《多學科CAE異構系統的協同理論與技術方法研究》是依託清華大學，由張和明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多學科CAE異構系統的協同理論與技術方法研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：張和明
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
圍繞分散式環境下多學科CAE異構系統協同仿真的基礎理論與技術方法中的共性問題，開展研究：（1）研究複雜產品多學科耦合模型的分散式協同計算方法，提出不同適用條件下的協同仿真相關算法；（2）研究複雜產品多學科協同仿真系統的綜合誤差估計方法，建立多學科CAE異構系統的協同仿真截斷誤差控制模型，提出基於綜合誤差估計的協同仿真變步長控制策略；（3）提出分散式計算環境下多學科協同仿真的步長協調控制算法，解決多學科CAE異構系統協同中的學科模型轉換、仿真互動控制、輸入/輸出數據處理、仿真組件服務實現等關鍵技術；（4）開發一套支持典型CAE系統協同仿真的軟體平台原型系統，並實現套用驗證。該項目的研究成果可以為實現複雜產品多學科CAE異構系統的協同仿真，以及開發新一代高性能的複雜產品協同仿真平台，提供一定的基礎理論和技術方法支持。
結題摘要
本項目以解決多學科CAE軟體的異構系統互操作、模型協同和仿真集成為目的，從理論方法、關鍵技術、軟體實現三個層面，開展了多學科CAE異構系統協同問題研究，取得了以下研究成果： （1）研究了複雜產品虛擬樣機開發中多學科CAE系統的幾種協同工作模式，提出了多學科CAE異構系統的協同方案，建立了分散式環境下多學科異構CAE系統集成的總體技術框架。 （2）面向多學科CAE異構系統協同仿真的要求，研究了複雜產品多學科耦合模型的分散式協同計算方法，以及協同仿真條件下耦合系統的局部截斷誤差計算問題，提出了協同仿真全局系統的局部截斷誤差計算的一種新算法，並借鑑了單系統仿真中的Richardson誤差估算公式，首次推導出了不同積分階和插值階條件下變步長協同仿真的系統局部截斷誤差估算公式，實現協同仿真條件下的變步長數值計算。 （3）在分析典型CAE軟體的仿真推進機理基礎上，研究了HLA/RTI仿真匯流排環境下仿真模型之間的並行運行和多學科CAE異構系統在協同仿真推進過程中的協調控制機制，提出了CAE系統步長控制的匹配算法和學科內部仿真步長與全局仿真步長的協調算法，以及通過外部編程接口的方式來控制學科模型的仿真推進過程的具體方法，解決了分散式環境下協同仿真的步長統一推進問題。 （4）研究了基於模型代理的學科模型封裝與轉換方法，通過Web服務對仿真模型進行封裝、訪問和集成，HLA支持仿真過程的數據互動、時間推進管理，對CAE異構系統中的學科模型進行封裝處理，通過中間件的方式將基於商用仿真軟體的學科模型轉換為符合協同仿真接口標準的仿真模型，解決了學科模型轉換、仿真組件服務封裝等關鍵技術，實現了分散式資源的調用。 （5）分析了幾類典型CAE軟體在模型定義、運行環境、軟體接口及其開放性等方面的特點，提出了基於HLA/RTI的多學科CAE異構系統協同方案，設計了具有通用結構的典型商業CAE軟體適配器，研究了基於IEEE HLA/RTI技術標準的典型CAE軟體適配器的具體實現技術，實現了仿真模型的數據轉換和仿真匯流排服務。 （6）結合工程套用的實際需求，開發了1套多學科CAE異構系統協同的軟體工具，實現了包含Adams、MATLAB、ABAQUS等典型CAE軟體的異構系統互操作和協同仿真分析。在套用驗證方面，選取了若干個典型產品模型作為多學科協同仿真實例，驗證了研究成果的合理性。
