人體仿真的案例
RecurDyn 成功案例：基于人體建模的可穿戴機器人設計與仿真
圖1 可穿戴機器人
研究產品: 穿戴機器人 (Wearble Robot)
仿真目的: 構建人體和可穿戴機器人的動態模型，以驗證設計產品的耐受性，并驗證控制模型
事實上，構建人體動力學模型來設計人體穿戴機器人的動態模型至關重要。此外，人體模型和可穿戴機器人配對后，根據人的行為預測機器人執行器所需的扭矩，并預測各關節的ROM（運動范圍），檢查機器人是否可以在各種情況下實現所有必要的姿勢。最后，通過控制執行器模型和動力學模型的耦合仿真確認了控制器的性能。
維克弗里斯特大學基于 HyperWorks開發車輛碰撞仿真的人體模型
行業：高校/科研，汽車
挑戰：汽車碰撞仿真中的有限元人體模型的開發
Altair 解決方案：采用HyperMesh、HyperMorph和RADIOSS進行開發及驗證
優點“計算人體模型模擬，可以使評；估更加接近于現實，從而改進；工程設計，以防止車輛碰撞時造成的潛在人體損傷。
項目介紹
維克弗里斯特大學（Wake Forest University）是一所在生物醫學科學和生 物工程領域領先的研究型大學，為學生和教師提供了個人和專業成長的優異機 會。
該大學醫學院的損傷生物力學中心（CIB）研究汽車碰撞造成的損傷，更 加深入了解損傷人體的耐受性，幫助工程師制定更加健全的安全對策。自 2006 以來， CIB 的 Joel Stitzel 和 Scott Gayzik 博士一直是全球人體建模協會 （GHBMC）的主要研究人員，GHBMC是一個國際性的協會，包括汽車制造商、 供應商、研究型大學及政府機構，旨在提高碰撞仿真中人體建模技術。
挑戰
計算模型的建立是損傷生物力學和創傷研究的一個不斷增長的組成部分。 詳細的人體模型的數學建模，可以準確模擬人體在真實情境中的碰撞損傷情況， 有助于進行設計改進，以幫助防止發生潛在的人體受傷。開發詳細人體模型的 第一步是在數學上量化基本的人體器官、骨骼及身體的四肢這些會受創傷的部 分。由此產生的醫學圖像數據必須準確地代表了一系列的汽車乘員：成人（男 性和女性）、幼兒（3-6 歲）和嬰兒。其次，人體數據必須進行離散化，以產 生精確的一系列的有限元（FE）模型，這些不同的身體系統的有限元模型，集 成為整個人體模型。最后，整個人體模型必須在汽車碰撞模擬乘員和行人的影 響條件進行驗證。
展開 人體頭骨+軟組織系統爆破損傷仿真分析
項目背景：
頜面部是人體的暴露部位，戰時防護薄弱，平時是暴力、自傷的重點部位，在全身各部位的火器傷中，頜面部火器傷占有較大比例。無論平戰時，頜面部火器傷創傷彈道學研究都是全身創傷彈道學研究中的重點問題之一。由于動物模型無法直觀動態地觀察到模型內部的致傷過程，加上頜面部解剖結構精細、組織器官生物力學性質相差大，無法采用人工材料進行模擬，所以頜面部火器傷的研究中，尚無可以用于致傷過程中生物力學機制研究的模型，這也是目前相關研究的瓶頸之一。
工況簡介：
咬肌外側施加爆破載荷，采用采用流固耦合的分析方法，下頜骨、外側咬肌和面部軟組織施加單元失效，空氣域施加無反射邊界。
結果動畫：
展開 關于各類技術外包項目的那些事兒
公司有著強大的技術及項目實施能力，工程師人才來自各大知名互聯網公司，因為專業，所以更懂項目，我們知道招人難、招程序員更難，您的困難，由我們來解決，現承接軟件外包服務，覆蓋汽車、航空航天、機械制造、智能制造、土木工程等領域以下內容：
A：CATIA系列、 基礎架構、草圖設計、零件設計、 曲面設計、鈑金設計、裝配設計、工程圖設計、三維標注
B：設備、管路設計、 鋼管、軟管、電氣線束設計、 集成校核（DMU）、 靜態校核、動態/仿真校核、人機校核、型材設計、有限元分析
C：基礎方法學、 自頂向下設計、參數化關聯設計、知識工程設計、模塊化設計
D：DELMIA系列（裝配工藝仿真、人體運動仿真）
E： ENOVIA VPM培訓 、基礎應用培訓、 管理員培訓、權限/生命周期定制
F：二次開發業務:知識模板開發/特征模板、 零件模板、裝配模板、流程模板、二次編碼（CAA/VB/VBA）
G：項目導航業務：協同設計項目導航
H：軟件配置業務：型材環境配置、管線路環境配置、協同設計環境(ENOVIA VPM)配置
I：BIM咨詢、建模、實施等。
v：silhouette028
展開 
醫療 | 利用仿真支持個性化診斷和預后，從而戰勝兒童癌癥
該項目由歐盟委員會資助，旨在找到將計算機建模與仿真（CM&S）或計算機仿真醫學應用于傳統醫學成像的方法，以評估并治療兒童癌癥，特別是兩種罕見但死亡率較高的癌癥：神經母細胞瘤以及彌漫性內生性腦橋膠質瘤（DIPG）。
DIPG是一種發生在腦橋的腦腫瘤，腦橋是腦干的一部分，控制著身體的大部分無意識的重要功能，如呼吸、血壓、心率和睡眠周期等。每年，每10萬名兒童中有一到兩名被診斷出患有DIPG，不幸的是，該病的死亡率極高。平均而言，90%的DIPG患者會在確診后的兩年內死亡。
神經母細胞瘤是Pérez在PRIMAGE項目中與M2BE團隊合作研究的重點，這是一種可以發生在人體內任何部位的實體腫瘤。神經母細胞瘤雖然罕見，卻是5歲以下兒童患有的最常見的實體癌。總體而言，高危病例的五年生存率為50%。
對于這兩種類型的癌癥，研究人員都想在具體實施之前了解治療的效果。通過更有針對性的治療方法，醫生可以規避過度治療的風險以及可能由此引起的健康并發癥。M2BE團隊在仿真方面的工作，可能最終能為癌癥研究人員提供這種關鍵能力。
Pérez解釋道：“我們正在嘗試再現真實的生理現象，了解治療如何影響或改變腫瘤的行為。我們正在創建的模型，可幫助腫瘤學家決定最適合個體患者的治療策略。”
打造數字優勢
為了構建神經母細胞瘤的數字模型，M2BE團隊借鑒了他們之前對骨骼和細胞的研究。
此前，該團隊成功地模擬了人體骨骼對機械載荷的反應，并用仿真演示了骨骼組織如何在骨折后愈合。他們通過涉及微流體和細胞培養的體外實驗室工作驗證了他們的模型。該團隊將從這一經驗中獲得的技術應用于多尺度計算模型的開發，這些模型可以對腫瘤在治療后的生長和腫瘤退縮進行預測和仿真。
展開 2019最新醫學有限元分析內容 臨床試驗發文章請注意看》
Ⅱ
（人體關節軟組織及韌帶專題）
4 人體關節軟組織的三維建模（實例操作分析）
4.1 三維建模常用影像學內容
4.2 三維建模的基本流程及注意事項
4.3 實例操作：關節軟骨及韌帶的Mimics三維建模
5 關節軟組織及人體韌帶的Abaqus仿真分析（實例操作分析）
5.1 關節軟骨及韌帶力學特性的研究進展
5.2 Abaqus軟件的基本功能及參數設置
①模型導入；②網格及材料屬性；③邊界條件；④求解功能；⑤后處理
5.3 實例操作：韌帶力學特性的Abaqus仿真
6 韌帶生物力學分析應用（實例操作分析）
6.1膝關節前交叉韌帶（ACL）生物力學研究
6.2實例操作：ACL重建術的Abaqus仿真
6.3 結合學員自己課題分析與設計思路討論
五、應用案列解析Ⅲ
（心血管支架、骨組織專題）
7 心血管支架植入過程中的力學分析（實例操作分析）
7.1血管和支架幾何模型建立
7.2 血管和支架的位置裝配
7.3 血管和支架有限元模型網格劃分、材料參數、接觸及邊界條件設置
7.4 分析步的設置及計算
7.5 結果后處理
8 骨釘拔出過程的力學分析（實例操作分析）
8.1 骨釘及骨組織模型的建立與裝配
8.2 網格劃分、材料屬性、邊界條件、分析步等的設置
8.3 計算與結果后處理
9 人工椎間盤置換術建模與仿真（實例操作分析）
9.1 幾何模型的導入
9.2 模型的裝配
9.3 模型網格劃分、材料屬性、邊界條件、分析步等的設置
9.4計算與結果后處理
9.5結合學員自己課題分析與設計思路討論
七、主講專家：
主講專家來自北京高校及其他科研機構的高級專家
展開 賽納三維：深耕應用、做通產業鏈，我們要做的不僅是彩色3D打印
強大的色彩，多樣的材料
“其實彩色多材料3D打印技術的核心應用價值，是可以對萬物進行仿真：滿足視覺效果；滿足觸覺效果；具有一定的物理性能。在仿真人體組織、藝術、文創設計、個性化小批量制造上應用前景廣闊。”
賽納三維早期研究色彩管理，在平面打印做到98-100%仿真度，目前在3D打印可以做到90%以上，并且針對不同應用各領域需求進行色彩管理達95%；從基材的配色、打印時的色彩控制，到色彩應用以及三維色彩評估，研究并設計出一套完整且實用的色彩管理系統，再針對應用快速形成高還原度模型輸出。
△穩定性測試室中多臺設備同時打印
雖然開發難度極高，基于WJP噴墨打印技術及光聚合技術，賽納三維現已推出一系列3D打印材料，種類豐富，使用成本與普通的光敏樹脂材料相近，包括：
標準硬質材料RGD100系列（高透明、全彩色、模型應用），
類ABS材料RGD200系列（透明、全彩色、部分工業應用），
標準彈性材料FLX900系列（透明、全彩色、模型應用），
彈性材料FLX910系列（手術訓練，重點心臟瓣膜），
超軟材料FLX920系列（手術訓練，仿真軟組織），
生物相容性材料MED600系列（通過細胞毒性、致敏性、皮膚刺激性檢測，醫用）。
通過特殊多通道噴射原理，開發核+殼打印、光熱固化、A+B打印等技術工藝；通過分子結構設計及配方設計，構建新型聚合物網絡體系。開發工業ABS材料（已應用到個性化鍵盤帽定制、汽車內飾定制）、人體軟組織高仿真材料、鏡架材料等高性能材料，進一步提升材料物理性能，豐富材料種類。
3D打印要做通產業鏈
“我們集團期望，3D打印業務要打造出一個完整的產業鏈，覆蓋上中下游，包括材料、設備、軟件、應用等環節，成為集團未來新支柱產業。”
展開 comsol聲場分析，戴在仿真人耳上的耳機和HRTF 計算
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202010/de1d820a19f14269871a626974069ee3.gif" alt="耳朵.gif"></p><p> Comsol官網有個幾個不錯的人體聲場仿真案例</p><p> 耳機與人耳緊密耦合，因此無法在用于揚聲器的經典聲自由場設置中測量耳機的靈敏度。測量時需要使用仿真人頭和仿真人耳來準確表示耳機的使用情況。此模型演示一個全罩式耳機與通用仿真人耳的耦合分析。該模型使用“多孔彈性波”物理場接口對泡沫進行建模。內置的內部穿孔板模型用于表示耳機外殼中的穿孔和網格。人造耳耦合到簡化的耳道，并且特別分析了耳鼓的阻抗。等效電路用于模擬耳機中的驅動器。
展開 Lifemod在運動生物力學中的應用
摘要：多體動力學數字仿真軟件Ｌｉｆｅｍｏｄ是目前世界上較為先進的人體動力學仿真軟件。它通過輸入人體參數，可以快速建立個性化的多形式的人體模型；通過動作捕捉系統，可以將測量得到的人體運動轉換為人體模型的運動；通過動力學分析和肌肉力計算，可以得到一個行為過程中的關節力矩和肌肉力；通過建立接觸，可以獲取人體與外界環境（包括器械）的接觸力。該仿真軟件作為優秀的工具支持，將在人體運動的內在規律及模型的研究上開拓新的領域。
Lifemod在運動生物力學中的應用.pdf
展開 醫生要建立挽救生命的CFD仿真
對心臟和心臟主動脈進行建模后，工程師就可以建立多域仿真來模擬血液流動。
將大部分的循環系統簡化為集中參數網絡 (LPN) 以創建正確的邊界條件。此外，通過簡化還可縮短仿真處理所需的計算時間，以便測試更多的手術方案。
Marchal表示：“我們經常要求做人體模型簡化的仿真。我們不考慮血細胞和小動脈。模擬整個人體并不重要，我們的目標是挽救生命。如果可以做到，我們就會簡化模型。如果需要讓模型更復雜，我們就會讓它更復雜。最終，我們想要利用最少的計算量獲得最大的確定性，從而挽救生命。”
為此，可根據需求將LPN做得盡量復雜或盡可能簡單。工程師用它來代表人體并饋送仿真的邊界條件。LPN還可進行修改以仿真不同的患者活動，包括跑步、騎車和工作等。這意味著醫生能夠評估手術后患者可以參加哪些活動。
Marchal 解釋說：“LPN從整個人體范圍來說并不精確，但在邊界條件上十分精確。腿和大腦對于心臟手術來說不重要，但不能忽略它們，否者模型就會缺失必須輸送到這些器官的那部分血液。循環系統會影響仿真的邊界條件，因此不能被忽略。”
得益于模型的簡化以及計算軟件的改進，仿真能夠計算得更快速。對于HLHS患者來說，第一次手術必須在出生幾天后進行。每浪費一天都將會加大患者的風險。幾年前，這種仿真需要幾天來完成。不過，憑借云計算和仿真優化，現在只需要幾分鐘的時間。
醫生能建立自己的CFD仿真嗎？
TCPC手術的造影劑注入上腔靜脈和下腔靜脈仿真。為速度進行了顏色編碼
初期階段，In silico測試所面臨的一大挑戰在于讓醫生能夠接受它。Marchal 解釋道：“我們需要告訴醫生這是一種可行的方法。很多外科醫生只相信其他外科醫生。
展開 mimics生物力學培訓班
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四、應用案列解析Ⅱ
（人體關節軟組織及韌帶專題）
4 人體關節軟組織的三維建模（實例操作分析）
4.1 三維建模常用影像學內容
4.2 三維建模的基本流程及注意事項
4.3 實例操作：關節軟骨及韌帶的Mimics三維建模
5 關節軟組織及人體韌帶的Abaqus仿真分析（實例操作分析）
5.1 關節軟骨及韌帶力學特性的研究進展
5.2 Abaqus軟件的基本功能及參數設置
①模型導入；②網格及材料屬性；③邊界條件；④求解功能；⑤后處理
5.3 實例操作：韌帶力學特性的Abaqus仿真
6 韌帶生物力學分析應用（實例操作分析）
6.1膝關節前交叉韌帶（ACL）生物力學研究
6.2實例操作：ACL重建術的Abaqus仿真
6.3 結合學員自己課題分析與設計思路討論
五、應用案列解析Ⅲ
（心血管支架、骨組織專題）
7 心血管支架植入過程中的力學分析（實例操作分析）
7.1血管和支架幾何模型建立
7.2 血管和支架的位置裝配
7.3 血管和支架有限元模型網格劃分、材料參數、接觸及邊界條件設置
7.4 分析步的設置及計算
7.5 結果后處理
8 骨釘拔出過程的力學分析（實例操作分析）
8.1 骨釘及骨組織模型的建立與裝配
8.2 網格劃分、材料屬性、邊界條件、分析步等的設置
8.3 計算與結果后處理
9 人工椎間盤置換術建模與仿真（實例操作分析）
9.1 幾何模型的導入
9.2 模型的裝配
9.3 模型網格劃分、材料屬性、邊界條件、分析步等的設置
9.4計算與結果后處理
9.5結合學員自己課題分析與設計思路討論
部分仿真模型如下：
展開 
醫用生物力學培訓班2019年十二月
關于舉辦“醫用生物力學建模仿真技術與應用”專題培訓班的通知
各有關單位:
隨著生命科學和工程技術的深入結合，學科融合交叉成果層出不窮，并不斷滲透到醫藥、農業、食品、環境等領域；其中，生物力學是發展較為突出的領域。生物力學是一門綜合交叉學科，運用生物力學的基本原理和方法可以研究醫學中大量的力學問題，從另一個角度認識和解決臨床上的實際困難。有限元分析是生物醫學領域仿真人體結構力學功能研究方面的一個重要實驗手段，但對有限元理論和分析不太熟悉的話則要花費大量的時間和精力來構建個性化的有限元模型。為進一步推動學科交叉創新，應新老客戶培訓需求，北京軟研國際信息技術研究院特舉辦“醫用生物力學建模仿真技術與應用”專題培訓班，本次培訓由互動派（北京）教育科技有限公司具體承辦，具體相關事宜通知如下：
一、培訓目標：
通過理論講解和上機操作相結合的學習方式，掌握三維模型建模技巧、網格劃分方法及有限元軟件進行分析計算的方法；通過由易到難的案列解析，學員探索由簡單例子到自己科研課題的模擬過程，二次學習免費，課后有微信交流解疑群，歡迎大家踴躍參加報名
二、培訓對象：
全國從事生物醫學工程、基礎醫學、臨床醫學、骨科學、心血管醫學、口腔醫學、運動醫學、康復醫學、特種醫學等相關專業的博士和碩士研究生、教師，醫學院的臨床醫生以及對生物力學建模仿真感興趣的工程研究人員。
三、時間地點：（時間安排：第一天報到、授課三天）
2019年12月12日——12月15日 北京
四、報名費用：
每人￥3900元（含報名費、培訓費、資料費），食宿費用自理。
展開 CST—EMC（電磁兼容）仿真及分析工具
CST解決方案在汽車領域的應用
部件EMC設計中的應用：通過對印制板的信號完整性和電源完整性仿真，可以加強印制板走線和布局的合理性，提高EMC測試的通過率
電驅系統EMC設計中的應用：可以仿真瞬變電壓通過共用電源，耦合到其他電子系統的傳導干擾，還可以仿真各個模塊之間耦合的干擾以及仿真電纜的輻射情況
線纜線束EMC設計中的應用：通過對車內線路線束布局、電磁輻射情況等進行仿真，根據仿真結果評估線纜輻射程度以及是否需要增加屏蔽等，減小后期整改的工作量，降低成本
天線EMC設計中的應用
? 對安裝在擋風窗戶上的不同種類的玻璃天線進行仿真，比如玻璃內嵌細金屬絲天線、印刷在玻璃表面的天線以及透明導電薄膜天線等
? 對天線布局及多種天線間互偶情況進行仿真，從而在保證天線性能的基礎上達到更好地布局
? 對毫米波雷達天線的拓撲結構及天線性能以及雷達罩對天線性能的影響進行仿真
整車的輻射發射及抗擾度仿真
車內電磁場對人體暴露評估仿真
應用案例
展開 課程清單初稿總覽
課程計劃清單（初稿）
●乘用車前防撞梁前碰CAE仿真
●乘用車發動機罩模態CAE仿真
●汽車前/后端保護裝置CAE仿真
●白車身彎/扭剛度CAE仿真
●汽車后排座椅行李箱沖擊CAE仿真
●行人保護CAE仿真（成人/兒童頭、柔性小腿/大腿、APLI新腿）
●乘用車正面100%重疊剛性壁障CAE仿真（正碰）
●乘用車正面40%重疊可變形壁障CAE碰撞仿真（ODB）
●乘用車側面碰撞（AE_MDB）
●乘用車正面50%重疊可變形壁障CAE碰撞仿真（MPDB）
●乘用車車頂抗壓CAE仿真
●乘用車約束系統CAE仿真
●汽車座椅安全帶固定點強度CAE仿真
●汽車頭枕強度CAE仿真
●汽車ISOFIX強度CAE仿真
●汽車座椅靠背前度CAE仿真
●乘用車轉向管柱壓潰CAE仿真
●LS-DYNA，SPH方法CAE應用和實例解析
●LS-DYNA聚能射流聯合裂紋擴展CAE仿真
●LS-DYNA流固耦合法CAE仿真（水上迫降、水下爆破、降落傘展開）
●LS-DYNA人體生物力學CAE仿真（骨骼、皮膚、軟組織、血管、心臟瓣膜）
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展開 游樂設施工程仿真解決方案
3.2.01 人體建模參考標準
備注：尺寸單位 （mm）
3.2.02 人體舒適性仿真模型
? 人體按照90%百分數坐姿尺寸建立幾何（75kg）
? 考慮人體關節運動（脊椎采用三段模型、Adams-球副）
? 考慮人體關節剛度阻尼（Adams-六向力）
? 考慮人體與安全帶、座椅的接觸碰撞（Adams-接觸力）
? 人體模型：16個部件，47個自由度。
3.2.03 輸入工況
過山車單環工況：半徑10m，總長82.83m。
3.2.04 過山車輸入運動規律
? 過山車速度：Max_Velocity=56.55km/h
? 加速度：Max_Accelaration=24.674m/s^2
? 工況歷時：T=6.547s
3.2.05 人體加速度
點擊查看視頻：https://video.zhihu.com/video/1506945693818781696?player=%7B"autoplay"%3Afalse%2C"shouldShowPageFullScreenButton"%3Atrue%7D
? 人體垂向加速度：Max_A_Vertical=7.852g
? 人體側向加速度：Max_A_Lateral=0.755g
3.2.06 人體與安全帶、座椅受力
點擊查看視頻：https://video.zhihu.com/video/1506945739217932288?
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