2010年是本届力促会工作的收关年,也是贯彻落实力促会工作理念和进一步扩大影响力的丰收年。本年度先后主办了三个全国性的行业会议:第六届中国CAE工程分析技术年会(7月,哈尔滨)、全国风电领域力学问题学术研讨会(9月,成都)、力促会首次全委会暨力学与工程应用学术会议(10月,上海)。继续举办了第六届全国非线性有限元高级讲习班(8月,成都)和首届超限建筑结构有限元分析讲习班(5月,北京)。同时,力促会的专业网站首次突破10万的点击浏览量。
1. 成功举办了第六届中国CAE工程分析技术年会暨2010全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会。
中国CAE工程分析技术年会是力促会联合主办的系列性的、层次最高、影响力最大、行业面辐射最广的规模性会议,被誉为模拟仿真技术领域“奥斯卡”盛会。2010年7月28-29日,“第六届中国CAE工程分析技术年会暨2010全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会”在哈尔滨成功举办。来自全国各地航空航天、兵器工业、船舶制造、汽车制造、通用机械等行业的300余人参加了本届盛会。
本届年会围绕“后危机时代工业的创新利器”主题展开。7月28日上午的大会开幕式由中国软件协会数学软件分会秘书长张云泉博士主持,力促会主任委员胡平教授,陕西省国防科技工业信息化协会理事长王泽玉研究员分别为大会致欢迎词和开幕词。参加开幕式的还有中国科学院院士、大连理工大学钟万勰教授;全国人大代表、中国工程院院士、哈尔滨工业大学杜善义教授;上汽集团新能源汽车事业部凌天钧总工程师;长安汽车工程研究院副院长,NVH总工程师庞剑博士;长安汽车工程研究院副院长,碰撞安全总工程师赵会博士;同济大学上海地面交通工具中心主任杨志刚教授;大连理工大学航空航天学院院长吴锤结教授等。
开幕式之后的主旨报告由陕西省国防科技工业信息化协会理事长、原西安飞机工业集团公司副总工程师王泽玉研究员主持。本次年会共邀请了5位专家做主旨报告,他们分别是中国科学院院士钟万勰教授做的“力学与控制的CAE” 报告;长安汽车工程研究总院副院长、NVH 总工程师庞剑博士做的“汽车NVH-CAE 的问题与挑战”;大连理工大学航空航天学院院长吴锤结教授做的“中国高性能计算流体力学研究进展”报告;Siemens PLM 生命周期仿真市场总监Richard Bush做的“仿真分析市场的发展方向”报告;英特尔公司工作站服务器产品市场经理罗一峰先生做的“借助英特尔应对CAE 领域设计分析和仿真带来的挑战”报告。专家们的精彩报告不但具有较高的学术水准,而且具有较强的实践经验,时时博得与会代表的阵阵掌声。
今年的“CAE技术趋势论坛”仍是CAE年会中的重头戏,报告更是精彩纷程,组委会精心选择了各个领域的学术带头人和知名专家为大会演讲。同济大学上海地面交通工具风洞中心主任杨志刚教授做的“汽车空气动力研发--试验与仿真”;大连理工大学汽车工程学院院长胡平教授做的“等几何分析方法及工程应用”;北京航空制造工程研究所岳中第研究员做的“探讨两化融合CAE 瓶颈与破解之道”;大连重工•起重集团有限公司设计研究院李春亭主任做的“打造CAE 平台,提升企业核心竞争力”报告;LMS China 技术总监石银明博士做的“设计验证阶段仿真解决方案”报告;安世亚太科技有限公司副总裁徐劼勇博士做的“让CAE 仿真成为产品设计的驱动力”报告;联想集团大中国区工作站产品经理徐洪先生做的“联想ThinkStation 助力中国CAE 产业”报告。专家们的报告内容前瞻,理论与实践并重,指引方向,指导开发,赢得了与会代表的高度赞赏。
本届年会特设国防科技工业、汽车交通、先进制造科技与应用三个专题分会场,为航空、航天、兵器工业、汽车、船舶、通用机械、电子等行业的代表提供专业研讨和交流的机会。三个专题分会场既有行业专家和用户介绍CAE技术在行业的应用情况,又有CAE厂商分享成功应用案例,对于参会代表而言,确实是CAE领域的一场难得盛宴。
为了推广CAE技术支持产品创新的成功经验,进一步普及CAE技术在企业中的应用,主办方还组织进行了“2010中国CAE应用最佳实践案例”、“2010中国CAE领域杰出贡献奖”、“2010中国CAE年会优秀论文奖”评选活动,经过组委会的评审,最终奇瑞汽车股份有限公司的“瑞麒G5动力学性能开发”和北京汽车研究总院有限公司的“纯电动轿车碰撞安全及结构优化CAE分析”两个项目获得“2010年中国CAE应用最佳实践案例奖”。中国科学院深圳先进技术研究院其下属的广东省装备制造业数字化设计公共技术服务平台、粤港现代工业设计公共技术服务平台定位于提升中国制造业核心竞争力和企业自主创新能力,致力于利用CAE技术开展前瞻性、共性和关键性的制造业先进技术研究、服务、培训及推广,以推动装备制造业的转型、升级和振兴而获得了本年度的CAE领域杰出贡献奖。
本届年会共收到论文289篇,论文集收录115篇,组委会评选出获奖论文15篇。其中优秀论文奖10名,三等3名、二等2名、一等奖空缺。来自上海电气电站研究与发展中心的王恭义、程凯、徐芬等作者撰写的《百万超临界汽轮机高压缸旋转部件热弹性-蠕变分析》和来自奇瑞汽车工程研究院叶远林、徐有忠等作者撰写的《基于网格变形技术的概念设计阶段整车CAE仿真分析研究》两篇文章获得本年度优秀论文二等奖。
2. 成功举办了中国(成都)风能技术与产业发展高峰论坛暨全国风电领域力学问题研讨会。
2010年9月27日-29日,中国新能源国际峰会暨展览会在成都双流县世纪城娇子国际会议中心举行,其中,风能技术与产业发展高峰论坛暨全国风电领域力学问题研讨会于28日下午13:30-18:00举行。本次研讨会由力促会和中国空气动力学专业委员会和成都市人民政府主办。来自华北电力大学、中国空气动力学会风能空气动力学专业委员会、中国可再生能源学会风能专业委员会、中国科学院工程热物理所、南京航空航天大学,以及宝钢集团有限公司、东方汽轮机有限公司等多家单位代表参加了此次研讨会。其中力促会的王怀忠、段梦兰和康顺副主任委员以及王建录委员参加此次会议并做了专题报告。此外还有来自印度、比利时、葡萄牙、德国和英国等多位代表参加会议并做报告。会议报告语言为汉语和英语,并配有同声翻译。
会议伊始,力促会副主任委员、华北电力大学康顺教授先简短介绍了组织此次会议的背景情况,并指出:风能利用和风力发电正在中国迅猛地发展着,力学问题(包括空气动力学、结构力学、固体力学和材料力学等)是风力机研发与设计中普遍存在并具有非常重要地位的问题。专门以风电领域力学问题为主题召开此次会议在全国是首次。此次会议由力促会倡导举办,并得到中国空气动力学专业委员会、成都市博览局、成都市双流县人民政府和华北电力大学的大力支持和协办。会议由华北电力大学副校长杨勇平、中国空气动力学会风能空气动力学专业委员会理事长肖京平主持,主要议题围绕风电的发展趋势、中国风电所面临的机遇和挑战、技术创新以及所存在的问题等展开。华北电力大学副校长杨勇平主持了研讨会的上半场部分。分为六个专题进行了大会交流。
世界风能协会主席Anil Kane博士介绍了世界风能最新趋势,内容包含:过去十年风电市场的发展规律,从零八年开始风电产业的发展突飞猛进;总结了近年来各国总装机容量以及新装机容量的分布;并介绍了风资源分类、wheeling和蓄能等概念;最后在分析了世界能源局势、世界风资源评估以及对电力生产需求的基础上提出了风电发展的方向以及促进发展的关键因素,并举例说明了储能、风力机技术的发展现状及创新。
中国空气动力学会风能专委会主任、中国空气动力研究与发展中心低速所肖京平做了题为“建立国家级风力机综合性能评估与测试基地”的主题发言。针对建立国家级风力机综合性能评估与测试基地的必要性提出:丹麦做法值得借鉴;大型风力机从研发到产品化过程中必然包括理论数值计算、风洞试验、部件(叶片、发电机等)地面试验、整机野外测试。
中国可再生能源学会风能与业委员会秘书长秦海岩以“中国风电发展形势、现状及展望”为题,首先介绍了我国风电发展概况:我国风电开发以风资源丰富的“三北地区”为主 ,低风速风区引起市场关注 ;海外市场引发国产机组出口趋势加大 ;主流兆瓦级机组市场竞争激烈;传统多级齿轮传动型机组居市场主流;多因素带来机组价格进一步下滑,高集中度引发市场竞争更加激烈;海上风电建设正式拉开帷幕;风电发展遭遇电网瓶颈。随后展望了我国2020年风电装机将达到1.86亿千瓦;以蒙东&蒙西带头的千万千瓦风电基地保障未来风电市场需求;总结并预估了2006-2015年风电装机容量;最后强调了巨大风电市场需求拉动下的技术创新机遇。
中国科学院工程热物理研究所研究员赵晓路代表徐建中院士从技术角度出发,提出要发展新一代风力发电技术。 风电叶片行业面临的突出问题有:目前国内风电叶片企业的技术大多没有完全自主的知识产权,我国对大型风电叶片设计的核心技术尚未完全掌握,缺乏风能基础理论研究和综合性应用技术研究,相关的实验与检测平台建设薄弱,缺乏专门从事风能研究的复合型专业人才;技术挑战存在于下述几个方面:1)大型化长叶片:流动复杂;前弯、后掠、预扭叶片三维成型方法涉及多学科交叉问题;风电叶片的设计体系由二维向三维化转变;三维气动-结构-材料综合设计体系的建立与完善。2)区域化特征:北方风沙污染,低风速区,沿海台风等。3)规模化应用,4)智能化特点:智能电网、优化控制。5)利用形式多样化:风力发电制氢,风能非电利用方式等,6)海上风电。
南京航空航天大学973风电项目首席科学家王同光教授针对风力机气动特性计算中存在的不确定性问题做了专题报告。首先由NREL盲比引发问题:不同软件计算结果的差别、计算值与实验室的差别,原本认为容易预估的典型工况计算结果令人担忧,计算模型精度不够(甚至不能满足一阶精度)。然后对不同计算结果进行比较,对比结果显示:1)BEM方法:计算结果差别很大;2)CFD方法:考虑转捩,以及修改经验参数,计算结果能够与实验值很好吻合;将修改后的模型运用到3D叶片在各风速下的功率计算,为目前最好结果;CFD存在问题:结果的不稳定性、与网格有关、经验依赖、湍流模型;3)涡尾迹模型必须考虑动态失速。
华北电力大学康顺教授从风场的角度出发,做了题为“基于CFD仿真的风电场资源分析与微观选址技术”的主题报告。华北电力大学风力发电研究中心2008年开始风电场风况分析技术研发,采用求解RANS的CFD方法,由线性模型、中尺度模型、CFD方法的局限性引出WeFarm软件,介绍了软件特点,并给出了算例验证,最后对其主要技术原理进行总结。
中国石油大学(北京)海洋油气研究中心主任段梦兰介绍了“废弃海洋结构物建设海上风电的成功尝试”。内容包含连接、运输、安装以及对塔架进行结构有限元数值模拟等。
宝山钢铁股份有限公司工程管理部首席工程师、理事王怀忠对风力发电塔桅结构若干进展做了报告,报告中指出现有风力发电塔架结构存在的问题;塔架结构重量和材料费用,运输故障检修,极端台风带来的问题,并介绍了几种现有的风力机塔架。
茶歇后,研讨会下半场部分由中国空气动力学会风能空气动力学专业委员会理事长肖京平主持。比利时大使馆商务参赞新能源专家汤姆托比克和葡萄牙新能源部特使努诺多明戈分别介绍了各自国家的风电发展现状与前景,来自各个企业和公司的代表分别就其技术及产品作了介绍:包括中国东方汽轮机有限公司、英国Romax公司、成都佳灵电器制造有限公司、成都弗特科技有限公司以及德国INFRAWIND欧亚风能联合会。
3. 成功举办了力促会首次全委会暨力学与工程应用学术会议。
2010年10月15~17日,在上海世博会期间,来自全国各地从事力学研究与工程应用的学者和工程技术专家共80余人在上海科学会堂地热能厅汇聚一堂,召开促进工程应用与产业结合工作委员会全体会议暨力学与工程应用学术研讨会,总结力学研究与工程应用的经验和成果,探讨力学与工程领域合作和发展的方向。
在会议开幕式上,促进工程应用与产业结合工作委员会主任委员,大连理工大学胡平教授致开幕词。同济大学仲政教授代表上海市力学学会对本次会议的召开表示诚挚的祝贺。促进工程应用与产业结合工作委员会秘书长,中国科学院力学研究所夏原教授宣读了理事长李家春院士对本次会议的贺信。
秉承创始人钱学森、周培源、钱伟长、郭永怀倡导与工程相结合的指导思想,几代中国力学工作者创立并传承以服务国家重大战略需求为己任,推动了力学与工程应用的发展的优良传统,为国家经济建设和国防事业的发展建立了卓越功勋。在新的历史时期,更需要中国力学工作者及工程技术专家大力协同,围绕国家重大需求拓展新思路,探索新方法,为发展我国国防安全与国民经济重大需求做出更大贡献,开创具有中国特色的力学与工程应用发展道路。
本次会议结合力学与工程结构、材料、先进制造、航空航天、海洋工程等若干交叉领域典型的工程案例,总结重大工程建设与力学相关的研究现状与最新进展。10月16日全天共发布了14篇学术报告,大连理工大学胡平教授作了“超高强度汽车结构渐热冲压技术研究进展”的报告,中国科学院力学研究所夏原教授作了“等离子体电解氧化陶瓷层生长动力学机制及力学特性”的报告,中国石油大学段梦兰教授作了“深水海洋工程中的力学问题”的报告,华北电力大学康顺教授作了“风力机空气动力学问题及解决方案”的报告,清华大学庄茁教授作了“航天器结构的若干关键力学问题”的报告。为了进一步反映产业发展对工程的需求,会议还特邀来自台湾的盛贻热浸锌股份有限公司欧建宗总经理作了“环保热浸镀锌防腐蚀技术应用”的报告。会议还向每位参会代表赠送宝山钢铁股份有限公司王怀忠首席工程师的新著《宝钢长桩理论与实践》。
学术报告之后胡平教授作了促进工程应用与产业结合工作委员会工作报告,总结了本届工作委员会取得的成绩,指出不足之处,对今后的工作提出更高的目标和行动规划。与会委员进行了热烈的讨论,对工作报告给予充分肯定和补充。
本次会议得到上海市力学学会产学研工作委员会、上海城建集团、同济大学、中国二十冶集团有限公司、上海交通大学等单位的承办和支持。会议于10月17日安排来沪参会的代表参观了世博盛会。
4. 成功举办了第六届全国非线性有限元高级讲习班。
随着人们对力学科学不断深入地探索和认识,各种各样的非线性问题日益凸现出来。为了帮助广大分析工程师和科研人员掌握和理解非线性有限元方法的基本原理、方法和求解过程,正确地建立各类非线性问题的数学模型,并能够使用非线性有限元程序计算和分析工程中经常遇到的材料、几何和接触非线性问题,提高非线性有限元的教学和科研水平,由中国机械工程学会机械工业自动化分会、促进工程应用与产业结合工作委员会、清华大学航天航空学院共同主办的“第六届全国非线性有限元高级讲习班”于2010年8月5—7日在成都成功举办。来自北京、上海、重庆、天津、湖南、山东、黑龙江、浙江、广东、湖北、江苏、辽宁、陕西、云南、甘肃等省市的科研院所、高等院校、制造企业等40多家单位的80多名学员参加了本次培训。
“全国非线性有限元讲习班”于2004年在清华大学创办,首届讲习班由美国工程院院士、美国西北大学Belytschko教授主讲,自从2007年以后,与中国CAE年会成为姊妹活动每年暑期举办一届。六年来已经分别在北京、承德、大连、青岛成功举办过五期培训,培训人数已经超过400余人,受到制造企业、科研院所和高等院校等专业人士的一致好评,并已成为该领域每年一届值得期待的品牌活动。
本届讲习班由力促会副主任委员、北京力学会秘书长、清华大学航天航空学院庄茁教授全程授课。讲授内容不但有较高的理论水平,并且结合具体工程实践,学员们表示这是一次高层次的前沿讲习活动,从专家的讲课内容中学习到最前沿的技术和工程设计思路,提高了水平、开拓了视野,参会培训人员普遍感到受益匪浅。学员们也希望主办单位将来能够举办更多类似的高级讲习班。
5. 举办了首届超限建筑结构有限元分析讲习班。
2010年5月29—30日,由力促会、北京力学会、清华大学航天航空学院、清华大学土木工程系共同主办,北京诺维特机械科学技术发展中心承办的“首届超限建筑结构有限元分析讲习班”在北京成功举办。来自北京、上海、重庆、天津、湖南、山东、黑龙江、浙江、广东、湖北、江苏、辽宁、云南、甘肃等省市的建筑设计研究院所和公司、高等院校、软件公司等30多家单位的50多名代表参加了本次培训。
计算机数值模拟与分析技术是国际科技界和工程界公认的工程设计过程中应当采用的高新技术。借助数值模拟与仿真技术,许多过去无法确定的工程问题可以得到满意的解答方案,节约了大量的设计时间、降低了设计成本。数值模拟仿真与分析在土木工程领域具有广阔的应用空间和价值,尤其在超限(超高、超长、超宽和复杂条件)建筑结构体系的安全性、可靠性和实验测试中更是能达到事半功倍的效果,如“鸟巢”、CCTV大厦和桥梁等的结构分析和优化中都应用到了数值模拟仿真与分析技术。
我国为了应对金融危机对经济的影响,加大了在基础设施领域的投资力度,特别是在机场、铁路和桥梁等领域,因此超高、超宽、超长等不在规范规定范围之内的复杂建筑越来越多,使得对结构有限元计算分析的需求尤为迫切。力促会抓住机遇,及时地为推广数值模拟仿真与分析技术在土木工程领域的应用,解决工程项目,特别是超限建筑结构在设计、施工、科研中的技术难题而举办了这次高层次专业培训活动,扩大了力促会在各个行业的影响。
本届培训在力促会副主任委员、北京力学会秘书长、清华大学航天航空学院党委书记庄茁教授的致辞后正式开始。来自清华大学土木工程系的叶列平教授是全国结构工程界及混凝土领域的著名专家,他以“抗震结构损伤机制控制与弹塑性分析”为题首先为学员讲授第一个课程单元。随后清华大学土木工程系副教授陆新征博士从“框架结构的弹塑性有限元模型;剪力墙结构的弹塑性有限元模型;静力弹塑性分析;动力弹塑性时程分析;建筑弹塑性分析的最新进展”五个方面将理论结合工程实践讲授了第二课程单元。广州数力工程顾问公司技术总监李志山博士是清华知名校友,曾于1983-1988年在清华大学获得工程力学及结构工程双学士,后获得澳大利亚新南威尔士大学结构工程博士学位,是国内建筑结构及仿真分析领域的知名专家。李博士从“高层建筑结构抗震的性能化设计概念;新修订的高层建筑结构抗震设计规范对性能化设计的要求;高层建筑结构的动力弹塑性分析原理和方法;高层建筑结构的动力弹塑性分析工程实践;高层建筑结构抗震设计的展望;有限元计算软件发展及在土木工程应用实例”六个方面为学员全面讲述了高层建筑的结构、抗震设计和有限元计算分析,并通过CCTV 新塔,深圳平安中心(600m)等国内超高建筑的实际案例进行了详细分析介绍。培训最后一个课程单元是由清华大学航天航空学院工程力学系庄茁教授主讲,他以有限元计算软件发展及在土木工程应用实例为题,讲授了“往复动载下钢筋混凝土梁的Takeda模型;斜拉桥施工和地震动三维仿真;电视塔动力分析模型和有限元计算;大型油气储罐的流固耦合性能计算”等内容。
专家们讲授的内容不但有较高的理论水平,并且结合具体工程实践,在培训后主办单位的调查显示满意度达到96%,学员们表示这是一次高层次的实用讲习班,从专家们的讲课内容中学习到最前沿的技术和工程设计思路,提高了水平、开拓了视野,对指导超限结构分析和设计受益匪浅。学员们也希望主办单位将来能够举办更多类似的高级讲习班以满足当前工程界普遍遇到的复杂实际问题。