匹兹堡大学通过基于扫描分解的基于扫描模拟的反馈 - 馈线控制执行摘要摘要大大降低了激光粉池床融合添加剂制造的融化池和微观结构的变化:管理当地几次对激光粉末床融合(L-PBF)添加剂生产性能的影响是最高核心的一项优先级。因此,该程序的目的是开发一种基于仿真的反馈馈电控制方法,以维持整个L-PBF部分的熔体池和微观结构的一致性。特定的研究目标包括:(1)基于通过不同过程参数产生的测量熔体池维度开发经过实验验证的计算流体动力学(CFD)模型; (2)开发有效的混合CFD和FEM(有限元方法)模型,以模拟多轨,多层方案; (3)开发基于迭代模拟的反馈 - 馈线控制模型。该项目中的重点材料是基于镍的合金inconel 718,它广泛用于高温核应用中,例如核反应堆核心和热交换器。拟议的研究旨在解决核能社区中L-PBF进程的资格和更广泛采用的关键障碍。核芯和热交换器等核应用通常包含不同尺寸的几何特征,这会导致熔体池和微观结构在整个零件过程中差异很大。拟议研究中的关键创新是开发了混合CFD-FEM模拟模型,该模型为此基于反馈 - 反馈控制方法。通过使用准确的扫描分辨过程模拟,通过调整过程参数(激光功率和扫描速度)来最佳控制熔体池尺寸,预计熔体池和微观结构将在整个复杂部分中更加一致。通过减少新的L-PBF产品开发中昂贵的实验数量,可以以较低的成本进行熔体池和微观结构一致性的巨大改进,以更有效地执行资格。大多数L-PBF热过程模拟模型使用CFD或FEM;但是,前者是准确的,但在计算上非常昂贵,而后者是有效的,但不足以捕获熔体池的尺寸和温度,而随着局部几何形状的变化。在拟议的CIFEM(CFD施加的FEM)过程仿真模型中,瞬态热场是根据高保真CFD模拟计算的,并通过深度学习来推断。这些温度值是根据局部热环境所包含熔体池的局部FEM区域施加的,而其他地方的热传导则由FEM求解。开发的基于CIFEM的工艺模拟预计将是基于CFD的模拟效率的30-50倍,同时保持熔体池和温度场的预测准确性。使用CIFEM模型最佳地控制局部过程参数,预计熔体池尺寸的变化将减少50-70%,从而导致更一致的微观结构。因此,该项目将解决社区中的基本优先事项之一,并有助于促进更广泛的L-PBF程序在安全至关重要的核应用中。首席调查员:Albert C. TO,Albertto@pitt.edu
摘要:铁路建设期间该线路沿线出现了大量斜坡,这将对铁路安全行动构成威胁。坡度监视在确保铁路运营的安全性方面起着重要作用。针对传感器多路复用,较低精度和火车的大干扰的困难,本文提出了一种基于倾斜和振动的集成融合检测的铁路斜率监测方法。通过有限元方法(FEM)分析,分析了Shuohuang铁路中K3斜率的不稳定性和失败特性和在火车载荷激发下的动态特征。基于上述分析,使用自开发的双参数纤维Bragg光栅(FBG)传感器建立了坡度监测系统。过去四年的监视数据表明,斜率目前处于相对稳定的状态。监视数据与FEM的结果一致。验证了基于倾斜度和振动特征的损伤识别方法的可行性,这为铁路坡度监测提供了一种新方法。
摘要。高温超导体(HTS)非常有吸引力的高效和高能量密度功率设备。它们与需要轻型和紧凑型机器(例如风力发电)的应用特别相关。在这种情况下,为了确保超导器机器的正确设计及其在电力系统中的可靠操作,那么开发可以准确包含其物理功能但也可以正确描述其与系统的相互作用的模型很重要。为了实现这样一个目标,一种方法是共同模拟。这种数值技术可以通过有限元模型(FEM)带来机器的细几何和物理细节,同时处理整个系统的操作,该系统包含了机器,以及由外部电路代表的电网的子集。当前工作的目的是在涉及超导组件时使用这种数值技术。在这里,提出了一个案例研究,该案例研究涉及通过整流器及其相关滤波器与直流电流(DC)网络耦合到直流电流(DC)网络的15 MW杂交超导同步发电机(HTS转子和常规定子)。与风能应用有关的案例研究允许在使用与HTS机器的共同模拟时抓住技术问题。发电机的FEM是在商用软件COMSOL多物理学中完成的,该商品通过内置功能模拟单元(FMU)与电路模拟器Simulink进行交互。因此,它是在本研究中,引入了最新版本的最新版本J-与均化技术结合使用的配方,与T -A公式相比,计算时间更快。分布式变量和全局变量,例如前者和电压,电流,电磁扭矩以及后者的功率质量的电流密度,磁通量密度和局部损失,并进行了比较。这个想法是在计算速度,准确性和数值稳定性的标准下找到最适合的组合FEM电路。
摘要。在基于FEM的EEG和MEG源分析中,已经提出了减法方法来模拟神经活动产生的传感器测量。 尽管这种方法是一个严格的基础并产生准确的结果,但其主要缺点是它在实际应用中的价格昂贵。 为了克服这一点,我们开发了一种新方法,称为局部减法方法。 这种方法旨在保留减法方法的数学基础,同时也导致右侧稀疏的右侧,使其有效地计算。 我们通过将截止值引入减法来实现这一目标,从而将其影响限制在来源的附近。 我们在存在分析解决方案的多层球体模型中执行验证。 在那里,我们证明了局部减法方法比减法方法要高得多。 此外,我们发现,对于EEG远期问题,与减法方法相比,局部减法方法不太依赖于FEM网格的全局结构。 此外,我们还展示了局部减法方法,在许多情况下,其他研究的方法就准确性而言。 对于MEG向前问题,我们显示了局部减法方法和减法方法,以产生高度准确的体积电流近似值。在基于FEM的EEG和MEG源分析中,已经提出了减法方法来模拟神经活动产生的传感器测量。尽管这种方法是一个严格的基础并产生准确的结果,但其主要缺点是它在实际应用中的价格昂贵。为了克服这一点,我们开发了一种新方法,称为局部减法方法。这种方法旨在保留减法方法的数学基础,同时也导致右侧稀疏的右侧,使其有效地计算。我们通过将截止值引入减法来实现这一目标,从而将其影响限制在来源的附近。我们在存在分析解决方案的多层球体模型中执行验证。在那里,我们证明了局部减法方法比减法方法要高得多。此外,我们发现,对于EEG远期问题,与减法方法相比,局部减法方法不太依赖于FEM网格的全局结构。此外,我们还展示了局部减法方法,在许多情况下,其他研究的方法就准确性而言。对于MEG向前问题,我们显示了局部减法方法和减法方法,以产生高度准确的体积电流近似值。因此,局部减法方法将减法方法的计算成本降低到使其可在实际应用中使用的程度,而无需牺牲较严格性和准确性,以下减法方法已知。
抽象的陶瓷立体光刻或增值税光聚合是一个过程,允许制造具有高度复杂形状的陶瓷物体。晶格结构与高级优化拓扑工具一起使用,用于设计具有优化机械电阻的可打印轻质形状。如果这些晶格结构的机械电阻在聚合物状态下得到很好的控制,则在烧结阶段的高温下它们可以严重变形。应确定烧结过程中晶格结构的变形敏感性在概念阶段包括此方面。晶格的有限元(fem)烧结是一个有趣的解决方案,可以在数值上预测晶格的变形敏感性并确定其最小壁厚。这需要确定印刷绿色标本的烧结行为,并考虑到烧结各向异性,这涉及层之间的耐药性较弱。在这项研究中,烧结行为首先由多轴扩张法确定,并通过分析建模,然后通过FEM方法进行模拟。之后,进行了具有不同壁厚厚度的晶格的烧结模拟。这允许测试每个晶格壁厚的模拟工具可预测性,并比较其在高温下的变形灵敏度。
软机器人利用合规的材料以灵活的方式与复杂和不确定的环境相互作用,从而可以操纵脆弱的物体并与生物的安全相互作用。它们的适应性推动了医学和制造等领域的创新。设计软机器人即使对于经验丰富的设计师,由于其非线性材料,多物理耦合,多个身体与环境之间的复杂相互作用及其许多自由度,即使对于经验丰富的设计师来说也很具有挑战性。这解释了为什么软机器人技术中的第一批设计受到自然的启发,模仿了诸如蠕虫或章鱼之类的软动物。软体能够符合硬对象并重新配置DI FF任务,然后将控制的重要部分委派给身体。与刚性机器人不同,体现的智能仍然是软机器人技术中的新兴话题。但是,很明显,可以很好地适应其环境的代理商可以快速学习智能行为。本文摆脱了传统的训练控制和敏捷性的关注,旨在通过将人工智能与软机器人设计联系起来来应对控制挑战。软机器人技术领域在建模,控制和设计方面提出了许多挑战。Inria Lille的除霜团队已经开发了几种有限元方法(FEM)的工具来应对这些挑战,从而可以准确地模拟软机器人。这些工具已用于低级控制,并在制造前评估了软机器人设计。此探索需要解决一些挑战。在这项工作中,应用了各种基于FEM的仿真和数值优化工具来探索软机器人的计算设计。设计空间必须非常大,才能探索相关的设计,但也受到了足够的限制,以使优化问题可以解决。开发相关的数学适应性功能对于准确评估软机器人设计的性能和效果至关重要。鉴于计算设计算法的重要数据要求和准确模拟的计算费用,我们旨在通过选择平衡计算时间和准确性的模型或使用学习技术来加速FEM模拟来加快模拟的速度。本论文探讨了软机器人的计算设计,重点是对数值结果的模拟到真实性。解决了两个参数软操作器的设计优化,一个具有嵌入式传感器,另一个具有自动接触功能。随着控制任务,环境和设计空间变得更加复杂,计算负担增加。这激发了从FEM模拟中学到的替代模型的发展,以表征软机器人的设计和控制。通过各种情况证明了该模型的适用性,特别是对气动操纵器的嵌入式控制和软操作器的计算设计。此外,这项工作的一个关键目标是开发工具以选择软机器人设计和控制。
波导和谐振器中的麦克斯韦方程可以通过有限元法 (FEM) 4,5 或其众多替代方法中的任何一种来求解。6–13 本文并未声称 FEM 作为建模工具具有卓越的效率或灵活性,尽管它的便利性和可访问性已在目前应用它的几个商业上成功的软件平台 14,15 中得到体现。无论使用哪种方法,完整表示麦克斯韦方程(以便同时求解所有三个场分量)所需的编码/配置工作量都可能很大,并且已被各种商业软件应用程序或附加模块所吸收。13–15 然而,据作者所知,没有这样的应用程序可以直接配置为利用圆形 WGM 已知的方位角依赖性,即。exp ( ± i Mφ ) ,其中 M(≥ 0 的整数)是模式的方位角模式阶数,φ 是方位角坐标。因此,没有侵入式黑客攻击,没有人能够实现从 3D 到 2D 的计算优势问题简化。流行的 MAFIA/CST 包 13 基于“有限积分法”,16 就是一个很好的例子; 17 就数值效率而言,最好的办法是模拟径向电壁和磁壁之间的“楔形”[在方位角域 Δ φ = π/ (2 M ) 宽]。18
是服装行业的影响评估工具的领先套件。它促进行业最佳实践和标准化的透明报告。我们的供应商使用设施环境模块(“ FEM”)和设施的社会与劳动模块(“ FSLM”)评估其环境和社会影响。我们还在努力改善HIGG品牌和零售模块(“ BRM”)的业绩,该模块评估了我们自己运营的环境和社会绩效。自2022年以来,我们一直使用这些工具评估我们的价值链。
本文提出了一种用于飞机应用的高速开关磁阻 (SR) 驱动器,以满足更多电动飞机 (MEA) 的需求,并证明了这种机器技术相对于其他技术(例如永磁同步发电机)的特殊优势。选择了适合高速直流配电网的电机和功率转换器的拓扑结构。首先,详细描述了通过 FEM 进行的发电机电磁设计,重点关注扭矩波动问题,并指出了一些改进方法,这些方法基于对定子和转子几何形状以及相位激活和停用角的迭代优化。然后,还分析了电力电子的设计,从仿真模型中获得所需的模块和冷却系统,使用最大和平均电流水平以及占空比。该模型是从发电机电磁设计发展而来的,并集成了控制策略,负责控制直流链路电压。还使用 FEM 分析和仿真模型的迭代程序来验证系统的热行为和机械行为。最后,讨论了完整电力驱动的集成,其标准是将系统保持在可用空间内并将温度保持在最高限值以下。飞机设备的应用对坚固性、低维护性、