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World File Search System有限元
计算创伤性跌倒中脑白质和灰质损伤的严重程度
摘要：在现实世界中，创伤的严重程度是使用简略损伤量表 (AIS) 来衡量的。然而，目前无法使用有限元人机模型的输出来计算 AIS 量表，有限元人机模型目前依靠最大主应变 (MPS) 来捕捉严重和致命的伤害。为了克服这些限制，引入了一种独特的器官创伤模型 (OTM)，该模型能够计算所有 AIS 级别对大脑模型生命的威胁。OTM 使用一种名为峰值虚拟功率 (PVP) 的功率法，并将大脑白质和灰质创伤反应定义为撞击位置和撞击速度的函数。这项研究在损伤严重程度计算中考虑了衰老，包括软组织材料降解以及由于衰老导致的脑容量变化。此外，为了解释大脑模型的拉格朗日公式在表示出血方面的局限性，提出了一种包括硬膜下血肿影响的方法，并将其作为预测的一部分。 OTM 模型已针对两次真实跌倒进行了测试，并被证明能够正确预测死后结果。本文是一个概念验证，等待更多测试，可以支持法医研究。
研究课程2024-2025
APV303板球的力学1 0 0 1 APL306振动3 0 0 3 APL340混乱3 1 0 4 APL402流体结构相互作用3 0 0 3 APL411 APL411有限元方法的应用2 0 2 0 2 3 APD412 B.Tech。Project-II 0 0 12 6 APL412 Computational Multibody Dynamics 3 0 0 3 APL415 Composite Mechanics and Structures 3 0 0 3 APL421 Application of CFD 2 0 2 3 APL422 Advanced Computational Fluid Dynamics 2 0 2 3 APL424 Introduction to Hydrodynamics Stability 3 0 0 3 APL431 Aircraft Structures 3 0 0 3 APL432 Aero-Elasticity 3 0 0 3 APL433 Introduction to Plates and Shells 3 0 0 3 APL434 Smart Material and Structures 3 0 0 3 APL435 Impact Mechanics and Crash Worthiness 3 0 0 3 APL440 Parallel Processing in Computational Mechanics 3 0 2 4 APL450 Introduction to Soft Robotics 3 0 0 3 APL452 Introduction to Digital Twins 2 0 2 3 APL491 Reliability Engineering 3 0 0 3 APL701 Continuum Mechanics 3 0 0 3 APL713湍流及其建模3 0 0 3 APL715湍流物理学3 0 0 3 APL736晶体材料的多尺度建模3 0 2 4 ALP737 ALP737机器元件的高级设计3 0 3 0 3 APL740生物学细胞的机制3 0 2 3 0 2 3 0 2 3 0 2 3 APL742先进的Bio Inlactication 3 0 3 0 3 0 3 0 3 0 3 A aplimistication 3 0 3 0 3 A aplimistication 3 0 3 0 3 a a a APL745 Deep Learning for Mechanics 3 0 2 4 APL747 Uncertainty Quantification and Propagation 3 0 0 3 APL764 Biomaterials 3 0 0 3 APL765 Fracture Mechanics 3 0 0 3 APL771 Design Optimization and Design Theory 3 0 0 3 APL787 Fatigue Failure and Design 3 0 0 3 ELL715 Digital Image Processing 3 0 0 3 ELL794 Human Computer Interface 3 0 0 3 APL805高级有限元方法3 0 0 3
验证先进本构模型对 TPU 进行精确 FE 建模
在过去的几年中，热塑性聚氨酯 (TPU) 已成为许多行业中要求高应变率应用的首选材料。由于 TPU 材料具有相对较高的耐磨性和韧性，因此非常适合在恶劣环境条件下承受高压的关键部件。本演示介绍了 TPU 组件的一个相对较新的关键应用领域。虽然工作压力保持在最高 50 bar 的适中水平，但高频、循环负载条件带来了挑战。为了设计坚固的动态 TPU 组件，必须完成两个主要任务：(i) 粘弹塑性材料建模和参数识别，以及 (ii) 通过先进的有限元 (FE) 模拟在系统级的实际动态负载条件下进行材料验证。本文 (i) 强调材料校准过程，(ii) 专门展示所选 TPU 材料在系统级的材料验证。在此背景下，讨论了各种 TPU 等级的应变率依赖性，这说明了商用有限元软件中可用的经典材料建模技术与先进的非线性模型相比的不足之处。最后，提出了一种高效且准确的固体 TPU 材料校准流程建议，可显著增强产品创新流程。版权所有 © VBRI Press。关键词：TPU、系统验证、材料校准、FE 模拟。简介
SQuADDS：用于超导量子比特设计的经过验证的设计数据库和模拟工作流程
我们提供了一个超导量子设备设计的开源数据库，可用作定制设备的起点。每个设计都可以使用开源 Qiskit Metal 包以编程方式生成，并使用有限元电磁求解器进行模拟。我们提出了一种强大的工作流程，可在设计模拟中实现高精度。数据库中的许多设计都经过实验验证，显示出模拟参数和测量参数之间的高度一致性。我们的数据库包括一个前端界面，允许用户根据所需的电路参数生成“最佳猜测”设计。该项目为寻求制造新一类设备的研究小组提供了一个特性明确的起点，以便他们改进设计，从而降低了他们的进入门槛。超导量子比特是一个领先的量子信息技术平台。可扩展量子比特制造需要精确控制最常用于预测设备行为的哈密顿参数，例如量子比特非谐性和量子比特谐振器耦合。这反过来又需要精确定位经典电路参数（电感和电容）。这些很难解决，因为通常没有好的分析公式（甚至是近似公式）来根据设计几何预测电路参数。相反，研究人员必须根据其设计的独特边界条件对麦克斯韦方程进行数值求解。电磁场的有限元模拟可以提供相当准确的预测
智能材料系统和 MEMS
7 有限元法简介 145 7.1 简介 145 7.2 变分原理 147 7.2.1 功和补充功 147 7.2.2 应变能、补充应变能和动能 148 7.2.3 加权残值技术 149 7.3 能量泛函和变分算子 151 7.3.1 变分符号 153 7.4 控制微分方程的弱形式 153 7.5 一些基本能量定理 154 7.5.1 虚功的概念 154 7.5.2 虚功原理（PVW） 154 7.5.3 最小势能原理（PMPE） 155 7.5.4 Rayleigh-Ritz 方法 156 7.5.5 Hamilton 原理（HP） 156 7.6 有限元法 158 7.6.1 形函数 159 7.6.2 有限元方程的推导 162 7.6.3 等参公式和数值积分 164 7.6.4 数值积分和高斯求积 167 7.6.5 质量和阻尼矩阵公式 168 7.7 有限元法中的计算方面 171 7.7.1 影响 FE 解速度的因素 172 7.7.2 静态分析中的方程解 173 7.7.3 动态分析中的方程解 174 7.8 超收敛有限元公式 178 7.8.1 超收敛深杆有限元 179 7.9 谱有限元公式 182 参考文献 184
Physgnn：一种基于物理驱动的图形神经网络模型，用于预测图像指导神经外科手术中的软组织变形
正确捕获图像引导的神经外科术中的术中大脑移位是将术前数据与术中几何形状对准数据的关键任务，以确保准确的手术导航。虽然有限元方法（FEM）是一种经过验证的技术，可以通过生物力学制剂有效地近似软组织变形，但其成功程度归结为准确性和速度之间的权衡。为了解决这个问题，该领域中的最新作品提出了通过培训各种机器学习算法获得的数据驱动模型（例如，随机森林，人工神经网络（ANN）），并通过有限元分析（FEA）的结果来加快预测的速度。但是，这些方法在训练过程中没有说明有限元（Fe）网格的结构，以提供有关节点连接性的信息以及它们之间的距离，这可以帮助基于与其他网状节点的强力负载点的接近近似组织变形。因此，这项工作提出了一个新颖的框架Physgnn，该模型是通过利用图形神经网络（GNN）来近似于FEM解决方案的模型，该模型能够考虑到网格结构信息，并在未结构化的网格和复杂的拓扑结构上考虑网格结构信息和归纳性学习。从经验上讲，我们证明了所提出的体系结构有望准确且快速的软组织变形近似，并且与最新的ART（SOTA）算法具有竞争力，同时有望增强计算可行性，因此适用于神经外科设置。
智能材料系统和 MEMS
7 有限元法简介 145 7.1 简介 145 7.2 变分原理 147 7.2.1 功和补充功 147 7.2.2 应变能、补充应变能和动能 148 7.2.3 加权残值技术 149 7.3 能量泛函和变分算子 151 7.3.1 变分符号 153 7.4 控制微分方程的弱形式 153 7.5 一些基本能量定理 154 7.5.1 虚功的概念 154 7.5.2 虚功原理（PVW） 154 7.5.3 最小势能原理（PMPE） 155 7.5.4 Rayleigh-Ritz 方法 156 7.5.5 Hamilton 原理（HP） 156 7.6 有限元法 158 7.6.1形函数 159 7.6.2 有限元方程的推导 162 7.6.3 等参公式和数值积分 164 7.6.4 数值积分和高斯求积 167 7.6.5 质量和阻尼矩阵公式 168 7.7 有限元法中的计算方面 171 7.7.1 影响 FE 解速度的因素 172 7.7.2 静态分析中的方程解 173 7.7.3 动态分析中的方程解 174 7.8 超收敛有限元公式 178 7.8.1 超收敛深杆有限元 179 7.9 谱有限元公式 182 参考文献 184
案例研究 发动机推力反向器结构分析
随后，FEM 结果被用作静态和疲劳检查应力分析的一部分。FEM 和应力计算是推力反向器认证和适航过程的重要组成部分。有限元建模使用 MSC PATRAN 进行 FEM 的初始构建、负载应用和结果的后处理分析。推力反向器主要以 2D 壳元素（CQUAD 和 CTRIA）和 1D 梁元素（CBEAM 和 CBAR）建模。实体元素（CHEXA）用于在需要更高精度结果的关键区域创建细网格。
使用磁性纳米粒子聚集体向内耳输送药物的计算方法
通过将药物输送到内耳（即耳蜗）来进行治疗。尽管已经提出了药物来防止毛细胞受损或恢复毛细胞功能，但这种治疗的难点在于确保向细胞输送足够的药物。为此，我们提出了一种方法来评估将磁性粒子纳米机器人（称为 MNPS）及其聚集体移动通过耳蜗圆窗膜 (RWM) 所需的磁力。所提出的有限元方法可以作为使用 MNP 设计内耳药物输送系统的附加工具。