锂电池已经成为新能源产业的重要支柱、中国制造的新名片。然而，在安全性、能量密度等大众高度关切的领域，锂电池仍面临诸多亟待解决的挑战。金属锂负极具有极低的电极电势和极高的理论比容量，是下一代高能量密度电池的有力候选方案；但是，金属锂负极上的枝晶生长容易引发短路等安全隐患。寻找抑制枝晶生长的方法，使新一代金属锂负极兼顾高能量密度和高安全性因而具有重要意义。 在合适的外压力作用下，负极侧金属锂的沉积、脱出可能更加均匀，枝晶生长有望因此得到抑制。然而，外压力与锂沉积脱出形貌间的定量关系尚不清晰，目前难以通过调节外压力抑制锂枝晶生长。仅凭实验研究上述定量关系存在多重困难。 本项目通过构筑基于相场理论的介尺度模型，对金属锂负极的锂沉积脱出过程进行了仿真模拟，初步阐明了外压力与锂沉脱形貌间的定量关系，提出了通过外压力调节抑制锂枝晶生长的理性调控策略，并经实验验证有效。该仿真模型是项目团队致力长期研发的电池数字孪生系统的重要组成部分，完备的电池数字孪生系统将对电池健康监测、下一代电池设计提供解决方案。

对汽车梯形转向机构优化设计进行了全面的研究。用前后车轮轴之间的距离 L、前 轮两轮之间的距离 W 和汽车转弯最小弯圆弧半径 Rmin，确定汽车梯形转向机构的连杆的输入角的范围。建立了包含最小传动角的条件的汽车梯形转向机构优化设计数学模优化，而后我们将对转向优化机构进行仿真。

eHTR主要用于气冷堆设计研究中的事故安全分析。气冷堆核电厂操作员培训，高校与研究所科研等方面。由于HTR系统存在核电系统复杂、相关设备具有放射性的特点，我们采用“三维互动、数学建模、虚拟现实”等先进手段，让使用者可以体验高温气冷堆核电站的正常运行和各种事故工况。

螺栓是钢结构螺栓连接中的重要部件。螺栓连接有限元仿真的准确性，较大程度地依赖于螺栓抗拉性能有限元仿真的准确性。螺栓仿真时，常采用各向同性型弹塑性本构模型确定螺栓材料的力学响应。该材料力学响应仿真时的一个关键参数是，数值离散形式的材料单轴单调拉伸全应力σs-全应变εs曲线（σs-εs曲线）。目前 σs-εs曲线的确定方法主要是，不同形式的材性（物理）试验。这些试验方法，不同程度地（兼）具有“实现条件困难、操作步骤繁琐、测定结果准确性/完整性/稳定性差”的特征。因此，有必要依据“实现条件容易、操作步骤简单、测定结果准确/完整/稳定”的螺栓单轴单调拉伸试验给出的荷载Ft-位移Δt曲线（Ft-Δt曲线），基于宏观力学平衡原理，反演推定出仿真准确型的σs-εs曲线。

采用分子动力学模拟的方法构建飞秒激光制备金属纳米颗粒过程的虚拟仿真系统，使用虚拟仿真的方式探究激光参数对纳米颗粒形成的影响，为实际飞秒激光制备金属纳米颗粒的加工参数优化提供可靠理论支撑。

本团队拟建立非圆行星齿轮马达内部流场的几何模型和有限元模型，对非圆行星齿轮马达的内部流场进行仿真分析，探究不同入口压力下非圆行星齿轮马达的流量及容积效率随压力的变化规律，探究不同油膜厚度下非圆行星齿轮马达流量及容积效率随压力的变化规律，并通过开展样机测试试验，验证仿真模型的准确性。