计算力学的发展方向16.ppt

计算力学的发展方向 　　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。 　　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，引深为研究固体由变形、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。 宏细微观材料本构模型 复杂运动系统的自动控制 　　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,需要探索能分析这类既有刚体，又有大变形的柔性构件和液体的系统的理论和计算方法。 计算力学软件系统的研究 　　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。 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： 　　(1)建立合理的力学仿真模型。 　　(2)发展可靠而高效的仿真计算方法。 　　(3)发展由已有系统识别仿真模型参数的有效方法。 Thank you