第二届全国大学生智能终端仿真技术大赛
cassimul@vip.sina.com
010-82317098
第二届全国大学生智能终端仿真技术大赛
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010-82317098
| 题目 | 连接单元开发 | ||||||
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| 背景 | 随着仿真应用技术的发展，各类仿真方法（如有限元法、有限体积法等）逐步应用到了电子产品的可靠性评估中。在有限元法中，连接单元是一类重要的单元类型，可以描述螺栓、减震器等结构功能，被大量的应用于电子产品仿真中。当前商业软件中连接（Connector）单元可以描述连接行为，但是类型受限，难以定制化。因此建立一套完善、准确的连接单元理论和方法，对提升有限元仿真适用性具有重要意义。 | ||||||
需要解决的问题 |
1. 开发能够描述平移和旋转连接关系的连接单元，在两点轴向平动上实现弹性伸缩和运动截止，在旋转上实现相对自由度锁死，如图2所示； 2. 基于商业软件二次开发或自编代码实现连接单元，并通过提供的算例测试。 | ||||||
附图说明 |
图1：连接单元应用场景示意图 | 图2：连接单元-Translator/滑移铰理论模型 | |||||
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附图说明：
1. 上下两部分实体单元是螺栓简化模型 2. 中间红色线条为连接单元 |
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附图说明： 1. a和b两点允许轴向平动 2. a和b两点不允许相对转动 3. a和b是双向的约束关系，a可以随b运动，b也可以随a运动；当两者不满足约束关系时，单元内力可以促使两者满足 |
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| 关键交付件 |
初赛：提交Connector单元的综述文档，涵盖以下内容： 1）单元平移连接和旋转连接算法的理论推导； 2）基于算法原理，输出技术文档，阐述优势； 3）基于二次开发或者自研软件实现平动/旋转2则用例仿真，给出仿真结果（初赛注重考查学生在本领域知识的覆盖面和积累，具备算法性能优化的能力，鼓励技术原理或者实现的创新性）。 复赛： 1）提供算法实现文档和源码； 2）基于二次开发或者自研软件实现复杂运动4则用例仿真，文档需包含用例的验证结果和与商业软件的对比分析结果。 |
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其他注意事项 |
1、交付件中算法文档使用word格式，代码提供对应源码并注明编程语言及配合使用的工具软件环境，验证结果使用powerpoint格式（插入图片和动画）。 | ||||||
考察专业维度 |
1、有限元、机器人运动学等专业知识； 2、基本编程能力及有限元软件二次开发。 |
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| 题目 | CAD模型几何简化 | |
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| 背景 | 在仿真、优化过程中，需要对几何图档进行操作（偏置、布尔运算、参数化等），但图档中存在的异常曲面、复杂特征会导致处理失败，影响产品处理效率。因此，希望针对异常曲面、复杂特征的几何简化技术进行研究，在不影响仿真准确性的情况下，提升几何处理的鲁棒性。
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需要解决的问题 |
附图给出了结构模型，请基于开源几何内核或CAD软件，对此模型指定区域的异常点、边进行识别，并对指定特征进行简化，具体步骤包括：
1.（必备) 自动识别结构异常位置（区域A：异常点、边各至少1处）；
2.（必备）指定区域特征简化（区域B、C：2处）。
异常场景说明：
点异常：1）边的公共顶点距离偏差＞10-6mm；2）非流行点。
边异常：1）边长度小于10-6mm；2）边嵌入面；3）非流行边。
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附图说明 |
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附图说明： 1. 自动识别左图指定区域异常点和边；A：异常区域（识别异常点、边各1处） 2. B/C为待简化特征： B：倒圆角特征（简化方式：倒角去除） C：样条曲面（简化方式：曲面逼近，最大surface tolerance≤0.01） |
关键交付件 |
初赛：提交几何异常识别、简化的综述文档，涵盖以下内容：1）几何识别、简化的技术总结；2）基于本例的方案选型，说明其优势；3）具体实现原理，预期效果；（初赛注重考查学生在本领域知识的覆盖面和积累，具备算法性能优化的能力，鼓励技术原理或者实现的创新性）；
复赛：交付件提供算法实现文档和源代码，文档需包含本例（见附件“开发模型”）结果和验证模型集（见附件“验证模型”）结果，评分将从算法的准确性、效率和鲁棒性三个维度考察。
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其他注意事项 |
可灵活选择各种几何内核或工业软件作为工具，鼓励将其他领域的方法平移至此领域。 | |
考察专业维度 |
1. 计算几何的数学知识； 2. CAD内核或CAD软件的使用能力。 | |
| 题目 | 液冷微通道散热仿真及优化设计 | |
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| 背景 | 电子产品当前面临的散热挑战越来越大，除了石墨片、VC等被动式散热手段，主动式液冷微通道散热技术也逐渐应用到了电子产品散热中。当前商业CFD软件可以对液冷微通道模组建立热流仿真模型，但其网格量达到几千万乃至数亿，这给液冷微通道模组的评估及优化设计带来极大的困难。因此，如何解决仿真评估效率问题，并构建起自动优化方法，对液冷微通道用于解决电子产品散热问题有着重要价值。 |
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需要解决的问题 |
1.提升液冷微通道模组仿真评估效率； 2.基于商业或开源CFD软件进行二次开发或者自研仿真算法，实现液冷微通道流道的自动化仿真及优化设计； 3.基于液冷微通道模组的仿真及优化设计，总结提炼液冷微通道模组流道设计敏感性因子。 |
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附图说明 |
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优化目标：热源体积平均温升最低 优化约束条件： 1、流道宽度<=4mm 2、流道间隔>=1mm 3、固体体积占比≥30%(流道间隔体积/(间隔体积+流体体积)) 仿真输入： 液泵PQ（线性曲线）：Pmax=200kPa，Qmax=30ml/min 换热边界(所有外部表面)：20W/(m^2*K)，环温25℃；热源#1：2W，热源#2: 3W 固体材料(热源)：导热系数1W/(m*K) 流体材料：纯水(水粘度需要考虑温升影响) 设计域和热源的厚度(z向)：0.2mm（泵及热源高度位置参考示意图） 参考初始设计demo：附件提供初始设计的3D stp格式几何图档 |
关键交付件 |
初赛：提供流道热-流仿真及优化设计的技术方案文档，另外推荐提供一个热-流CFD仿真的Demo案例(几何图档和仿真模型），技术文档涵盖以下内容：
1) 流道设计及优化的初步技术方案；
2) 仿真建模及仿真加速技术原理；
3) 仿真自动化及参数优化技术方案说明；(初赛注重考查学生在本领域知识的覆盖面和积累，具备算法性能优化的能力，鼓励技术原理或者实现的创新性）。
复赛：交付件提供完整的技术方案文档和仿真结果分析文档，并提交最终优化设计方案的热-流仿真的几何图档、仿真项目文件、优化算法源代码，保证优化仿真可重复。
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其他注意事项 |
1、CFD软件不限，鼓励使用开源CFD软件；2、提交几何格式为stp/x_t等主流CAD格式；3、如有程序代码交付件，则提供对应源码并注明编程语言及配合使用的工具软件环境。 | |
考察专业维度 |
1.传热及流体专业知识； 2.热流仿真能力； 3.优化设计能力； 4.编程及算法开发能力。 | |
| 题目 | 开放赛题，不限定具体题目，围绕单物理场/多物理场仿真精度、效率相关研究难点、热点方向投稿。 |
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| 参考方向 |
方向1：材料本构模型的开发，粘胶、泡棉等软材料优先，如粘胶材料超弹性本构、线性粘弹性、非线性粘弹性及粘塑性本构等 方向2：材料力学行为研究，如可弯折柔性复合叠层的屈曲、复合材料裂纹萌生与扩展、高分子膜材断裂等 方向3：AI+仿真，通过AI技术与仿真结合，大幅提升仿真求解、优化效率 方向4：多学科/多物理场联合仿真、优化，如结构与电磁，结构与热等 方向5：…… 面向全国高等院校及科研院所（含港澳台）在读本科生、硕士生、博士生，参赛学生通过提交自己的研究成果，经由专家评审。往届参加过竞赛的同学均可报名参与。重点在挖掘好的idea以及优质的合作资源。 |
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参赛要求： |
已公开发表的研究成果或未发表的研究方案、创新思路均可提交。 开放性赛题以个人身份参赛，报名人必须为其提交成果的主要贡献者。 提交材料需经所在单位及导师知情同意，内容不得涉密。 材料的格式不限，可以是word、PPT、PDF等能够表达清楚作者工作的内容，现场展示。 |
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评审方式： |
初赛根据学生提升的成果进行初评，综合参考创新性、可实现性、技术完备程度等方面进行判断。 决赛现场答辩，仿真结果等现场展示。 |
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