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【强度人物】航空工业集团公司一级专家——王立凯

文章来源:   发布时间:2020-09-02 23:44:00   点击量:0

 今年是强度所建所五十五周年。五十五载奋进开拓,强度所开创了我国飞机强度研究的辉煌业绩。五十五载辛勤耕耘,强度所培育了一代代飞机强度研究的顶尖人才。近年来,又有一批科技菁英成长为航空工业、航空研究院的技术专家,成为强度所科技发展的领军人物。

今天开始,我们推出【强度人物】系列专栏,简要介绍各位专家的技术专长,以此展示强度所科技队伍的雄厚实力,共同领略航空强度专家的科技风采。
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王立凯

1976年10月出生

陕西省西安人

中共党员

西北工业大学工程力学专业

研究员

集团公司CAD/CAE/CAM/PDM专业一级技术专家,现任中国飞机强度研究所计算力学及CAE软件开发专业T9岗。

通过在自主CAE领域近二十年的持续探索研究,积累了丰富的大型CAE软件研发经验。在中国飞机强度研究所进行新一代自主CAE软件研发工作中,作为软件的总体架构师,从平台构建、基础算法及特色工具等方面进行了软件重构,当前拥有完全自主知识产权的HAJIF系统得到了业内普遍认可,系统在通用解题规模、求解效率达到商业软件同类水平的同时具备鲜明的技术特色。

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图2

平台构建:从国内航空CAE软件的实际研发情况出发,通过有机结合先进计算方法、有限元分析技术、计算机技术及专业工程知识进行了HAJIF系统的数据重构开发,设计开发了新型工业级有限元数据管理方法;通过设计并引入虚拟文件系统,解决了原系统存在的环境依赖问题,实现了HAJIF系统的跨系统、跨平台异构运行。


基础算法:通过先进计算数学理论与程序设计的结合,以具备高效数据管理能力的工程有限元数据库为核心实现了基于分段多波前法的大型稀疏矩阵并行求解,提升了系统求解效率低的问题;通过对刚性构件及机构仿真模拟的力学本质研究,设计了基于拉格朗日乘子法的新型约束单元求解技术,实现了HAJIF系统对大量约束单元的快速求解;针对大规模变量优化设计分析问题,通过研究将矩阵分解的符号运算与优化流程分析的方法,使得优化设计效率达到极大提升;针对大规模精细模型的实际需求,设计实现了同时支持分布式并行与共享内存并行的新型设计分析方法,在AG600、C919等全机模型中得到应有。

特色工具:针对商业软件优化中只能通过变形进行刚度控制,不能进行显式刚度约束控制的问题,基于多闭室剖面刚度计算方法实现了优化时同时对翼面结构剖面弯曲、扭转刚度等重要指标的约束控制;基于传统载荷转换方法存在的缺陷,基于空间散乱点插值数据处理技术实现了针对雷达罩、进气道等大曲率复杂结构的载荷等效处理;针对增材制造带来的新型仿真问题,基于多尺度分析方法开展了异种材料梯度区宏观等效力学模型研究,形成了梯度复合结构多尺度建模分析方法及软件。

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通过在国产自主CAE领域的耕耘,先后获得集团及以上科技进步奖七次、个人三等功五次,获授权专利五项、软件著作权十二项;主持及参研国家部委基础科研、民机预研、集团创新基金、航空基金、地方重点科技研发项目等二十余项预先研究课题项目;负责了十余款各型号军机、民机、和无人机的减重优化设计工作;从军民技术融合出发,主持了多款具有行业应用特色的软件订制工作,研究成果成功应用于航空、航天及轨道交通等多个领域,取得显著的社会经济效益。