仿真實驗設備的案例
汽輪發動機復雜機電設備熱態測控虛擬仿真綜合實驗
汽輪發動機復雜機電設備熱態測控虛擬仿真綜合實驗
01項目背景
“汽輪機系統測控虛擬仿真實驗”由西安電子科技大學測控技術與儀器專業建設，以“測量與儀器省級虛擬仿真實驗教學中心”、“電子裝備省級虛擬仿真實驗教學中心”為依托，支持和豐富《傳感器原理及應用》、《自動測試技術》課程等實踐教學發展，并成功獲得了第二批國家級虛擬仿真一流本科課程認定。
汽輪機是一種旋轉式蒸汽動力裝置，是現代火力發電廠的主要設備，也是艦船、冶金工業、化學工業等行業的重要動力裝置，其主要參數測試是傳感器在機電設備測試中的典型應用。常規工業汽輪機的大型尺寸和高溫高壓工作環境限制了傳統實體實驗的開展，制約了實驗教學中對學生利用大型機電裝備測試及實踐的能力培養。
本實驗項目在此背景下，將虛擬仿真的汽輪機與虛擬儀器技術相結合，打破專業限制，做到以虛補實，解決傳統實驗耗時耗財、實驗環境苛刻等問題。
展開 電力電子HIL仿真設備調研
一、調研背景
隨著電力電子技術在新能源、智能電網等領域的深入應用，高校與科研機構對相關教學科研設備的需求日益增長。HIL（硬件在環）仿真器作為電力電子實驗教學的核心工具，其
電力電子HIL仿真設備調研
一、調研背景
隨著電力電子技術在新能源、智能電網等領域的深入應用，高校與科研機構對相關教學科研設備的需求日益增長。HIL（硬件在環）仿真器作為電力電子實驗教學的核心工具，其性能、適配性及性價比成為關注重點。本次調研聚焦市場主流設備，重點研究森木磊石最新推出的 單價2.48萬的EGBox Nano 入門級 HIL 仿真器，探究其在電力電子教學科研場景中的應用價值。
二、電力電子教學科研設備市場現狀
目前，電力電子教學科研設備市場品牌多樣，既有國外的 Opal-RT、dSPACE、Typhoon 等老牌廠商，也有國內森木磊石等企業。國外產品技術成熟，但價格高昂、售后響應慢；部分國內產品在功能適配性上存在不足。高校與科研機構亟需一款兼具性能、教學適配性與高性價比的設備，以滿足實驗教學、科研創新的需求。
三、EGBox Nano 產品分析
（一）核心優勢突出性價比
1、極致便攜，顛覆傳統
EGBox Nano 外觀尺寸僅為 84mm（長）×181mm（寬）×51mm（高），小巧輕便，打破傳統實驗設備的笨重形態，便于課堂移動教學與學生自主實踐。
2、聚焦教學，全面實用
精準適配高校電力電子與電機控制課程實驗教學體系，涵蓋 單相橋式可控整流、三相橋式有源逆變、永磁同步電機控制 等 20 + 實驗內容，覆蓋電氣工程及其自動化、自動化、電子信息工程等專業需求。
3、價格親民，資源普及
售價僅 ￥2.48w，相比進口設備成本大幅降低，助力高校以更低投入實現實驗教學資源的普及，緩解教學設備經費壓力。
展開 無限逼近實驗室結果的仿真成果（瞬態仿真動畫逼近實驗拍攝）
之前的帖子https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1297244，
提出一個小問題，通過仿真計算，如何得到一個播放時長為3秒鐘，幀頻為24幀的動畫。
那么，關于三秒鐘高品質仿真成果輸出的設定（通用項屬性設定），如圖：
設定3秒仿真時間與生成的視頻播放時間3秒一致，確保虛擬模型的時間軸與現實世界時間軸一致；
設定時間步長數為72，表示完成仿真時間的過程中，需要逐步完成72個時間節點上的各個仿真結果。
設定結果保存頻率為1，表示上述72個時間步里，每間隔1要保存一次結果，故，保存結果數量為72個，
將上述72個仿真結果，按時間順序，以每秒種播放24個結果的頻率生成動畫，就可得到相對質量較高的并且與現實世界時間一致的視頻。仿佛是在實驗室內進行實驗時拍攝到的同步視頻一樣。
同理，再舉一個例子，仿真時間保持不變，時間步長改為1152，結果保存頻率改為16，那么，軟件將完成1152次結果運算，比之前運算仿真結果更準確一點，畢竟72個步長，顯得步子邁得大了一些，影響最終結果的準確性。在這1152次結果內，每間隔16個結果保存到硬盤一次，那么仿真結束時，可得到1152/16=72個結果，亦可得到一個播放時長為3秒種，幀頻為24的視頻。如果保存頻率調整到8呢，會得到1152/8=144個步長結果。動畫幀頻仍為24的話，那么最終的動畫相當于慢放0.5倍的視頻，如此，慢放0.1倍的視頻或者0.01倍的視頻，也是可以生成的了。
當然，也可以根據以上算法，生成幀頻為26幀的、30幀的或者其他幀頻的視頻，也可以生成其他播放時間長度的視頻，比如5秒種，60秒鐘等等。
如下兩圖，動畫幀頻分別是12幀和24幀。
展開 熱烈祝賀我院土建類虛擬仿真實驗教學中心獲批國家級虛擬仿真實驗教學中心？
根據《教育部辦公廳關于批準北京大學考古虛擬仿真實驗教學中心等100個國家級虛擬仿真實驗教學中心的通知》（教高廳函 [2016] 6號）文件（詳見附件），我院土建類虛擬仿真實驗教學中心獲批國家級虛擬仿真實驗教學中心，特此表示祝賀。
國家級虛擬仿真實驗教學中心是高等教育信息化建設和實驗教學示范中心建設的重要內容，是學科專業與信息技術深度融合的產物，更是實驗教學的發展方向，重點是建設信息化實驗教學資源。依托虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫和網絡通訊等技術，構建高度仿真的虛擬實驗環境和實驗對象，實現真實實驗不具備或難以完成的教學功能，學生在虛擬環境中開展實驗，達到所要求的認知與實踐教學效果。
建工學院將以此為契機，進一步推進土建類實驗教學改革與創新，促進創新人才成長，提高人才培養質量，更好地服務于國家科教興國戰略和人才強國戰略。
附件：教育部辦公廳關于批準北京大學考古虛擬仿真實驗教學中心等100個國家級虛擬仿真實驗教學中心的通知中國市。http://www.66655q.com/
展開 
鐵路車載設備國標實驗的隨機振動
鐵路車載設備國標實驗的隨機振動
國標GBT21563-2008《軌道交通 機車車輛設備沖擊和振動試驗》對列車車載設備在振動、沖擊方面的設計要求提出了明確的標準，要求設備在裝車運行前需要進行隨機振動試驗和動態沖擊實驗，在與常規臺架實驗的對比過程中，計算機仿真方法又體現出了經濟、快捷、數據全面的優勢。
隨機振動載荷是能量在頻率范圍內進行概率統計的結果，國標中以加速度譜密度的形式給出了不同級別設備的振動載荷——功率譜密度：
除了鐵路車載設備，隨機振動分析還可以應用于汽車、飛機、航天器等有明顯振動問題的領域。采用ABAQUS軟件對車載設備進行隨機振動分析，首先需要提取結構在關注頻率范圍內的模態，然后再進行隨機振動分析，如下圖所示：
將對應的載荷曲線以Acceleration 類型的Amplitude輸入到設備的基礎位置：
即可得到結構在激勵載荷作用下的應力、變形位移、加速度場等各種結果，值得注意的是，輸入的加速度功率譜密度是平方值，因此定義場輸出時需要提取各場變量的均方根值：
文章轉載自微信公眾號：SmartFEA
展開 磁學國家重點實驗室的計算利器---高速計算設備硬件配置推薦
磁學國家重點實驗室主要研究磁性材料、磁性器件和磁性現象的基礎和應用。以下是一些可能的研究項目和相關軟件工具的示例：
磁性材料研究：
研究新型磁性材料的合成、結構和磁性質。
使用軟件工具如VASP、Quantum ESPRESSO、CASTEP等進行磁性材料的第一性原理計算和模擬。
磁性器件設計和優化：
設計和優化磁性器件，如磁傳感器、磁存儲器等。
使用軟件工具如ANSYS Maxwell、COMSOL Multiphysics等進行磁場仿真和優化。
磁性現象研究：
研究磁性現象，如磁疇結構、磁相變、磁動力學等。
使用軟件工具如OOMMF、Magpar、MuMax3等進行磁性現象的模擬和仿真。
磁性材料應用：
研究磁性材料在磁存儲、磁傳感、磁醫學等領域的應用。
使用軟件工具如Mathematica、MATLAB等進行數據分析和建模。
OOMMF計算特點
OOMMF（Object Oriented Micromagnetic Framework）是用于磁性材料建模和仿真的軟件工具，其主要算法是基于有限元方法（Finite Element Method）和宏觀磁學模型。以下是關于OOMMF的一些常見信息：
計算方式：OOMMF通常是基于CPU進行計算的，支持單核計算或多核計算。它可以利用多核處理器提高仿真的速度和效率。
顯卡圖形要求：OOMMF并不涉及對顯卡圖形的特殊要求，因為它主要使用CPU進行計算。
內存容量要求：具體的內存容量要求取決于模型的復雜度和計算規模。對于大型模型和復雜的仿真，較大的內存容量可能有助于提高仿真的效率和穩定性。
硬盤IO要求：OOMMF在計算過程中會產生大量的數據文件，因此具有較快的硬盤I/O速度可以提高仿真的效率。
展開 東方電氣研制成功國際熱核聚變實驗堆關鍵設備
包層屏蔽模塊首件產品
2017年12月20日，由東方電氣(廣州)重型機器有限公司(簡稱“東方重機”)承制的國際熱核聚變實驗堆(英文簡稱：ITER)項目包層屏蔽模塊首件產品水壓試驗一次成功，這是東方重機在核聚變關鍵設備研制的重要里程碑，標志著東方電氣站在了這一領域的世界前列。
關于ITER
“國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃”是目前全球規模最大、影響最深遠的國際科研合作項目之一，它的建造大約需要10年，耗資50億美元(1998年值)。ITER裝置是一個能產生大規模核聚變反應的超導托克馬克。2003年1月，國務院批準我國參加ITER計劃談判，經過三年談判，2006年5月24日，經國務院批準，中國ITER談判聯合小組代表我國政府與歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國共同草簽了ITER計劃協定，這七方包括了全世界主要的核國家和主要的亞洲國家，覆蓋的人口接近全球一半。我國參加ITER計劃是基于能源長遠的基本需求。
中國目前承擔了磁體支撐系統、包層屏蔽模塊、氣體注入系統和輝光放電清洗系統等采購包12個大類的產品研制任務。東方重機承制的包層屏蔽模塊在ITER系統各類具體產品中，屬于核心的中子屏蔽和熱交換器部分。
今年是我國加入ITER計劃十周年，東方電氣成功進入核能利用新領域，用中國智造吸引業界關注，助力中國成為世界核聚變技術行列的領跑者。
展開 汽車NVH及安全控制國家重點實驗室的計算利器---高速計算設備硬件配置推薦
汽車NVH（噪聲、振動和剛度）及安全控制國家重點實驗室主要研究與汽車噪聲、振動、剛度以及安全相關的技術和控制方法。具體研究項目可能涉及以下內容：
1) 噪聲控制：研究汽車噪聲的產生機理、傳播路徑和控制方法，包括發動機噪聲、風噪聲、路噪聲等。
2) 振動控制：研究汽車振動的產生機理、傳播路徑和控制方法，包括車身振動、懸掛系統振動、發動機振動等。
3) 剛度控制：研究汽車剛度對噪聲、振動和安全性能的影響，包括車身剛度、懸掛系統剛度、轉向系統剛度等。
4) 安全控制：研究汽車安全性能和安全控制系統，包括碰撞安全性能評估、制動控制系統、穩定性控制系統等。
在研究過程中，汽車NVH及安全控制國家重點實驗室可能使用多種軟件工具，其中一些常見的軟件包括：
1) LMS Virtual.Lab：用于噪聲、振動和剛度分析的有限元分析軟件。
2) MATLAB/Simulink：用于系統建模、信號處理和控制算法設計的工具。
3) Adams/Car：用于車輛動力學和懸掛系統分析的多體動力學仿真軟件。
4) ANSYS：用于結構和聲學分析的有限元分析軟件。
5) AVL EXCITE：用于發動機和車輛振動分析的仿真軟件。
具體使用的軟件工具取決于研究項目的具體需求和實驗室的偏好，可以根據具體的研究內容來選擇合適的軟件工具。
LMS Virtual.Lab計算特點
LMS Virtual.Lab是一種噪聲、振動和剛度分析的有限元分析軟件，它提供了多種算法和工具用于進行車輛和機械系統的仿真和分析。
展開 生物制藥中Thermo Scientific 實驗室設備和耗材整體解決方案
生物制藥中Thermo_Scientific_實驗室設備和耗材整體解決方案.pdf
橋梁工程結構動力學國家重點實驗室的計算利器---高速計算設備硬件配置推薦
橋梁工程結構動力學國家重點實驗室的研究主要集中在橋梁結構的動力學行為和振動特性方面。其研究項目涉及以下方面：
1) 橋梁結構動力學分析：該實驗室致力于研究橋梁結構的動力響應和振動特性，包括橋梁的自然頻率、振型、振幅、位移響應、加速度響應等。通過動力學分析，可以評估橋梁的結構健康性和安全性，預測橋梁的振動響應，以及優化橋梁的設計和施工。
2) 橋梁振動控制與減震：實驗室關注橋梁振動控制技術，研究如何減少橋梁結構的振動幅度和對周圍環境的影響。其中包括使用主動振動控制、被動控制、減震器等方法來降低橋梁的振動響應，提高橋梁的抗震能力。
3) 橋梁結構動力監測與健康評估：實驗室開展橋梁結構的動態監測和健康評估研究，通過使用傳感器和監測設備，收集橋梁的實時振動數據和結構響應，對橋梁的結構狀況進行評估和監測。這些研究有助于提前發現橋梁結構的問題并采取相應的維修和保養措施。
在橋梁工程結構動力學研究中，常用的軟件工具包括但不限于：
SAP2000：用于橋梁結構的有限元分析和動力學模擬。
ANSYS：用于橋梁結構的有限元分析和動力學模擬。
ABAQUS：用于橋梁結構的有限元分析和動力學模擬。
MIDAS Civil：用于橋梁結構的有限元分析和動力學模擬。
LARSA 4D：用于橋梁結構的有限元分析和動力學模擬。
這些軟件工具提供了豐富的功能和算法，用于模擬橋梁結構的動態響應和振動特性，并支持不同類型的加載條件和邊界條件。具體的軟件選擇和使用取決于研究項目的要求和研究人員的偏好。
SAP2000計算特點
SAP2000是一款廣泛用于結構分析和設計的專業軟件，其主要算法包括有限元分析、剛度矩陣求解、動力響應計算等。
展開 高速鐵路軌道技術國家重點實驗室的計算利器---高速計算設備硬件配置探討
高速鐵路軌道技術國家重點實驗室主要研究高速鐵路軌道系統的設計、建造、運營和維護等方面的技術問題。具體的研究項目可能涉及以下內容：
1) 高速鐵路軌道設計與優化：研究高速鐵路軌道線路的設計原理、幾何形狀、縱、橫斷面配置等方面的優化方法，以提高鐵路的安全性、舒適性和運行效率。
2) 高速鐵路軌道材料與結構：研究不同材料在高速鐵路軌道中的應用，包括軌道道床、軌枕、軌道板等，以及軌道結構的穩定性、疲勞性能等方面的研究。
3) 高速鐵路軌道動力學與振動控制：研究高速列車在軌道上的運行動力學特性，包括車輛與軌道之間的相互作用、車輛振動控制等方面的研究，以提高列車的運行穩定性和舒適性。
4) 高速鐵路軌道檢測與維護：研究高速鐵路軌道的檢測與維護技術，包括軌道檢測設備、監測系統、軌道維護方法等，以保障軌道的安全性和可靠性。
5) 高速鐵路軌道仿真與模擬：利用計算機仿真和模擬技術，研究高速鐵路軌道系統的運行特性、列車運行安全性等方面，為設計和優化提供可靠的數據支持。
在研究過程中，高速鐵路軌道技術國家重點實驗室可能使用多種軟件工具，其中常見的軟件包括但不限于：
TrackMaster：用于高速鐵路軌道線路設計和優化的專業軟件。
LUSAS：用于結構動力學分析和軌道振動控制的軟件。
RailSys：用于高速鐵路系統仿真和列車運行分析的軟件。
PANDA：用于高速鐵路軌道檢測與維護的軟件。
SIMPACK：用于多體動力學仿真和列車-軌道相互作用分析的軟件。
TrackMaster計算特點
TrackMaster是一種專門用于高速鐵路軌道線路設計和優化的軟件工具，其具體算法和計算特點可能需要參考軟件開發商的具體說明和文檔。
展開 
金屬擠壓與鍛造裝備技術國家重點實驗室的計算利器---高速計算設備硬件配置推薦
金屬擠壓與鍛造裝備技術國家重點實驗室主要研究金屬擠壓和鍛造領域的相關技術和裝備。其研究重點包括但不限于以下方面：
1) 金屬擠壓技術：研究金屬材料在高溫和高壓條件下的擠壓工藝，包括擠壓模具設計、擠壓參數優化、金屬流動行為研究等。
2) 金屬鍛造技術：研究金屬材料在高溫和高應變速率條件下的鍛造工藝，包括鍛造設備設計、鍛造工藝參數控制、金屬變形行為研究等。
3) 材料力學行為：研究金屬材料的塑性變形、強度、疲勞和斷裂等力學行為，為擠壓和鍛造工藝提供理論支持。
4) 新材料與新工藝：研究新型金屬材料的擠壓和鍛造工藝，開發高性能、高強度的金屬材料。
5) 設備與工藝優化：研究金屬擠壓和鍛造裝備的設計、制造和優化，提高生產效率和質量。
在研究過程中，金屬擠壓與鍛造裝備技術國家重點實驗室可能使用多種軟件工具來支持其研究項目。一些常見的軟件工具包括：
1) DEFORM：用于金屬擠壓和鍛造過程的有限元模擬和分析。
2) FORGE：用于金屬鍛造工藝的數值模擬和優化。
3) MSC.Marc：用于金屬材料力學行為的有限元分析和仿真。
4) ANSYS：通用有限元分析軟件，可用于金屬材料的力學行為和工藝模擬。
5) Pro/ENGINEER或SolidWorks：用于設計和建模金屬擠壓和鍛造設備。
具體使用哪些軟件工具取決于實驗室的具體研究方向和需求，可能會根據項目的具體要求選擇適合的軟件工具。
FORGE計算特點
FORGE是一種專門用于金屬鍛造工藝的軟件，它基于有限元方法和數值模擬技術。以下是關于FORGE的一些基本信息和特點：
1) 計算方式：FORGE采用顯式動力學求解算法，適用于金屬鍛造過程中的非穩態問題。
展開 AMESim調速回路仿真：調速閥節流調速回路的仿真及實驗
調速閥節流調速回路的AMESim 仿真及實驗
基于AMESim 建立了調速閥進油路節流調速回路仿真模型，分析了回路速度－負載特性，得出了速度－負載曲線; 建立了調速閥元件仿真模型，推導出了考慮泄漏的液壓缸速度－負載特性表達式，分析研究了液壓缸泄漏對系統穩定性的影響;
調速閥工作原理
調速閥式調速回路如圖1 所示，調速閥由差動減壓閥和節流閥兩部分組成。當液壓缸的負載力Fx發生變化時，如果調速閥前后的工作壓差( P1－P3) 處于它最小壓差范圍( 一般為0．5 ～ 1 MPa) 內，減壓閥無法感知壓差的變化，此時減壓彈簧不起作用，節流閥前后壓差( P2－P3) 的變化導致回路中流量發生改變，從而使執行元件的速度發生相應波動; 如果調速閥前后的工作壓差超過它的最小壓差，它會不斷調節自身彈簧的伸長量使流入節流閥的壓力P2 發生變化，保證節流閥前后的壓差始終相等，以達到使執行元件的速度維持恒定的目的。
調速閥式調速回路
AMEsim 仿真分析
根據調速閥節流調速回路工作原理，利用AMESim軟件搭建的不考慮及考慮液壓缸泄漏的仿真模型如下圖所示。
不考慮泄漏的AMESim 回路仿真模型
考慮泄漏的AMESim 回路仿真模型
參數設置
各子模型的參數設計如下表。其他參數保持默認。
展開 設計仿真 | 海克斯康與河南科技大學共建高端軸承聯合仿真實驗室
海克斯康工業軟件與河南科技大學軸承專業就軸承仿真簽下合作協議，雙方共同落地建設高端軸承聯合仿真實驗室。
河南科技大學軸承專業1974年開辦，被譽為“中國軸承行業的高層次人才培養基地”和“中國軸承行業的黃埔軍校”，在全國范圍內擁有超過80%的中高級軸承骨干人才，被公認為亞洲軸承專業的第一院校。
海克斯康與河南科技大學軸承專業的合作將促進雙方資源共享和優勢互補，形成產學研用緊密結合的創新體系。聯合實驗室將為學生提供更多實踐機會，讓學生在實踐中掌握先進的仿真技術和設計理念，培養更多具備創新能力和實踐經驗的高端技術人才。
在第十二屆軸承論壇期間，海克斯康進行了軸承設計仿真主題演講與方案展示。
展開 多旋翼無人機的振動實驗和仿真分析
實驗表明，多旋翼無人機臂的主要振動為300 Hz以下的低頻振動，主要產生扭轉和彎曲模態。該研究還提出了一種抑制多旋翼無人機振動的改進策略。
關鍵詞：多旋翼無人機;結構振動;低頻;扭轉模態;彎曲模態;
現在無人機系統正朝著提高無人機自主能力方向發展，主要集中在提高其智能化水平上，如環境感知[1]、規劃[2,3]和控制[4]等，但是對于無人機結構本身關注的不太多。作為下一代新型交通工具的候選者，多旋翼無人機的安全性和乘坐舒適性無疑是至關重要的，因此，對無人機振動帶來結構性損壞以及噪聲影響也應該得到更加廣泛關注。
文獻[5]對微型四旋翼飛行器氣動和振動特性進行了分析，探討了螺旋槳對振動的影響。文獻[6]提出了一種自動風險評估的通用方法，為復雜環境下空中作戰風險評估提供了一個模塊化的、數據驅動的框架。還有很多學者通過研究無人機局部振動信息來提升穩定性，如文獻[7]通過對小型多旋翼無人機結構振動分析得到敏感的電子設備安裝位置，文獻[8]設計了一款抗振模塊來保護敏感電子設備。文獻[9]研究電機振動與無人機穩定性的關系，防止在飛行過程中無人機電機振動過大而對無人機造成更大的損害。也有很多文獻研究無人機整體振動的影響，如文獻[10]利用風洞對多旋翼無人機進行實驗，確定力和力矩以及電功率與風速、旋翼速度和飛行器姿態的函數關系。
本文基于已有的數據，通過仿真和實驗獲取小型多旋翼無人機振動模態基礎上，使用相同的方法，利用計算機輔助設計工具設計載人無人機，通過仿真和實驗數據，獲取載人無人機主要位置的振動模態數據，該數據也有對后續對無人機減振改進提供實驗數據。
1 無人機振動傳播途徑
振動是能量在傳遞過程中分配不均的一種表現。無人機振動的傳播途徑可以分為兩類：結構傳播和空氣傳播。結構傳播指的是振動源通過無人機的結構傳遞到其他部位。
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