針對(duì)嫦娥三號(hào)月球著陸器，建立四腿著陸器結(jié)構(gòu)的有限元模型。通過(guò)有限元-離散元耦合算法分析月壤厚度對(duì)沖擊力的影響。算法采用了基于GPU的高性能并行計(jì)算，可對(duì)大尺度的月壤顆粒進(jìn)行高效分析。計(jì)算結(jié)果表明該耦合算法可有效分析月表坡度及著陸姿態(tài)對(duì)著陸過(guò)程的影響。
在港口和沿海岸處，消波塊護(hù)坡來(lái)防止結(jié)構(gòu)損壞。采用多個(gè)擴(kuò)展多面體單元粘結(jié)構(gòu)成一個(gè)消波塊體，隨機(jī)將多個(gè)消波塊排列在斜面上，同時(shí)用造波板模擬波浪的形成。波浪在消波塊的作用下產(chǎn)生了明顯的消減，降低了直接沖擊斜坡造成的沖擊力。最終波浪在消波塊作用下破碎并回流，對(duì)斜坡起到了保護(hù)作用。
采用擴(kuò)展離散單元模擬船舶在碎冰區(qū)航行時(shí)，由于在航行過(guò)程中只有船體外殼與海冰發(fā)生接觸，因此只將船體外殼三角離散化作為剛體單元模型。對(duì)碎冰區(qū)采用Voronoi切割算法生成隨機(jī)分布的冰塊。船體采用給定的速度在冰區(qū)中航行。可以發(fā)現(xiàn)，碎冰與船體結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞作用，船體在碎冰區(qū)中留下明顯的航道。
采用擴(kuò)展多面體單元模擬冰區(qū)船舶在平整冰區(qū)中的前后編隊(duì)航行。通過(guò)Voronoi切割算法生成具有隨機(jī)分布特性的計(jì)算單元，并通過(guò)考慮損傷的粘結(jié)-破碎模型構(gòu)建冰塊之間的耦合作用從而形成平整冰區(qū)。模擬結(jié)果表明，由于前船破冰形成帶有碎冰的開(kāi)闊水道，可明顯降低后船在平整冰區(qū)冰阻力，提高冰區(qū)船舶的航行效率。
大型核動(dòng)力浮式平臺(tái)可采用單點(diǎn)系泊系統(tǒng)進(jìn)行約束，在冰區(qū)作業(yè)時(shí)還需考慮復(fù)雜冰況下的冰載荷，并有效評(píng)估海冰對(duì)平臺(tái)動(dòng)力定位的影響。在基于GPU并行的高性能海冰離散元方法中，開(kāi)發(fā)離散元的局部計(jì)算域算法，針對(duì)平臺(tái)附近區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)分析并計(jì)算結(jié)構(gòu)的冰載荷時(shí)程曲線，從而為冰區(qū)核動(dòng)力平臺(tái)的冰載荷設(shè)計(jì)提供了重要的技術(shù)手段。
采用超二次曲面方程構(gòu)造非球形單元，并通過(guò)牛頓迭代算法精確計(jì)算單元間的重疊量。超二次曲面方程是一種數(shù)學(xué)意義上描述非球形顆粒的普遍方法，據(jù)稱自然界中80%的顆粒形狀可由超二次曲面方法構(gòu)造。基于超二次曲面的離散元方法可模擬旋轉(zhuǎn)圓筒內(nèi)的混合行為、漏斗中的流動(dòng)過(guò)程、山體崩塌、物料運(yùn)輸?shù)榷喾N工程情況。
締造科技為某公司提供了一種基于體繪制技術(shù)的三維數(shù)據(jù)場(chǎng)可視化系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用光線投射(Ray-casting)，拋雪球（Splatting），錯(cuò)切-變形（Shear-warp），基于紋理的體繪制（TextureBase）等方法，采用GPU加速技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)場(chǎng)的高效、實(shí)時(shí)渲染。
對(duì)于極地航行船舶，由于船舶和冰之間的碰撞，通常會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)破壞甚至沉沒(méi)。為了保證船舶結(jié)構(gòu)安全，我們與大連理工大學(xué)合作并開(kāi)發(fā)了冰荷載實(shí)時(shí)計(jì)算反演系統(tǒng)，系統(tǒng)通過(guò)船體局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化布放傳感器可以測(cè)量冰載荷作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)如位移和應(yīng)變等因此，通過(guò)一種間接的方法得到動(dòng)態(tài)冰載荷信息（包括載荷的類型、大小及位置）進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)。
讀取指定格式文件、固定格式的聲吶數(shù)據(jù)，按照指定的數(shù)據(jù)形式存儲(chǔ)到容器中，并對(duì)讀入數(shù)據(jù)進(jìn)行插值計(jì)算，通過(guò)信號(hào)模擬器對(duì)計(jì)算后的數(shù)據(jù)，通過(guò)D3D技術(shù)以3維的形式進(jìn)行顯示。
互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代的快速發(fā)展，使得信息安全嚴(yán)重受到了威脅，從而使得對(duì)其的重視程度也得到極大提升。信息安全中最重要的就是對(duì)身份的識(shí)別，在當(dāng)下社會(huì)中保護(hù)信息安全有著非常重要的作用。人臉信息的識(shí)別系統(tǒng)，就是掃描人臉通過(guò)幾何結(jié)構(gòu)、子空間局部特征以及深度學(xué)習(xí)等方法加以提取然后進(jìn)行識(shí)別，從而使信息更加安全。
在模擬海底管線落石的流-固耦合過(guò)程中，采用了基于擴(kuò)展多面體的DEM-SPH耦合方法。落石、海底管線用擴(kuò)展多面體模擬，海水用SPH粒子模擬。在碎石下落過(guò)程中，管道上部水體被碎石排開(kāi)，落石的速度減慢。在接觸到管道時(shí)，碎石由于管道和水體的共同作用，向兩側(cè)散開(kāi)。最終落石分布于管道的兩側(cè)底面，水體表面趨于平靜。
隨著油氣開(kāi)采技術(shù)向著深水化、大型化、智能化、集約化及清潔化的不斷發(fā)展，海上移動(dòng)平臺(tái)作業(yè)過(guò)程中將面臨越來(lái)越多的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在結(jié)構(gòu)安全、人身安全、海洋污染等方面正面對(duì)著愈發(fā)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。我們與中國(guó)船級(jí)社合作開(kāi)發(fā)了海上固定設(shè)施管理信息系統(tǒng)，本系統(tǒng)支持SACS模型初始化管理業(yè)務(wù)、監(jiān)測(cè)任務(wù)及檢測(cè)數(shù)據(jù)管理業(yè)務(wù)、歷次檢測(cè)數(shù)據(jù)查詢管理業(yè)務(wù)、SACS模型改造管理業(yè)務(wù)。為平臺(tái)找出安全隱患，提出合理建議。
隨著我國(guó)高鐵事業(yè)不斷發(fā)展，高鐵中普遍采用的無(wú)砟道床和長(zhǎng)期以來(lái)鐵道工程中采用的有砟道床存在連接不平穩(wěn)問(wèn)題。為此，開(kāi)發(fā)高效的隨機(jī)顆粒填充算法，可快速生成不同尺度的有砟道床；同時(shí)采用有限元計(jì)算無(wú)砟道床的變形和振動(dòng)。因此可采用有限元-離散元耦合算法分析鐵路道床沉降性能，為我國(guó)鐵道事業(yè)的建設(shè)提供重要的分析手段。
紅沿河核電廠自并網(wǎng)發(fā)電以來(lái)，連續(xù)遭遇水母問(wèn)題，對(duì)機(jī)組的冷源供水造成不利影響，影響電廠的安全運(yùn)行性和可靠性。為了確保攔網(wǎng)的正常工作，本系統(tǒng)利用三維立體化仿真模型模擬核電站進(jìn)水口防護(hù)設(shè)施，仿真潮汐、波浪及浮游生物的實(shí)時(shí)狀態(tài)，并且系統(tǒng)提供預(yù)防、預(yù)警系統(tǒng)，為冷卻系統(tǒng)安全提供保障。
為中國(guó)船級(jí)社(CCS)和大連理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的的船舶結(jié)構(gòu)冰荷載高級(jí)分析專用軟件。軟件基于海冰離散元的數(shù)值計(jì)算方法，可對(duì)多種冰區(qū)操作模式下的船舶冰壓力和冰阻力進(jìn)行分析。采用三維可視化技術(shù)將冰阻力時(shí)程、冰壓力云圖、航行狀態(tài)等同步顯示。同時(shí)基于GPU并行的高性能計(jì)算技術(shù)，為不同類型船舶結(jié)構(gòu)的冰荷載分析提供有力的科學(xué)依據(jù)。
黃河是我國(guó)第二大長(zhǎng)河，也是我們的“母親河”，但長(zhǎng)久以來(lái)黃河每逢冬季凌汛期都會(huì)給居民和科研人員造成極大苦惱，我們與黃河水利委員會(huì)合作開(kāi)發(fā)了黃河流凌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)利用圖像采集設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)黃河現(xiàn)場(chǎng)，并采集其圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)圖像分析算法分析冰凌密集度、尺寸以及流速等重要觀測(cè)信息，并依據(jù)分析數(shù)據(jù)在的開(kāi)河期間與封河期間，為科研人員防汛工作提供重要判斷依據(jù)。
本項(xiàng)目以肌肉掃描數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)肌肉面積進(jìn)行識(shí)別，我們利用Microsoft Visual C++進(jìn)行編程，采用opencv進(jìn)行圖像處理，對(duì)肌肉的掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、調(diào)查研究圖像識(shí)別算法，識(shí)別的圖像通過(guò)目視觀察大致匹配大腿骨的檢測(cè)位置。最終在linux下形成so庫(kù)文件。
對(duì)于海冰與螺旋槳的切削作用過(guò)程，采用具有粘結(jié)-破碎性能的球體離散單元和六面體實(shí)體單元有限元耦合模型模擬了螺旋槳切削海冰破碎現(xiàn)象。采用了inside-outside搜索算法解決球體離散單元與六面體實(shí)體單元的搜索判斷問(wèn)題，采用顯式積分方法求解結(jié)構(gòu)的有限元?jiǎng)恿Ψ匠蹋@得不同時(shí)刻內(nèi)的螺旋槳槳葉冰壓力和Mises應(yīng)力分布。
對(duì)船基海冰視頻圖像進(jìn)行識(shí)別，實(shí)時(shí)提取出海冰參數(shù)，以得到海冰密集度、冰厚、冰塊尺寸等海冰要素信息。通過(guò)冰載荷測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力信息，以及結(jié)合有限元方法建立實(shí)船結(jié)構(gòu)冰載荷反演影響系數(shù)矩陣，反演出當(dāng)前的冰載荷大小。綜合考慮實(shí)際冰情、船舶航行狀態(tài)以及反演的冰載荷情況，給出船舶在航速、航線、破冰方式等輔助決策建議，從而降低海冰對(duì)船體結(jié)構(gòu)的威脅，保障船舶冰區(qū)航行的安全性和可靠性。
在季節(jié)性寒區(qū)水域，每年冬季前后都會(huì)伴隨著冰期的出現(xiàn)，對(duì)海冰、河冰的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)是保障人民生產(chǎn)生活的重要舉措。在Ice Vision共包含圖像分析，圖像比對(duì)、視頻分析及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)四個(gè)子系統(tǒng)，Ice Vision監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)通過(guò)對(duì)冰層特征的識(shí)別，分析冰層的結(jié)構(gòu)，獲得冰層的密集度、尺寸以及移動(dòng)速度等各項(xiàng)信息，為科學(xué)考察及相關(guān)監(jiān)測(cè)提供技術(shù)上的依據(jù)和較為直觀的評(píng)判途徑。
