杭州炽橙数字科技有限公司周涛获国家专利权
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龙图腾网获悉杭州炽橙数字科技有限公司申请的专利融合自动微分和节点块下降的固体仿真解算方法和设备获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120145710B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510624136.8,技术领域涉及:G06F30/20;该发明授权融合自动微分和节点块下降的固体仿真解算方法和设备是由周涛;刘震宇;郑赟设计研发完成,并于2025-05-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本融合自动微分和节点块下降的固体仿真解算方法和设备在说明书摘要公布了:本发明公开了一种融合自动微分和节点块下降的固体仿真解算方法和设备。所述固体仿真模型包括了固体对象的网格模型、材料模型和边界条件;建立融合自动微分和节点块下降的仿真求解器,利用所述仿真求解器对配置完成的固体仿真模型进行模拟计算,获得固体对象在运动变形后的对应网格模型的节点坐标。本发明融合自动微分和节点块下降解算处理,降低了求解器研发成本和材料模型二次开发成本,提升了整体仿真的求解速度,且能规避传统有限元求解器的数值计算缺陷,提升仿真计算的稳定性和鲁棒性。
本发明授权融合自动微分和节点块下降的固体仿真解算方法和设备在权利要求书中公布了:1.一种融合自动微分和节点块下降的固体仿真解算方法,其特征在于:所述方法具体为: 1)在计算机中配置固体仿真模型: 所述固体仿真模型包括了固体对象的网格模型、材料模型和边界条件; 2)在计算机中执行仿真计算: 建立融合自动微分和节点块下降的仿真求解器,利用所述仿真求解器对配置完成的固体仿真模型进行模拟计算,获得固体对象运动变形后的网格模型节点坐标; 所述仿真求解器中按照以下过程处理: S1、开始当前时间步t:输入上一时间步的时刻t-△t的节点坐标xt-△t和节点速度vt-△t; S2、计算当前时间步t的节点初始迭代坐标xt0: S3、针对当前时间步进行迭代循环处理: S31、开始当前迭代步,利用上一迭代步的节点坐标xti-1进行内力和刚度信息的计算,再基于内力和刚度信息进行线性系统求解,具体按照以下方式遍历每个节点为: S31.1、计算每个节点n的内力向量fn和刚度矩阵kn: 每个节点是由e个网格共有,遍历共有该节点的所有e个网格,利用材料模型通过自动微分处理对当前迭代步每个节点的节点迭代坐标xti计算处理,获得每个网格对该节点的内力向量fe和刚度矩阵ke,再按照以下公式组装节点对应所有e个网格的内力向量fe和刚度矩阵ke得到节点的内力向量Fn和刚度矩阵Kn: Fn=∑efe,Kn=∑eke S31.2、然后根据边界条件对内力向量Fn和刚度矩阵Kn进行修正处理获得修正后的内力向量Fn'和刚度矩阵Kn',然后根据修正后的内力向量Fn'和刚度矩阵Kn'按照以下公式利用线性系统计算当前节点的坐标增量△xn: △xn=Kn'-1×Fn' S32、合并所有节点n的坐标增量得到全局系统的坐标增量向量,根据全局系统的坐标增量向量按照以下公式更新获得当前迭代步i的全局坐标: xti=xti-1+△x △x=(△x0、△x1、…、△xn) 其中,△x为全局坐标增量向量; S33、进行收敛性判断,计算全局坐标增量向量△x的无穷范数‖△x‖∞,然后按照以下方式进行判断和处理: 若‖△x‖∞ε且iimax,则以当前迭代步i的全局坐标xti回到S31开始下一次迭代步的循环处理; 若‖△x‖∞≤ε且i≤imax,则迭代计算收敛,继续进行S4步骤; 若‖△x‖∞ε且i=imax,则计算不收敛,直接停止处理,报错提示; 上述ε表示预设的收敛容差,imax表示迭代循环次数的上限; S4、以S3最后迭代获得的全局坐标xtI按照公式更新当前时间步的节点坐标xt=xtI,进行当前时间步的下一步骤作; S5、结束当前时间步:按照以下公式更新当前步的节点速度: vt=xt-xt-△t△t 最终输出当前时间步的节点坐标xt; 3)输出结果: 可以将网格模型所有节点的节点坐标作为变形场的基础数据进行力学分析获得力学参数,最终利用力学参数进行可视化和仿真预测。
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