低速運動建模的案例
船舶自動靠離泊系統(tǒng)設(shè)計與關(guān)鍵技術(shù)
其中，船端感知及控制模塊主要負責(zé)環(huán)境、本船及他船航行狀態(tài)感知，船舶靠泊作業(yè)決策與航跡、航向、航速規(guī)劃，船舶低頻運動控制等功能；岸基設(shè)備感知及控制模塊則主要針對岸基無纜系泊設(shè)備實現(xiàn)對設(shè)備自身、系泊船舶狀態(tài)以及設(shè)備壓力等的感知、設(shè)備運動及吸附力控制等功能；數(shù)據(jù)交互模塊主要以數(shù)據(jù)庫的形式，在兩個控制模塊之間進行數(shù)據(jù)存儲及交換，從而實現(xiàn)信息的同步，提高感知精度及控制精度，降低船舶運動及設(shè)備控制風(fēng)險，系統(tǒng)示意圖如圖所示：
圖8 船舶自動靠泊系統(tǒng)
船舶自動靠泊系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
靠離泊運動是船舶運輸營運最后一公里的關(guān)鍵問題，建立模塊化、系統(tǒng)化的船舶自動靠泊系統(tǒng)，能夠減少船舶靠離泊過程中人員勞動強度、提高作業(yè)效率和安全性，具有迫切的現(xiàn)實需求和重要的理論意義，其關(guān)鍵技術(shù)主要包含船舶低速運動建模技術(shù)、船舶低頻運動控制技術(shù)、船-岸協(xié)同感知技術(shù)、智能無纜系泊技術(shù)等。
1.低速運動建模技術(shù)
船舶的靠離泊運動，例如緊急制動、橫向移動、短時間進車、掉頭等為典型的低速域運動]。低速域下，船舶前進速度接近于零，船舶橫向速度和轉(zhuǎn)艏角速度與前進速度處于同一量級，且涵蓋0—180°的漂角范圍，船舶水動力非線性強；富余水深小，淺水及岸壁效應(yīng)明顯，風(fēng)、流等外部干擾不可忽略；船速低、槳轉(zhuǎn)速小、沒有舵效，需要借助側(cè)推器、拖輪、錨纜等操縱設(shè)備控制船舶的橫移與轉(zhuǎn)向。當(dāng)前對船舶運動模型的研究主要圍繞常速域下船舶的操縱運動，對于低速域下船舶的操縱性研究較少；此外，船舶操縱性的研究主要采用經(jīng)驗公式法、試驗法以及計算流體力學(xué)方法，基于回歸分析的經(jīng)驗公式法依賴數(shù)據(jù)廣度，試驗法研究周期長、推廣性差，目前常采用計算流體力學(xué)方法對船舶水動力、流場發(fā)展進行研究。
展開 復(fù)合材料低速沖擊插件：基于ASTM D7136標(biāo)準(zhǔn)自動化建模（Composite Impact Auto?Builder）
important;">插件的底層建模策略主要依據(jù)“Assessment of numerical modeling approaches for thin composite laminates under low-velocity impact”（DOI: 10.1016/j.tws.2023.111053）。該工作圍繞碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料層合板的低速沖擊行為，系統(tǒng)比較了不同損傷起始準(zhǔn)則、損傷演化方法和界面模型的預(yù)測能力，旨在確定一種高精度的數(shù)值建模組合。</span></p>
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<img src="https://img.jishulink.com/202605/attachment/1434f8295ad0487c8597c836fbb06d10.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202605/attachment/1434f8295ad0487c8597c836fbb06d10.png?
展開 渦旋壓縮機的虛擬建模與運動仿真
摘 要: 為了分析渦旋壓縮機運動機構(gòu)的動力特性和運動規(guī)律，根據(jù)渦旋壓縮機的結(jié)構(gòu)和工作原理，采用三維實體建模和虛擬樣機軟件對其運動機構(gòu)進行了三維實體建模，通過渦旋壓縮機的運動仿真，獲得了準(zhǔn)確的運動學(xué)參數(shù)曲線，保證了渦旋壓縮機設(shè)計的正確性和可靠性，提高了整體設(shè)計效率和精度。
關(guān)鍵詞: 渦旋壓縮機; 虛擬建模; 運動仿真
前言：虛擬樣機( Visual Prototype) 技術(shù)是通過計算機等技術(shù)手段把產(chǎn)品資料集成到一個可視化環(huán)境中，實現(xiàn)產(chǎn)品的仿真分析。使用系統(tǒng)仿真軟件，可以在各種虛擬環(huán)境中真實地模擬系統(tǒng)的運動，不斷修改設(shè)計缺陷及改進系統(tǒng)，直至獲得最優(yōu)設(shè)計方案，最終做出比較理想的物理樣機［1］。
在眾多的商業(yè)產(chǎn)品中，美國 MDI 公司的 ADAMS軟件是最具權(quán)威性、應(yīng)用范圍最廣的虛擬樣機仿真軟件。它不但可以方便快捷地對虛擬樣機進行靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)分析，而且其開放的程序結(jié)構(gòu)和接口還使它成為特殊行業(yè)用戶進行特殊虛擬樣機分析的二次開發(fā)工具［2］。本文采用ADAMS 軟件對高效低噪渦旋壓縮機的運動機構(gòu)進行仿真研究。
渦旋壓縮機的結(jié)構(gòu)與工作原理渦旋壓縮機主要由動渦旋盤、靜渦旋盤、十字滑環(huán)、曲軸和支架體等零件組成
渦旋壓縮機的基本結(jié)構(gòu)2012 年第 40 卷第 1 期 流 體 機 械 17動、靜渦旋盤偏心一定距離相錯某一角度安置在一起。動靜渦旋齒相互嚙合后形成多個封閉容積，動渦旋在曲軸驅(qū)動和防自轉(zhuǎn)機構(gòu)限制下，實現(xiàn)回轉(zhuǎn)平動運動。使動、靜渦旋齒相互嚙合形成的月牙形封閉容積發(fā)生周期變化，實現(xiàn)氣體的吸入、壓縮和排氣，參見圖 2 所示。
渦旋壓縮機工作原理3 公轉(zhuǎn)型渦旋壓縮機運動機構(gòu)圖 3、圖 4 示出渦旋式壓縮機的運動機構(gòu)模型。
展開 SolidWorks建模并渲染一個排球，夏天需要運動一下！
最終結(jié)果如下圖所示：
方法：
1.點擊旋轉(zhuǎn)凸臺/基體，在前視基準(zhǔn)面上繪制如下圖所示的草圖。
點擊勾號完成。
2.點擊拉伸切除，在前視基準(zhǔn)面上繪制如下圖所示的草圖。
方向1終止條件和方向2終止條件如下圖所示。
3.點擊草圖繪制，在前視基準(zhǔn)面上繪制如下圖所示的草圖。
4.點擊“插入”-“特征”-“分割”，選擇上一步創(chuàng)建的草圖作為剪裁工具，對實體進行分割，按照下圖進行設(shè)置。
點擊勾號完成。
5.倒圓角。
6.倒圓角。
7.倒圓角。
8.鏡向。
9.點擊“插入”-特征”-“移動/復(fù)制”，按照下圖進行設(shè)置，勾選“復(fù)制”選項，旋轉(zhuǎn)點選擇原點，將所有實體繞Y軸和Z軸旋轉(zhuǎn)90度，點擊勾號完成。
10.再次點擊“插入”-特征”-“移動/復(fù)制”，按照下圖進行設(shè)置，勾選“復(fù)制”選項，旋轉(zhuǎn)點選擇原點，將上一步創(chuàng)建出的實體繞Y軸和Z軸旋轉(zhuǎn)90度，點擊勾號完成。
11.點擊“插入”-“特征”-“組合”，類型選擇“添加”，選擇下圖的實體進行組合。
點擊勾號完成。
12.渲染完成。
文章來源：機械時代網(wǎng)
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液壓支架三維建模與運動仿真
液壓支架三維建模與運動仿真.doc
Solidedge中圓柱齒輪的建模與運動仿真
187735-SESim.part01.rar
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STAR-CCM+運動建模案例：開放水域中的船用螺旋槳
使用 MRF 對螺旋槳的旋轉(zhuǎn)建模。本仿真中螺旋槳直徑為0.25m。螺旋槳轉(zhuǎn)速為15 rps。
2
STAR-CCM+設(shè)置
（1）在使用MRF 對螺旋槳的運動建模。起始模擬文件包含兩個區(qū)域，一個用于旋轉(zhuǎn)的螺旋槳，另一個用于靜態(tài)流體域。使用拉伸網(wǎng)格模型來擴展靜態(tài)區(qū)域。
（2）將為旋轉(zhuǎn)區(qū)域及其周圍使用切割體網(wǎng)格生成器網(wǎng)格模型。使用拉伸網(wǎng)格網(wǎng)格生成器網(wǎng)格化軸周圍的靜態(tài)區(qū)域，因為這樣可以最大程度地降低計算成本。本案例采用的網(wǎng)格化策略采用基于零部件的網(wǎng)格化（PBM）方法。這種網(wǎng)格化策略在幾何零部件上執(zhí)行網(wǎng)格操作生成流程；因此，用戶可對輸入零部件進行修改，并通過生成流程將變化傳輸?shù)襟w網(wǎng)格。拉伸網(wǎng)格也是生成流程操作的一部分。右鍵單擊Geometry> Operations節(jié)點，選擇New> Mesh > Automated Mesh，在生成的對話框中，選擇網(wǎng)格重構(gòu)，切割體網(wǎng)格單元，棱柱層網(wǎng)格。
（3）右鍵點擊Operations >Automated Mesh > Custom Controls，選擇New > Surface，Curve Control.對螺旋槳葉片進行細網(wǎng)格細化。最終網(wǎng)格設(shè)置如下：
（4）右鍵單擊Geometry> Operations 節(jié)點，選擇New > Surface Preparation >Surface Extruder.。利用此功能對進出口流體域進行拉伸，進出口拉伸距離分別為1m和3m。最終體網(wǎng)格如下圖：
（5）在新創(chuàng)建區(qū)域的邊界上對入口、出口、壁面和對稱邊界條件進行定義。入口為速度進口，出口為壓力出口，拉伸的遠場壁面設(shè)置為對稱平面邊界條件。
展開 直齒圓錐齒輪的建模和運動仿真
延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)學(xué)報-2005年 04期-直齒圓錐齒輪的建模和運動仿真
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延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)學(xué)報-2005年 04期-直齒圓錐齒輪的建模和運動仿真.pdf
利用HyperWorks實現(xiàn)對運動撞擊情景的精確仿真建模
開發(fā)用于研究運動類個人防護裝備(PPE)的增強型假人模型是該學(xué)院主要的研究活動之一。撞擊類假人模型可用于模擬真人，研究人員可通過對假人模型施加傷害性載荷（如用球撞擊大腿）來分析人體的反應(yīng)行為。
什么是個人防護裝備？
個人防護裝備(PPE)是運動員在體育活動過程中必不可少的安全防護設(shè)備。人體的結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，具有許多相互交織的組織結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的解剖幾何。
在研究運動撞擊情景時，采用精確的假人模型將有助于研究人員了解人體的真實反應(yīng)行為。
“借助HyperWorks的增強型建模功能，我的學(xué)生可以更高 效地對復(fù)雜幾何進行離散求解，并對撞擊情景進行建模，這 是普通有限元求解器所不具備的優(yōu)點。”
展開 Solidedge中圓柱齒輪的建模與運動仿真
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利用 HyperWorks 實現(xiàn)對運動撞擊情景 的精確仿真建模
利用 HyperWorks 實現(xiàn)對運動撞擊情景 的精確仿真建模
作者：Simwe 來源：Altair
拉夫堡大學(xué)體育技術(shù)學(xué)院 (STI) 始建于 2007 年，是世界領(lǐng)先的，同時也 是英國最大的體育工程學(xué)科研團隊。目前，STI 已同多家全球領(lǐng)先的體育用品 品牌及戰(zhàn)略商業(yè)伙伴廣泛建立合作關(guān)系。
STI 擁有設(shè)施一流的固定實驗室，可供科研團隊完成從初始概念到最終產(chǎn) 品的全部過程。實驗室中設(shè)備齊全，便于科研團隊對產(chǎn)品系列進行設(shè)計、開發(fā)、 樣機制造、測試和優(yōu)化。他們還可以自行制作定制設(shè)備，以滿足特定研究項目 的要求。
開發(fā)用于研究運動類個人防護裝備 (PPE) 的增強型假人模型是該學(xué)院主 要的研究活動之一。撞擊類假人模型可用于模擬真人，研究人員可通過對假人 模型施加傷害性載荷（如用球撞擊大腿）來分析人體的反應(yīng)行為。
什么是個人防護裝備？
個人防護裝備 (PPE) 是運動員在體育活動過程中必不可少的安全防護設(shè) 備。人體的結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，具有許多相互交織的組織結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的解剖幾何。
在研究運動撞擊情景時，采用精確的假人模型將有助于研究人員了解人體的真實反應(yīng)行為。
解決方案
假人模型的研發(fā)
Tom Payne 是 STI 的一名博士研究員，專注于研發(fā)用于改進運動類 PPE 評估效果的新型合成虛擬假人模型。 為研發(fā)出精密的假人模型，從而能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測人體的反應(yīng)行為，有必要對這些復(fù)雜的人體結(jié)構(gòu)進行建模。在 對這些結(jié)構(gòu)進行建模時，大多數(shù)普通有限元 (FE) 前處理器或網(wǎng)格劃分工具所具備的網(wǎng)格劃分功能遠遠不能滿足需求，于是，HyperMesh 應(yīng)運而生。 能否對復(fù)雜幾何進行離散求解是這類研究的關(guān)鍵挑戰(zhàn)所在。
展開 
利用HyperWorks實現(xiàn)對運動撞擊情景的精確仿真建模（轉(zhuǎn)）
開發(fā)用于研究運動類個人防護裝備(PPE)的增強型假人模型是該學(xué)院主要的研究活動之一。撞擊類假人模型可用于模擬真人，研究人員可通過對假人模型施加傷害性載荷（如用球撞擊大腿）來分析人體的反應(yīng)行為。
什么是個人防護裝備？
個人防護裝備(PPE)是運動員在體育活動過程中必不可少的安全防護設(shè)備。人體的結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，具有許多相互交織的組織結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的解剖幾何。
在研究運動撞擊情景時，采用精確的假人模型將有助于研究人員了解人體的真實反應(yīng)行為。
解決方案
假人模型的研發(fā)
Tom Payne 是STI的一名博士研究員，專注于研發(fā)用于改進運動類 PPE 評估效果的新型合成虛擬假人模型。
為研發(fā)出精密的假人模型，從而能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測人體的反應(yīng)行為，有必要對這些復(fù)雜的人體結(jié)構(gòu)進行建模。在對這些結(jié)構(gòu)進行建模時，大多數(shù)普通有限元(FE)前處理器或網(wǎng)格劃分工具所具備的網(wǎng)格劃分功能遠遠不能滿足需求，于是，HyperMesh 應(yīng)運而生。
能否對復(fù)雜幾何進行離散求解是這類研究的關(guān)鍵挑戰(zhàn)所在。網(wǎng)格的質(zhì)量是影響模型特性最重要的因素之一。鑒于精確獲得假人模型反應(yīng)（尤其在驗證合成假人模型時）的重要性，能否對復(fù)雜幾何進行網(wǎng)格劃分是研究過程中不可或缺的一步。
有限元模型是必不可少的診斷工具，它不僅可以報告假人模型的預(yù)期行為，同時還能夠報告更復(fù)雜的合成假人模型的開發(fā)進展，從而無需再進行既昂貴又耗時的原型制作。通過有限元建模，許多無法在合成模型中詳細測量的載荷現(xiàn)象都可實現(xiàn)精確測量，從而無需人為創(chuàng)建應(yīng)力集中點，因此可避免降低仿真度。
高效生成高質(zhì)量模型
通過學(xué)習(xí)在線教程和求助曾參加 Altair 培訓(xùn)課程的同事，Tom 用 HyperMesh 清理了掃描幾何，并生成一個高質(zhì)量網(wǎng)格。
展開 在流體流動建模中使用湍流運動粘度計算渦流作用
湍流中的動量和能量傳遞
在湍流中，渦流運動以各種尺寸存在。流體流動中的大部分機械能用于形成渦流，渦流以流體中的熱量形式耗散能量。由于這種散熱，湍流的拖曳力高于層流的拖曳力。
相對于其他渦流運動的不穩(wěn)定渦流運動是湍流的特征。渦流會產(chǎn)生流體壓力和流體速度的波動。相互作用的渦流交換能量和動量。
存在于管道中心的高速渦流與壁邊界附近的低速渦流相互作用。渦流的混合平衡了動量差異。渦流作用類似于通過分子相互作用消除動量差異的粘度。為了表示渦流作用，使用術(shù)語湍流運動粘度或渦流粘度。
湍流運動粘度
湍流運動粘度是一種模型粘度，它解釋了渦流在平滑動量梯度方面的作用。湍流運動粘度是模擬湍流性質(zhì)的流體流動中能量耗散和傳輸?shù)牧俊?湍流運動粘度正比于：
流體的密度
渦流速度標(biāo)尺
渦長尺度
湍流運動粘度沒有物理存在，被認為是湍流中的流動特性（不是流體特性）。
流體的有效粘度
流體的有效運動粘度可以表示為無湍流作用的運動粘度與湍流運動粘度之和。由于流體流動的特性在很大程度上取決于流體粘度，因此在模擬流體流動時了解這些特性非常重要。湍流效應(yīng)對粘度的影響不容忽視，模型中也需要考慮湍流參數(shù)。
Cadence 的工具套件可以幫助您通過準(zhǔn)確考慮湍流效應(yīng)來模擬湍流應(yīng)用。Cadence CFD 工具可用于了解流體系統(tǒng)設(shè)計中的運動動力學(xué)。
文章來源：cadence博客
展開 基于UG NX的錘片式粉碎機的三維建模及運動仿真教程
為了便于設(shè)計和仿真，利用UG NX的三維建模功能，建立粉碎機的三維模型。同時，用UG NX的模型分析和運動仿真模塊，對粉碎機進行分析，提高了設(shè)計的可靠性，并對錘片進行了有限元分析，找出了錘片的危險截面。
粉碎工序是飼料廠最重要的工序之一，其主要功能在于：根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的特性要求、動物生長的需要，對飼料原料進行粒度的再分布，以達到理想的綜合效應(yīng)[1]。錘片式粉碎機具有結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強、造價低、通用性好等優(yōu)點, 因而被廣泛應(yīng)用于飼料加工行業(yè)。錘片式粉碎機的性能與其結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)有著密切的關(guān)系，所以在設(shè)計上要求嚴格。粉碎機主要由機蓋、機座、電機、轉(zhuǎn)子、篩片等組成[2]。傳統(tǒng)的方法是利用工程圖紙或CAD制圖來設(shè)計零件，抽象性強，不直觀，修改不方便。UG NX以其強大的三維建模功能克服了這些困難，給錘片式粉碎機設(shè)計帶來了方便。本研究將建立粉碎機模型，并對其做模型分析和運動仿真。
1 UG NX簡介
UG NX是集CAD/CAE/CAM一體化的三維參數(shù)化軟件，是當(dāng)今世界上最先進的計算機輔助設(shè)計、分析和制造軟件之一，廣泛用于航空、汽車、造船、通用機械、模具和家電領(lǐng)域。它具有強大的實體造型、曲面造型、虛擬裝配和產(chǎn)生工程圖等設(shè)計功能，而且可以進行有限元分析、機構(gòu)運動分析、動力學(xué)分析和仿真模擬，提高了產(chǎn)品設(shè)計的可靠性。該軟件具有以下特點[3]：①集成的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境；②產(chǎn)品設(shè)計相關(guān)性與并行協(xié)作；③基于知識的工程管理；④設(shè)計的客戶化；⑤采用復(fù)雜的復(fù)合建模技術(shù)，可將各種建模技術(shù)融為一體；⑥用基于特征的參數(shù)驅(qū)動建模和編輯方法作為實體造型基礎(chǔ)；⑦便捷的復(fù)雜曲面設(shè)計能力；⑧強大的工程圖功能，增強了繪制工程圖的實用性；⑨提供了豐富的二次開發(fā)工具。
展開 STAR-CCM+入水仿真/運動建模案例：落入水中的救生艇
本模擬通過使用VOF模型，對同一連續(xù)體內(nèi)的兩種流體（空氣和水）的行為建模。 由于存在處于不同相的兩種流體，所以激活歐拉多相模型，并使用重力模型將兩種流體受到的重力作用納入考慮之中。假定流體是層流，因為本教程只著眼于模擬入水和撞擊力。 如果要模擬救生船長距離運動的真實案例，則需要使用湍流模型。
（3）創(chuàng)建耦合區(qū)域；同時選擇Regions> Background和Overset節(jié)點，右鍵單擊選擇CreateInterface > Overset Mesh；一個新的交界面節(jié)點隨即出現(xiàn)在模擬樹中，其下有一個名稱為重疊網(wǎng)格1 的子節(jié)點。這一體積類型的交界面通過使用在一個網(wǎng)格上自動生成的接受者網(wǎng)絡(luò)單元組和在另一個網(wǎng)格上生成的供應(yīng)者網(wǎng)格單元組，提供域上求解的耦合。供應(yīng)者網(wǎng)格單元上的變量值通過插值來表示接受者網(wǎng)格單元上的變量值。
（4）創(chuàng)建歐拉相；右鍵單擊Continua > Physics1 > Models > Eulerian Multiphase > Eulerian Phases，創(chuàng)建water和air兩個相。
（5）設(shè)置DFBI 運動和 6 自由度體；右鍵單擊Motions節(jié)點。選擇新建DFBI Rotation andTranslation。一個名稱為DFBIRotation and Translation的新節(jié)點被添加到motion節(jié)點。在Regions> Overset > Physics Values > Motion Specification 節(jié)點，將運動類型設(shè)置為DFBI；右鍵單擊DFBI> 6-DOF Bodies 節(jié)點，選擇New Body > 3D > Continuum Body，在創(chuàng)建的body節(jié)點，設(shè)置BodyMass為10000.0 kg。
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