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人体心脑血管CFD及血流动力学仿真进阶22讲
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花轮同学(Caffarelli)
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cfd与AI
怎么结合仿真与AI训练
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必看!科研工作中常见ABAQUS材料本构全面解析-附直播入口
导读:无论是力学、材料、机械、航天专业,只要课题中涉及及固体力学有限元仿真,材料本构都是至关重要的一环。材料本构建立起应力应变关系,只有根据对象材料的力学行为选择合适的材料本构和参数,才能获得相对准确的仿真结果。ABAQUS作为广泛使用的大型商业有限元软件,内置了大量的材料本构模型,涵盖线性弹性、非线性弹性、粘弹性、金属塑性、可压缩塑性等等模型。同时,ABAQUS也提供了丰富的子程序接口,如creep、uhyper等子程序,支持用户快速实现蠕变、超弹等本构。对于更复杂的本构,ABAQUS还提供了UMAT和VUMAT子程序接口,方便进阶用户实现特定的本构。2月16日20时,仿真秀主办的2025科研创新主题月第一期讲座将邀请仿真秀优秀讲师九千CAE做《全解科研中常见的ABAQUS材料本构》线上讲座,帮助用户学习科研论工程中常见的材料本构,梳理ABAQUS材料本构整体框架、详解ABAQUS弹性本构和ABAQUS弹塑性本构。一、材料本构科研价值及应用场景在我们的科研工作中,材料力学行为极为复杂,会随载荷类型、环境因素变化而呈现不同特性。材料本构能精准描述材料在各类工况下的响应,从初始弹性阶段,到进入塑性变形,直至最终失效破坏的全历程。借助构建契合的本构模型,科研人员能够深入洞察材料内部微观机制,例如位错运动、晶界滑移等,进而为材料性能优化夯实理论根基。以形状记忆合金研究为例,通过材料本构可考虑其马氏体相变诱发塑性、超弹性等复杂力学行为,预测合金在不同温度、应力条件下的形状恢复能力与循环稳定性。近年来,伴随科研的迅猛发展,对新型材料的需求与日俱增。材料本构在新材料研发中扮演关键角色,借助数值模拟手段,可快速评估新材料性能,显著减少实验次数,降低研发成本与时间成本。科研人员能在虚拟环境中灵活调整新材料的化学成分、微观结构,利用本构模型预测性能变化,筛选出理想的材料设计方案。在研发新型高温超导材料时,通过本构模型模拟不同元素掺杂、晶体结构对超导转变温度、临界电流密度等性能的影响,助力开发高性能超导材料。在当下科研,诸多问题涉及多物理场相互作用,如热-电-力、流-固-热等复杂耦合现象。材料本构可有效融入多物理场分析,充分考量材料在不同物理场协同作用下的性能演变。例如,在电池热管理系统研究中,需综合考虑材料的热膨胀、电导率、力学性能随温度的变化,材料本构能够精准模拟这些复杂物理现象,为电池热管理系统设计提供关键技术支撑。推荐关注《掌握LS-DYNA二次开发—开启材料本构研究的高级仿真进阶之路》目前,材料本构在科研中的广泛应用有很多,主要包括:(1)航空航天前沿探索航空航天领域对材料性能要求近乎苛刻,需在极端高温、高压、强辐射等环境下保持优异力学性能。材料本构可用于模拟航空发动机热端部件在高温燃气冲刷、机械载荷作用下的蠕变、疲劳行为,预测部件使用寿命,为部件设计优化提供依据。在航天器结构设计中,通过分析材料在太空极端环境下的性能变化,如原子氧侵蚀、空间碎片撞击等,确保航天器结构的可靠性与安全性,支撑深空探测、载人航天等前沿任务。(2)汽车产业创新升级汽车行业正朝着轻量化、智能化方向发展,材料本构在此进程中发挥重要作用。在汽车轻量化设计中,可模拟高强度钢、铝合金、碳纤维复合材料等新型轻质材料在碰撞、振动等工况下的变形与失效行为,优化车身结构设计,提升汽车被动安全性与燃油经济性。在汽车动力系统研发中,通过模拟发动机零部件在高温、高压、高速运转下的力学性能,提高发动机的可靠性与耐久性,推动汽车产业技术创新。(3)生物医学创新突破在生物力学与生物医学工程领域,材料本构用于模拟人体生物材料的力学行为,如骨骼、肌肉、血管等。通过建立骨骼本构模型,研究骨骼在不同运动模式下的应力分布与变形规律,为骨科疾病诊断、治疗方案制定提供理论依据。在医疗器械研发中,如人工关节、心脏支架、组织工程支架等,利用材料本构分析材料在生理环境下的力学性能与生物相容性,确保医疗器械的安全性与有效性,促进生物医学领域的创新发展。欢迎研发工程关注视频教程《Abaqus生物力学HGO各向异性超弹本构与UMAT/VUMAT开发》。二、ABAQUS弹性及塑性本构详解1、线性弹性本构(1)各向同性弹性:是最简单的线性弹性模型,材料在各个方向上的弹性性质相同,只需定义弹性模量和泊松比两个参数,即可描述材料的力学行为,适用于大多数金属材料在小变形情况下的分析。(2)各向异性弹性:用于描述材料在不同方向上具有不同弹性性质的情况,如复合材料等。需要定义更多的弹性常数,如对于正交各向异性材料,需要定义9个独立的弹性常数。下图是复材各向异性材料拉伸过程的应力结果,可以看到明显的各向异性效应。2、非线性弹性本构(1)超弹性:主要用于描述橡胶等大变形、可恢复的弹性材料。材料的应力-应变关系是非线性的,通常使用应变...
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dynamic_impact
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论文分享:常见混凝土本构的对比及其子程序实现
开播时间:2025-02-16 19:30:00
LS-DYNA作为一款多功能有限元仿真软件,广泛应用于汽车、航空航天等行业的碰撞、爆炸、金属成型等复杂动态过程模拟。其精确性很大程度上依赖于材料模型的准确性和适用性。二次开发材料模型能更好地满足特定需求,提高仿真的准确度和可靠性。随着新材料的发展,越来越多的仿真需要对材料模型进行二次开发。材料模型的二次开发是一项复杂的工作,需要深入理解材料学、力学、计算机编程等多方面的知识。2月16日19时30分,2025科研创新仿真主题月期间——仿真秀优秀讲师Dynamic_impact老师做论文仿真分享《常见混凝土本构的对比及其子程序实现》线上直播,欢迎工程师、理工科学子和老师报名,支持回放。一、主讲嘉宾李俊昊,Dynamic_impact,仿真秀优秀讲师,冲击动力学专业博士在有限元建模、Lsdyna模拟、材料本构开发领域有丰富的实战经验。目前成功在lsdyna中二次开发jc、jh2、hjc、孔-方、Tsai-Wu等本构模型,经验涵盖了弹塑性金属、陶瓷、混凝土、复合材料等多种材料。开发了可以将abaqus的umat和vumat直接用于lsdyna显式动力学仿真的相关接口。二、授课内容本次直播基于IJIE上一篇文献对混凝土的动态变形机制、应变率效应进行综述,介绍惯性效率及其考虑,重点介绍KCC,CSCM,HJC,RHT四种混凝土本构及其在子程序中实现的注意事项。文章通过爆炸和侵彻两种公况对混凝土本构进行了详细的对比。论文在附件可以提前下载。以下是论文中相关云图:三、适听人1、高年级研究生、教师和科研工作者2、材料开发工程师3、其他设计、仿真、制造、测试工程师和研究人员四、如何报名欢迎识别下列二维码,加入LS-DYNA仿真技术交流群,领取行业相关学习资料
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锂电池“打一针”就能“重生”?科研创新仿真技术应用主题月2月13日启动
图片来源:复旦大学官方导读:在当今时代,科研创新是推动社会进步的核心动力,它促使我们突破传统束缚,探索未知领域,将科学理论转化为实际应用,进而开辟生产力发展的新境界。新技术、新工艺、新材料不断涌现,不仅大幅提升生产效率与质量,更深刻改变着生产方式、生活方式乃至社会结构。一、锂电池“打一针”就能“重生”2月13日,国际顶级期刊《自然》刊登复旦大学科研团队的新发现。该团队开发出一种锂载体分子,可通过注射方式补充电池中的锂离子,实现对锂电池的“精准治疗”,让废旧电池“重生”。这个像“药物”一样的锂载体分子是怎么找出来的呢?复旦大学高分子科学系研究团队利用人工智能技术结合化学知识,将分子结构和性质数字化,通过引入有机化学、材料工程技术等方面大量的关联知识,构建数据库,在多次实验后获得了这种新的锂离子载体分子。据复旦大学高分子科学系研究团队成员高悦介绍:这种分子不仅修复商用电池的效果非常好,成本也非常低,它还可以帮助开发新的绿色电池。一个商用的磷酸铁锂电池在使用2000次后通常会容量衰减、报废,而有了这项技术,可使其在使用12000次后仍保持接近初始电池的“健康”状态。目前,这项技术已经通过多种电池的测试,并与国际顶尖电池公司展开合作,希望能尽快应用到实际生活中。我们为复旦大学高分子科学系研究团队在锂电池科研领域所取得的卓越成就感到由衷欣喜。这些成果的背后,是科研人员们长期不懈的努力与探索。而在这漫长且充满挑战的锂电池科研创新之路上,仿真技术无疑是极为关键的一环,堪称推动科研突破与创新的强劲动力。我们的科研人员借助电-热-力耦合模型,得以深入探究锂电池在充放电进程中,电池内部电势的分布规律、温度场的动态变化以及机械应力的产生机制。这一研究成果对于热管理系统的精确设计以及电池安全性能的显著提升,有着不可估量的价值,为保障锂电池在复杂工况下稳定、安全运行奠定了坚实基础。借助化学-电耦合仿真可以帮助科研人员深度剖析电池内部化学反应与电性能之间错综复杂的关联,为新型材料的研发提供了扎实的理论依据,助力研究团队不断探索性能更优的电极材料与电解质,推动锂电池能量密度、循环寿命等关键性能指标的提升。二、科研创新仿真应用技术交流月在全球科技创新飞速发展的当下,仿真技术作为推动各行业创新与发展的关键力量,正日益受到广泛关注。从“蛟龙”潜海到“嫦娥”揽月,从“北斗”组网到C919大型客机问世,众多“大国重器”的诞生都离不开仿真技术的有力支撑。随着我国在人工智能、5G通信、大数据、云计算等领域取得显著成就,研发投入强度不断攀升,为进一步促进仿真技术的交流与创新,由仿真秀主办的2025科研创新仿真交流月应运而生。2月13日-3月15日,仿真秀邀请众多仿真优质内容创作者推出2025科研创新仿真技术应用系列报告会、科研创新仿真好课白名单、仿真优秀讲师/行家一对一答疑辅导等系列活动,旨在帮助科研工作者攻克在仿真技术应用过程中遇到的难题,全面提升他们的实操能力与理论水平。活动一:2025科研创新仿真技术公开课2月13日-3月15日,在2025科研创新仿真技术应用系列报告会中,仿真秀邀请的资深创作者们将围绕实际科研项目中的仿真技术运用案例展开深度剖析。从复杂工程系统的建模与仿真,到多物理场耦合问题的求解策略,通过一个个生动且具有代表性的案例,让科研工作者直观地了解如何在自身研究领域中精准运用仿真技术,少走弯路。2025科研创新仿真(一):全解常见的ABAQUS材料本构-仿真秀直播2025科研创新仿真(二):刚性连接四柱体系统涡激振动特性及基于非线性能量阱减振研究-仿真秀直播2025科研创新仿真(三):高校硕博士如何储备设计仿真能力-仿真秀直播直播以实际安排为准,且持续更新中,请在仿真秀官网和APP码报名回看,咨询小助手可以进群并领取仿真秀最全学习资料包(资料包可永免费下载,长期更新),如果您也希望在平台做线上讲座、制作推广视频课程、技术合作、培训咨询等业务,请联系我们。活动二:发布科研好课白名单2月13日-3月15日,仿真秀联合众多仿真优质内容创作者推出“科研仿真好课白名单”,并赠送660元科研券(10/50/100/200/300元代金券)可叠加秒杀价格,每人仅领取一次)。优惠券活动以下是仿真好课白名单课程扫码查看更多科研仿真好课白名单则是精心筛选出一系列涵盖仿真基础理论、前沿技术以及行业应用的优质课程。这些课程不仅有深入浅出的理论讲解,还配备了大量实操演练环节,满足不同科研工作者的学习需求。无论是初涉仿真领域的新手,希望夯实基础;还是经验丰富的科研人员,想要掌握最新技术动态,都能在这份白名单中找到适合自己的课程,实现知识的快速积累与技能的稳步提升。三、仿真优秀讲师/行家一对一答疑辅导2月13日-3月15日,仿真秀官方邀请仿真优秀讲师/行家为科研创新提供一对一答疑(微...
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凯旋2024
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HFSS与CABLE3D的区别与联系
HFSS(ANSYS High-Frequency Structure Simulator)和CABLE3D是两款在电磁仿真领域应用广泛的工具,但它们的定位和应用场景有显著差异。以下从五个方面分析它们的区别与联系:
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### **1. 应用领域**
- **区别**
- **HFSS**:专注于高频电磁场仿真(微波、毫米波、天线、射频电路等),适用于复杂三维结构的全波分析,如天线辐射、微波器件、高速互连等。
- **CABLE3D**:主要用于电缆束(Cable Harness)和线缆系统的电磁兼容性(EMC/EMI)分析,解决多导体传输线、串扰、辐射干扰等问题,常见于汽车、航空航天中的线缆布局优化。
- **联系**
两者均涉及电磁场分析,且在复杂系统(如整车EMC分析)中可能协同使用:HFSS仿真局部高频部件,CABLE3D分析线缆网络的整体干扰。
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### **2. 仿真方法与算法**
- **区别**
- **HFSS**:基于有限元法(FEM)和积分方程法(IE),支持全波电磁仿真,直接求解麦克斯韦方程,精度高但计算量大。
- **CABLE3D**:采用传输线理论(TLM)或混合算法(结合部分等效电路与三维场仿真),适合长电缆的高效分析,牺牲部分精度以提升速度。
- **联系**
两者均需处理电磁耦合问题,CABLE3D可能在复杂场景中调用HFSS的部分场求解结果(如寄生参数提取)。
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### **3. 建模对象与复杂度**
- **区别**
- **HFSS**:支持任意三维几何建模,适合精细化结构(如天线阵列、滤波器腔体),需详细定义材料、边界条件和端口激励。
- **CABLE3D**:侧重电缆束的几何布局(如线缆走向、屏蔽层、连接器),支持快速参数化建模,更关注线缆间的寄生电容/电感。
- **联系**
两者均需三维建模能力,且可结合使用(例如用HFSS提取连接器S参数,再导入CABLE3D进行系统级线缆分析)。
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### **4. 精度与计算效率**
- **区别**
- **HFSS**:全波仿真精度极高,但计算资源消耗大,适合小规模高频问题。
- **CABLE3D**:通过简化模型(如忽略远场辐射细节)提升效率,适合大规模线缆系统的快速迭代。
- **联系**
在系统级设计中,两者可互补:HFSS验证关键部件性能,CABLE3D评估线缆布局对整体EMC的影响。
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### **5. 功能定位与用户群体**
- **区别**
- **HFSS**:面向高频硬件工程师、天线设计师,用于精确验证电磁性能。
- **CABLE3D**:面向EMC工程师、线缆设计师,用于系统级干扰预测与合规性测试(如ISO/CISPR标准)。
- **联系**
在复杂电子系统(如电动汽车、飞机航电)中,两类工具常被集成使用,实现从部件到系统的全链路仿真。
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### **总结**
- **核心区别**:HFSS是通用高频场仿真工具,CABLE3D是专用线缆EMC分析工具。
- **协同场景**:HFSS提供局部高精度模型,CABLE3D整合线缆系统,二者联合解决“部件-系统”级电磁问题。
- **选择建议**:高频独立部件选HFSS;多线缆布局、系统EMC问题优先CABLE3D,必要时联合仿真。
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电力装备设计之——辅助变流器内部流场仿真APP
电力装备是指用于发电、输电、变电、配电以及电能质量控制等环节的各类设备和装置,根据其功能和用途进行分类,可以分为发电设备、输变电设备、配电设备、电力自动化设备等。这些设备的设计和性能直接关系到电力系统的安全、可靠和效率、稳定运行。在电力装备设计中,CAE仿真技术被广泛应用于分析设备的强度、刚度、振动、热传递等问题,它通过模拟和分析电力装备在各种工况下的性能,极大地提升了设计效率和产品质量。与传统仿真软件相比,仿真APP是更加高效、便捷、易用的仿真工具。无论是设计工程师还是试验测试人员,都无需掌握专业的仿真知识,便能轻松上手使用:只需在浏览器中打开仿真APP计算页面,简单设置各项参数,即可一键在线计算,快速得到仿真结果,从而优化设计方案、提升测试效率,降低研发成本。对于较复杂的仿真结果,还可以在线咨询仿真APP开发者,获取专业的仿真结果分析指导。整理10款电力装备仿真APP,供大家体验:www.fangzhenxiu.com/post/11664659/。不符合要求,还可以个性化定制。下面介绍一款辅助变流器内部流场仿真APP:辅助变流器内部流场仿真分析APP封装了变流器腔室内部风阻挡板的不同旋转角度设置,以及内流体的物性、网格尺寸、入口流速等参数。可快速计算不同挡板角度时,入口流量及流动介质的变化对流经散热翅片、电抗器等元件的气体流动状态的变化,辅助变流器内部流场仿真分析APP可查看不同挡板角度的几何模型、速度、压力云图、速度矢量等所需结果。可对辅助变流器内部的流场进行预测分析,为后续变流器内部的通风散热设计提供坚实的基础。登陆Simapps网站,搜索APP关键词查找相关仿真APP,即可在线体验。
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电力装备设计之——饱和铁心型超导限流器限流瞬态仿真APP
电力装备是指用于发电、输电、变电、配电以及电能质量控制等环节的各类设备和装置,根据其功能和用途进行分类,可以分为发电设备、输变电设备、配电设备、电力自动化设备等。这些设备的设计和性能直接关系到电力系统的安全、可靠和效率、稳定运行。在电力装备设计中,CAE仿真技术被广泛应用于分析设备的强度、刚度、振动、热传递等问题,它通过模拟和分析电力装备在各种工况下的性能,极大地提升了设计效率和产品质量。与传统仿真软件相比,仿真APP是更加高效、便捷、易用的仿真工具。无论是设计工程师还是试验测试人员,都无需掌握专业的仿真知识,便能轻松上手使用:只需在浏览器中打开仿真APP计算页面,简单设置各项参数,即可一键在线计算,快速得到仿真结果,从而优化设计方案、提升测试效率,降低研发成本。对于较复杂的仿真结果,还可以在线咨询仿真APP开发者,获取专业的仿真结果分析指导。整理10款电力装备仿真APP,供大家体验:www.fangzhenxiu.com/post/11664659/。不符合要求,还可以个性化定制。下面介绍一款饱和铁心型超导限流器限流瞬态仿真APP:超导限流器是电力工业应用的主要研究方向之一。超导限流器具备两个主要特征,正常运行时表现为低阻抗发生短路故障时表现为高阻抗。因此,超导限流器可以用来降低电网上的短路电流水平,保障电网的安全稳定运行本APP可以分析短路故障发生时超导限流器的动态行为,得到限流器磁感应强度云图、矢量图、电流、电压磁链等结果。本APP模拟饱和铁心型超导限流器的限流瞬态功能。考虑超导绕组的保护元件氧化锌压敏电阻,动态展示短路故障发生后,交流绕组和直流绕组的电压、电流,为限流性能校验和系统设计安全检验提供参考。登陆Simapps网站,搜索APP关键词查找相关仿真APP,即可在线体验。
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