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计算力学的发展方向

3年前浏览1791

来源:茶卡止境的新浪博客,原文来自元计算。

计算机科学、计算数学和力学学科的发展推动了计算力学的发展,在新的世纪,计算力学将会在如下领域得到更大的发展。



01
宏细微观材料本构模型

计算力学的研究从宏观深入到细观与微观,并实现宏细微观的结合,由此推动细观力学的发展和纳观力学的形成。研究的过程从宏观力学所涉及的强度条件、固体变形到宏观裂纹扩展的破坏过程,引申为研究固体由变形、损伤的萌生演化、宏观裂纹的出现直至破坏的全过程,这是到目前为止尚未克服的难题。宏细微观的结合,给这项研究带来了新的希望。





02
复杂运动系统自动控制

在越来越大、越来越复杂的机械系统中,有不少问题还没有被深刻认识。在对复杂的非线性系统的直接建模时,由于其行为的复杂性,给系统的建模和求解带来许多新的理论上和计算上的困难。例如,各种机器人的研制中,需要研究组成机器人多体系统的运动和控制的算法;人造卫星和宇航空间站往往带有大尺寸的柔性构件和液体,为保证其稳定性,需要探索分析这类既有刚体,又有大变形的柔性构件和液体的系统的理论和计算方法。





03
计算力学软件系统研究

以计算机为基础的计算力学不但要研究算法本身,还要以计算机为应用工具开发新的研究领域。例如,基于知识的全自动有限元模型化系统,有限元法和边界元法的前后处理系统,结构分析与优化的平行算法,这些成果将有助于计算力学软件真正集成到CAD/CAM中。结构破坏的计算机模拟和动态显示的研究成果,已经使计算力学的研究手段可以在更大的范围内,有效地指导实验的准备直到代替实验手段。





04
复杂系统的计算机仿真

复杂系统的计算机仿真是计算力学、计算机科学与计算数学的交叉,又是计算力学与广泛的工程和科学领域的交叉。固体的本构理论和计算机科学的最新发展(包括符号处理、专家系统、图形与图象处理、并行计算、反问题算法等)给复杂系统的计算机仿真提供了条件。


仿真的关键在于计算力学的研究,研究重点包括:



  • 建立合理的力学仿真模型;


  • 发展可靠而高效的仿真计算方法;


  • 发展由已有系统识别仿真模型参数的有效方法。


理论科普系统仿真其他软件
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首次发布时间:2021-02-14
最近编辑:3年前
仿真圈
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未登录
2条评论
那可太糟糕了
签名征集中
3年前
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张工竑
只是个普通职员
3年前
哈哈
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