DYNA。
三、本程序包簡介
該文件將《近場動力學入門程序——桿，兩種求解器（顯示求解和隱式求解），幫助快速入門》和《近場動力學入門程序——板，兩種求解器（顯示求解和隱式求解），幫助快速入門》兩個文件進行了混合。兩個算例都采用PM本構模型以及無網格離散方式，且都分別使用了顯式求解器和隱式求解器求解。所有程序均采用matlab編寫，可直接運行。更為詳細的說明可參看文件夾中的word文件。
所有的程序都經過作者用心的編寫特別是隱式求解器，對初學者可以說干貨滿滿，對有基礎的研究者也有借鑒之處。
展開 
學習記錄——Workbench盤式制動器系統瞬態動力
學評估
駛過程數值模擬
駛過程數值模擬
今天學習的案例是Workbench盤式制動器系統瞬態動力學評估。難點是能量的輸入和輸出決定的是什么和當出現不合理的結果以后如何思考。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
1.前處理
1.1幾何模型系統的構建
導入模型如圖所示。
1.2材料模型系統的構建
密度：980
楊氏模量：110e9
泊松比：0.3
1.3有限元模型系統的構建
1.3.1材料賦予
1.3.2連接關系：轉動、固定和移動
1.3.3網格劃分
2.求解
2.1載荷邊界條件
轉動副
2.2位移邊界條件
2.3求解設定
時間0.1s，初始步數25，最小步數20，最大步數250，打開大變形。
下面是本案例的思維導圖。
展開 近場動力學快速入門程序——桿，兩種求解器（顯示求解和隱式求解） ￥62
本程序包簡介
該文件夾中的算例是一個一維桿件兩端受拉的靜力學問題。該算例采用PM本構模型以及無網格離散方式，且分別使用顯式求解器和隱式求解器求解。所有程序均采用matlab編寫，可直接運行。更為詳細的說明可參看文件夾中的word文件。
所有的程序都經過作者用心的編寫特別是隱式求解器，對初學者可以說干貨滿滿，對有基礎的研究者也有借鑒之處。
近場動力學快速入門程序——板，鍵型本構及兩種求解器（顯示求解和隱式求解） ￥93
該算例采用PM本構模型以及無網格離散方式，且分別使用顯式求解器和隱式求解器求解。所有程序均采用matlab編寫，可直接運行。更為詳細的說明可參看文件夾中的word文件。
所有的程序都經過作者用心的編寫特別是隱式求解器，對初學者可以說干貨滿滿，對有基礎的研究者也有借鑒之處。
近場動力學快速入門程序——板，常規態型本構及兩種求解器（顯示求解和隱式求解） ￥125
近場動力學入門（2）
近場動力學（PD）理論和經典連續介質力學是有較大差異的。經典連續介質力學范疇是以連續介質假設、Cauchy應力假設、局部化假設以及本構公理系統為基石的。經典彈性理論就屬于這一范疇。PD理論則放松了連續介質假設、摒棄了Cauchy應力假設和局部化假設。因此，PD理論體系屬于廣義連續介質力學范疇，是一種非局部理論。初學者可能會對PD理論產生些許不適。本期就簡單地梳理下PD理論中的一些基本問題。
一、PD理論與經典連續介質力學的符號對比
首先，簡單回顧一下經典連續介質力學中的符號體系。在該體系下，一般用大寫字母表示初始構型中的物理量，用小寫字母表示當前構型中的物理量。比如，連續體B 中的某一粒子P 在初始構型中的位矢記為X，而在t 時刻的位矢記為x，則x=χ(X,t)，其中矢量場χ稱為連續體B 的運動。拉格朗日形式的位移場記為U(X,t)且以X為參考位置，則有U(X,t)=x(X,t)-X；歐拉形式形式的位移場記為u(x,t)且以x為參考位置，則有u(x,t)=x-X(x,t)。
PD理論所用的符號體系和經典連續介質力學是不同的。在Silling2000年和2007年的論文中，連續體B 中的某一粒子P 在參考構型（以初始構型為參考構型）中的位矢記為x，而在變形后的構型（當前構型）中的位矢記為y(x,t)，且有y(x,t)=x+u(x,t)。如果將PD理論用經典連續介質力學的符號重新表示，則y(x,t)=x+u(x,t)將改寫為x(X,t)=X+U(X,t)。同理，PD理論中的速度場v(x,t)和加速度場a(x,t)同樣是拉格朗日形式的，平衡方程中的dv也是初始構型中的體元。
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