由于西方发达国家起步早，中国在CAD、CAE等大型设计仿真类工业软件上受制于人。近日，杭州电子科技大学计算机学院徐岗教授团队，以在等几何分析上的核心理论和实践成果，逐步解决CAD、CAE“语言连接融通”难题，研发了国内首家基于等几何分析的建模仿真优化一体化软件平台iGamev1.0，有望在高端制造智能化设计上提供 “国产解决方案”，突破目前工业软件中几何设计与物理性能分析割裂的现状。
作为大型、精密设备智能设计制造的前置流程，CAD和CAE软件两者之间，一直以来有个 “语言鸿沟”。
徐岗打个比方说，“比如你在电脑上用CAD软件设计了一个数字化飞机模型，肯定不能直接投入生产，而需要通过CAE仿真软件对其进行各种功能分析，验证优化之后才能开始生产制造。”
而由于这两个领域用的描述语言不同，需要将CAD的语言翻译成CAE领域所需要的语言。由于CAD设计出来的模型十分复杂，这个翻译过程一般无法直接通过电脑自动完成，需要人工翻译，不仅费时费力，甚至有可能出现无法翻译的情况。
2005年，美国三院院士托马斯·休斯首先提出等几何分析的理念。等几何分析技术就好比在CAD和CAE两个高楼大厦间架起一座桥梁，实现两个领域数据的无缝衔接。
徐岗团队是国内最早开展等几何分析研究队伍之一。目前，该团队以一系列关键理论和技术突破，逐步攻克 “等几何分析”的应用堡垒，并设立了技术 “护城河”。复杂产品的计算域高质量参数化则是困扰等几何分析方法向前发展的关键瓶颈问题之一。徐岗在国际上最早开始了这一问题的研究，开辟了 “适合分析的计算域参数化”这一研究方向，创新性地提出了约束优化、变分调和映射、边界重新参数化等一系列构造高质量计算域参数化的理论和方法，并解决了复杂拓扑区域的参数化难题，为任意复杂计算域的参数化问题提供了基本框架；相关三篇论文入选ESI热点论文和高被引论文，SCI他引均达到百余次，曾分别入选计算机辅助工程领域的TOP期刊CMAME和计算机辅助设计领域的TOP期刊CAD近五年所发表论文中引用次数最多的论文列表；对于具有一致拓扑的CAD数字几何模型，提出了“分析重用”这一概念，并给出了基于预计算及深度卷积神经网络的等几何分析重用方法，提高了体参数化与等几何分析求解的效率，可推动等几何分析方法在实际工程中的应用。此外，基于体细分关键理论创新成果，提出了面向复杂CAD模型的等几何外形设计、功能分析、结构优化一体化框架，有望进一步提升等几何分析方法的应用广度。
“目前我们基于团队现有理论技术积累，正在研发国内首款基于等几何分析的三维几何建模仿真优化一体化自主可控软件平台iGame，并已与中国空气动力研究与发展中心、航天五院、吉利汽车、中物院、新迪CAD软件、温州东蒙集团等单位开展了广泛深入的合作，已跨出从理论到实践的重要一步。”徐岗指导的博士研究生、杭电形流数智仿真工作室负责人谢津说。
据了解，徐岗所指导的形流数智团队，师生成员近60名，基于团队在等几何分析领域的创新成果，徐岗2016年曾获得全国首届几何设计与计算青年学者奖，谢津2021年获得全国首届CAD&CG优秀学生奖，相关工作得到国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划课题、国家数值风洞重大工程课题以及浙江省重点研发计划项目资助，在精密零件智能设计、软体机器人仿真，生物医学领域时变流场仿真以及虚拟试衣仿真系统研发等多方面形成了一系列产业落地。（程振伟 戴英 周景林）
转自：中国工业报
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