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基于降阶模型的配网电缆温度场数字孪生建模方法 被引量:1
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作者 牛海清 黄世杰 +4 位作者 王东 马海涛 范华 翁利国 刘刚 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期10-20,共11页
电力设备的物理状态感知是建设智能电网的关键点之一。数字孪生技术可实时映射并快速预测设备的物理状态,但现有建模方法难以满足电缆温度场数字孪生模型的实时计算要求。鉴于此,该文提出了一种基于降阶模型的配网电缆温度场数字孪生建... 电力设备的物理状态感知是建设智能电网的关键点之一。数字孪生技术可实时映射并快速预测设备的物理状态,但现有建模方法难以满足电缆温度场数字孪生模型的实时计算要求。鉴于此,该文提出了一种基于降阶模型的配网电缆温度场数字孪生建模方法。首先,建立电缆多物理场全阶模型,基于奇异值分解和响应面插值方法建立其稳态温度场降阶模型;然后,结合稳态温度场降阶模型及电缆表面温度数据,通过实时求解多回路电缆传热反问题重构当前的电缆内部瞬态温度场,并基于排管敷设电缆温升试验验证了方法的正确性。进一步地,将该方法应用于实际运行的10kV电缆的内部瞬态温度场重构,将重构结果作为已知初始状态,基于稳态温度场降阶模型和改进叠加法快速预测应急状态下的电缆导体温度。与全阶模型相比,电缆导体温度重构值的最大相对误差为1.76%,应急状态运行的导体温度预测误差为1.01%,单次重构和预测计算时间分别为8.1s和3.6s,计算效率分别提高约35555倍和6000倍。该方法兼顾了计算速度、计算精度和建模成本,对其他类型电力设备温度场数字孪生建模具有参考意义。 展开更多
关键词 配网电缆 数字孪生 降阶模型 温度场重构
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面向数字孪生应用的大容量GIS整间隔稳态温升及降阶模型研究 被引量:1
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作者 侯世英 罗澳 +3 位作者 杨帆 权帅峰 霍小晶 孙帅 《高电压技术》 北大核心 2025年第5期2300-2310,共11页
超高压、大容量、数字化电网目标架构对高压开关领域提出了新的挑战。为研究550 kV/8 000 A气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)的稳态温升,解决获取温度场时存在模型自由度大、计算时间长等问题,该文研究了GIS整间隔模型... 超高压、大容量、数字化电网目标架构对高压开关领域提出了新的挑战。为研究550 kV/8 000 A气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)的稳态温升,解决获取温度场时存在模型自由度大、计算时间长等问题,该文研究了GIS整间隔模型热特性并构建了基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)方法的温度场降阶模型以面向数字孪生应用。首先,建立了基于物联网的电力设备数字孪生实现架构,提出了数字孪生驱动的GIS状态感知方法框架。基于该框架,搭建了以珠东北站示范工程中的GIS为原型的虚拟实体模型,分析了模型在8 800 A时的磁密、损耗、温度以及气流流速分布,进而搭建了大电流温升试验平台进行验证,试验测量结果与仿真结果吻合度高。其次,采用拉丁超立方采样方法构建该模型在不同工况下的快照矩阵输入参数样本集,进一步对温度快照采用POD方法生成温度场降阶模型。最后,对比了降阶前后模型的计算时长与误差:降阶模型相较全阶模型的计算时长由小时级降至秒级,阶数为6时均方根误差为0.053%满足POD误差规范要求。该文研究结果可为大容量开关的设计和运维提供支撑,为数字孪生技术在开关设备领域的应用提供参考。 展开更多
关键词 气体绝缘开关设备 数字孪生 多物理场仿真 降阶模型 本征正交分解
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基于形状分布-平均绝对误差法的历史建筑数字孪生模型更新方法 被引量:1
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作者 张爱琳 王凯 +2 位作者 丁超 闫泽文 郎秀颖 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第12期5058-5065,共8页
针对如何实现历史建筑数字孪生模型动态更新这一问题,提出一种“构建-对比-更新”的更新思路。首先,在完成历史建筑数字孪生模型构建的基础上,借助形状分布法,绘制不同时点下构建的历史建筑数字孪生模型的形状分布曲线;其次,利用平均绝... 针对如何实现历史建筑数字孪生模型动态更新这一问题,提出一种“构建-对比-更新”的更新思路。首先,在完成历史建筑数字孪生模型构建的基础上,借助形状分布法,绘制不同时点下构建的历史建筑数字孪生模型的形状分布曲线;其次,利用平均绝对误差法的变形实现两种模型的相似度评估;此外,根据不同的相似度评估结果,设定历史建筑构件模型的更新策略,并借助相关软件完成数字孪生模型更新;最后,以弘慈寺玉佛殿斗拱柱构件为对象进行实例验证。结果表明:所提出的历史建筑模型更新思路及其实现方法不仅为实现历史建筑数字孪生模型动态更新奠定了基础,还为历史建筑的智能化保护提供参考价值。 展开更多
关键词 数字孪生模型 形状分布 平均绝对误差(MAE) 模型相似度 模型更新
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面向数字孪生滚磨光整加工的高保真模型构建方法
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作者 辛宇鹏 李文辉 陈艺文 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第9期3141-3158,共18页
零件表面微观几何形貌表达以及机械作用力的仿真计算,是影响精密加工仿真结果预测准确度的关键。传统仿真中常采用理想光滑表面模型替代零件真实的几何形貌,往往导致仿真结果与实际加工效果产生巨大偏差。以滚磨光整加工为背景,借鉴数... 零件表面微观几何形貌表达以及机械作用力的仿真计算,是影响精密加工仿真结果预测准确度的关键。传统仿真中常采用理想光滑表面模型替代零件真实的几何形貌,往往导致仿真结果与实际加工效果产生巨大偏差。以滚磨光整加工为背景,借鉴数字孪生理念,提出采用高保真模型模拟预测机械加工作用效果。该模型是一个多维度、多尺度的数据集合,在保留零件表面微观几何尺寸信息的同时,还兼容加工要求、材料和表面质量等信息。研究了面向数字孪生滚磨光整加工的高保真模型几何建模方法,提出了数字孪生滚磨光整加工系统框架,分析了该框架下的高保真模型迭代运行机制。最后,通过对比一尺寸为20 mm×20 mm×3 mm铝合金试件的滚磨光整加工实验和仿真实验结果,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 数字孪生 滚磨光整加工 表面模型 加工仿真 高保真模型
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水动力模型与数字孪生场景融合渲染技术应用研究
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作者 潘益婷 宁海元 +3 位作者 黄佳河 孟详钧 杨嘉欣 马雨洁 《人民长江》 北大核心 2025年第S1期327-332,共6页
提升水利信息的数字化和精细化水平,是实现防洪“四预”精准化预警和智能化调度的关键路径,但传统水文模型因表达形式单一、与真实场景融合效果有限等,制约了其在淹没分析中的预测预判能力。为此,提出将一、二维水动力模型与数字孪生场... 提升水利信息的数字化和精细化水平,是实现防洪“四预”精准化预警和智能化调度的关键路径,但传统水文模型因表达形式单一、与真实场景融合效果有限等,制约了其在淹没分析中的预测预判能力。为此,提出将一、二维水动力模型与数字孪生场景的仿真渲染技术相融合,通过模型对象构建等处理一、二维水动力模型数据;通过对顶点位置进行数据结构和索引优化,构建几何模型和网格结构;通过对水深数据归一化处理和曲线拟合,实现水深数据的动态着色;通过RenderTarget和blitRenderTarget等技术实现分屏渲染。应用实践表明:该融合渲染技术通过定制时间轴组件的交互功能和数据绑定,以及经纬度和水深数据实时显示等,实现了与二维水动力仿真模拟的无缝联动,增强了模型的实时性、可视化、动态性和全域性。 展开更多
关键词 水动力模型 数字孪生 融合渲染 数据处理 场景交互
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数字孪生水利专业模型平台构建思路与实践
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作者 贺挺 夏润亮 +2 位作者 宋利祥 杜颖恩 胡豫英 《人民黄河》 北大核心 2025年第11期144-148,162,共6页
为促进数字孪生水利专业模型的集约建设,提升模型复用率与方案构建效率,探讨数字孪生水利专业模型平台的构建思路并进行实践应用。基于云原生模式进行平台架构设计,提出基于组件的水利专业模型组件化抽象模型来实现水利专业模型的统一... 为促进数字孪生水利专业模型的集约建设,提升模型复用率与方案构建效率,探讨数字孪生水利专业模型平台的构建思路并进行实践应用。基于云原生模式进行平台架构设计,提出基于组件的水利专业模型组件化抽象模型来实现水利专业模型的统一集成和管理,提出基于云工作流的模拟仿真引擎来实现模型的灵活编排和并行计算。将水利专业模型平台构建思路应用于水利部数字孪生模型平台建设,利用水利部数字孪生模型平台开展2024年北江2号典型洪水推演和海河“23·7”流域性特大洪水复盘实践,应用结果验证了提出的模型平台建设思路可以实现数字孪生水利专业模型的标准化集中管理,简化模型的构建流程,提高模型的复用性。 展开更多
关键词 数字孪生水利 水利专业模型平台 组件 云工作流 任务调度
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数字孪生驱动森林精准经营决策:理论模型、关键技术与应用示范
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作者 张怀清 邱汉清 +3 位作者 雷可欣 王建森 廉官俊 杨廷栋 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第11期1-16,共16页
森林经营是实现森林质量精准提升的关键路径。由于森林类型复杂且生长周期长,森林经营长期面临管理粗放、方案实施困难,智能化水平低,试错成本高等突出问题,严重制约了森林质量精准提升。针对上述挑战,本文首先剖析了森林经营决策的转... 森林经营是实现森林质量精准提升的关键路径。由于森林类型复杂且生长周期长,森林经营长期面临管理粗放、方案实施困难,智能化水平低,试错成本高等突出问题,严重制约了森林质量精准提升。针对上述挑战,本文首先剖析了森林经营决策的转型需求——从粗放经验向数字智能转变,并阐释了森林数字孪生体的构建机理——将“林地”转变为“决策实验室”。在此基础上,围绕数据智能感知与更新、林分结构智能解析、森林生长建模与智能模拟、森林经营方案智能编制与优选、经营措施精准实施、经营成效智能评估与决策反馈等关键环节,提出了数字孪生驱动的精准经营决策理论模型和关键技术。以塞罕坝机械林场尚海纪念林数字孪生系统为例,系统阐释了从森林数字孪生构建、林分生长模拟、林分结构分析到森林经营决策优化的实现路径。最后,探讨了面临的机遇与挑战:“数字中国”战略引领、生物多样性保护与碳中和目标驱动、森林质量精准提升需求以及人工智能赋能形成多重战略契机;但亟需攻克多源异构数据融合更新、大规模孪生体高效建模、多目标优化决策的可解释性、虚实精准联动交互等关键技术瓶颈。为此,本文提出与多模态大模型、具身智能、生成式人工智能、元宇宙等前沿技术深度融合的演进方向,旨在推动森林经营向精准化、高效化和智能化发展,赋能林草行业高质量发展。 展开更多
关键词 数字孪生 森林精准经营 林分结构分析 森林生长模拟 智能决策 多模态大模型 具身智能 塞罕坝
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融合大语言模型和提示学习的数字孪生水利知识图谱构建 被引量:8
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作者 杨燕 叶枫 +2 位作者 许栋 张雪洁 徐津 《计算机应用》 北大核心 2025年第3期785-793,共9页
构建数字孪生水利建设知识图谱挖掘水利建设对象之间的潜在关系能够帮助相关人员优化水利建设设计方案和决策。针对数字孪生水利建设的学科交叉和知识结构复杂的特性,以及通用知识抽取模型缺乏对水利领域知识的学习和知识抽取精度不足... 构建数字孪生水利建设知识图谱挖掘水利建设对象之间的潜在关系能够帮助相关人员优化水利建设设计方案和决策。针对数字孪生水利建设的学科交叉和知识结构复杂的特性,以及通用知识抽取模型缺乏对水利领域知识的学习和知识抽取精度不足等问题,为提高知识抽取的精度,提出一种基于大语言模型的数字孪生水利建设知识抽取方法(DTKE-LLM)。该方法通过LangChain部署本地大语言模型(LLM)并集成数字孪生水利领域知识,基于提示学习微调LLM,LLM利用语义理解和生成能力抽取知识,同时,设计异源实体对齐策略优化实体抽取结果。在水利领域语料库上进行对比实验和消融实验,以验证所提方法的有效性。对比实验结果表明,相较于基于深度学习的双向长短期记忆条件随机场(BiLSTM-CRF)命名实体识别模型和通用信息抽取模型UIE(Universal Information Extraction),DTKE-LLM的精确率更优;消融实验结果表明,相较于ChatGLM2-6B(Chat Generative Language Model 2.6 Billion),DTKE-LLM的实体抽取和关系抽取F1值分别提高了5.5和3.2个百分点。可见,该方法在保障知识图谱构建质量的基础上,实现了数字孪生水利建设知识图谱的构建。 展开更多
关键词 大语言模型 提示学习 知识图谱 知识抽取 数字孪生水利建设
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基于数字孪生的机场消防保障孪生体模型构建方法 被引量:1
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作者 王海涛 胡嘉旭 +2 位作者 张海涛 刘尧锋 徐显海 《兵工自动化》 北大核心 2025年第3期55-60,共6页
为提升机场消防保障能力,提出基于数字孪生技术研究机场消防保障数字孪生体的构建方法。根据物理机场的实际保障要素,建立机场主要消防装备设备3维模型、气象模型、地理环境模型和火场模型;通过消防装备作业特点构建装备运动学仿真模型... 为提升机场消防保障能力,提出基于数字孪生技术研究机场消防保障数字孪生体的构建方法。根据物理机场的实际保障要素,建立机场主要消防装备设备3维模型、气象模型、地理环境模型和火场模型;通过消防装备作业特点构建装备运动学仿真模型,实现对机场消防保障的数字孪生体模型构建。结果表明,该方法可为构建机场消防保障的数字孪生系统奠定基础。 展开更多
关键词 数字孪生 机场消防保障 模型构建
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面向水氮管理的数字孪生枣树作物模型系统设计与仿真
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作者 邹军 冯建中 +4 位作者 王剑 白林燕 谢能付 陶鑫 薛原 《江苏农业科学》 北大核心 2025年第5期290-300,共11页
为有效改善灌溉模式、节约水氮肥资源、降低或减弱不合理的水氮灌溉施用对环境的负面影响,针对我国西北干旱绿洲滴灌区的集约规模化红枣种植区,面向枣园水氮精细化管理的需要和作物生长与水氮灌溉施肥控制过程,运用数字孪生技术,开展田... 为有效改善灌溉模式、节约水氮肥资源、降低或减弱不合理的水氮灌溉施用对环境的负面影响,针对我国西北干旱绿洲滴灌区的集约规模化红枣种植区,面向枣园水氮精细化管理的需要和作物生长与水氮灌溉施肥控制过程,运用数字孪生技术,开展田间水氮一体化按需灌溉施氮作业高效协同管控模式、数字孪生枣树作物生长模型系统关键技术及其应用研究,构建面向枣园水氮管理的数字孪生枣树作物模型系统框架体系和枣树生长数字孪生体模型,并利用改进优化的水氮需求模型、融合枣树DNDC模型的深度森林(gcForest)土壤水氮增强预测模型及基于响应式的PID(比例、积分和微分)控制模式,构建田间枣树生长水氮有效的调控方式。研发了具有包括实时监测、作物生长模拟、水氮控制与仿真等功能的枣树生长水氮管理数字孪生原型系统平台,并对孪生系统进行有效性验证和仿真示例及应用性分析与评价。结果表明,枣树生长数字孪生系统模拟的日均茎流速与实测值具有显著的一致性(rRMSE=0.28,R2=0.80),能够较好地模拟土壤湿度(rRMSE=0.10,R^(2)=0.92)、土壤含氮量(rRMSE=0.21,R^(2)=0.95)的变化情况,孪生系统模拟综合精准度为80.33%。在满足枣树生长过程中对水氮需求的同时,高频次按需响应式灌溉施氮方案可节约19.21%用水量、23.95%用氮量。在开放式枣园生产环境中,该系统初步具备仿真模拟关键生育期田间枣树生长物理空间单元的水氮含量及其复杂变化的能力,可为枣树栽培过程中田间水氮的智慧精细化管理提供有效的决策性支持。 展开更多
关键词 作物生长 水氮管理 数字孪生 作物模型 系统仿真 枣树
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6G数字孪生信道的三个使能技术:多模态感知、环境知识和大模型
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作者 于力 张建华 蔡逸辰 《中兴通讯技术》 北大核心 2025年第4期19-28,共10页
未来6G移动通信系统中,智能机器类通信(MTC)将在工业自动化、车联网等场景中发挥关键作用,对通信系统中无线信道建模的精度、实时性与自适应能力提出了前所未有的挑战。数字孪生信道(DTC)作为一种新兴的信道表征范式,能够在数字世界中... 未来6G移动通信系统中,智能机器类通信(MTC)将在工业自动化、车联网等场景中发挥关键作用,对通信系统中无线信道建模的精度、实时性与自适应能力提出了前所未有的挑战。数字孪生信道(DTC)作为一种新兴的信道表征范式,能够在数字世界中构建物理信道的高保真映射,为6G系统提供动态环境下的感知、预测与决策支持。为推动DTC从理论概念走向实际应用,进一步提升其多模态数据融合以及多场景泛化能力,首次将信道大模型(ChannelLM)引入DTC实现框架,并围绕其核心架构展开关键技术设计与验证。具体而言,DTC架构由多模态环境感知与重构、无线环境知识(WEK),以及可泛化的ChannelLM三大核心技术支撑,分别实现对物理环境的高精度建模、环境-信道关系的可解释性构建,以及基于知识驱动的信道预测与通信策略生成。MTC典型场景的实验结果表明,所提方案在信道预测精度与场景泛化性方面有显著提升,为DTC技术在6G网络中的应用落地提供了有效的支撑路径。 展开更多
关键词 数字孪生信道 多模态感知 环境重构 信道预测 无线环境知识 信道大模型
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面向轴承圈数字孪生几何模型的检测线测量方法
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作者 李云风 姚爽 +1 位作者 师素双 师占群 《现代制造工程》 北大核心 2025年第10期106-113,105,共9页
为获得高精度的测量数据,从而构建精准数字孪生几何模型,区别于以往三维扫描等非接触方式,提出了一种以接触方式获取测量数据的方法。以轴承圈测量为例,改进了轴承圈尺寸检测线测量方法,分别建立了基于正弦逼近和卷积神经网络(Convoluti... 为获得高精度的测量数据,从而构建精准数字孪生几何模型,区别于以往三维扫描等非接触方式,提出了一种以接触方式获取测量数据的方法。以轴承圈测量为例,改进了轴承圈尺寸检测线测量方法,分别建立了基于正弦逼近和卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)的外径误差模型,并采用正交试验选择了CNN外径误差模型最优参数,随后通过对比试验为轴承圈大端和小端的外径测量选取了最佳外径误差模型。试验结果表明,改进后的大端和小端的外径测量误差分别平均降低了63.20%和97.98%。最后,提出并验证了单点外径值计算方法,解决了测量数据难以应用于数字孪生几何模型构建的问题。 展开更多
关键词 数字孪生 几何模型 测量方法 误差模型 智能制造
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煤矿复杂装备数字孪生几何模型轻量化方法
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作者 李波 胡成军 +5 位作者 刘宾 潘格格 王树阳 朱晨泽 鲁自横 郝雪弟 《煤炭工程》 北大核心 2025年第8期218-224,共7页
数字孪生是实现煤矿智能化开采实时监控与双向映射的核心技术。现有数字孪生创建方法主要基于Unity3D(U3D)、Unreal Engine(UE)等商业软件,完全依赖国外技术输入,并且面向煤矿复杂场景时存在模型体积庞大、网络端实时交互性差的瓶颈。... 数字孪生是实现煤矿智能化开采实时监控与双向映射的核心技术。现有数字孪生创建方法主要基于Unity3D(U3D)、Unreal Engine(UE)等商业软件,完全依赖国外技术输入,并且面向煤矿复杂场景时存在模型体积庞大、网络端实时交互性差的瓶颈。针对上述问题,提出一种基于WebGL的智能化开采工作面三机可视化数字孪生模型轻量化方法。通过融合glTF格式转换与渐进式网格合并算法,在保留关键几何特征(压缩率最高95.3%)条件下,采用八叉树射线拾取与设备自适应渲染策略,以及硬件性能匹配等多种方法创建复杂装备数字孪生轻量化几何模型,并通过试验验证该方法可有效降低模型初始化及渲染时间,提高渲染帧率,并对主流浏览器具有良好的兼容性,从而为智能化煤矿数字孪生的创建提供一条轻量化、兼容性好、自主产权可控的技术路径。 展开更多
关键词 数字孪生 模型轻量化 渲染优化 WEBGL
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面向设计重用的设备级数字孪生模型匹配方法
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作者 菅宇超 盛步云 +1 位作者 罗瑞平 石越 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第2期236-240,共5页
针对设备级数字孪生模型设计重用时的局限性,即无法捕捉设备的功能、组成、材料以及工作能力,导致匹配的准确性和实用性较差的问题,提出了一种面向设计重用的设备级数字孪生模型匹配方法。首先,在设备模型导入虚拟场景后,整合模型的多... 针对设备级数字孪生模型设计重用时的局限性,即无法捕捉设备的功能、组成、材料以及工作能力,导致匹配的准确性和实用性较差的问题,提出了一种面向设计重用的设备级数字孪生模型匹配方法。首先,在设备模型导入虚拟场景后,整合模型的多模态信息,初步计算模型属性集的相似性,从而生成匹配的初步结果;随后,基于初步的匹配结果,利用优化的形状分布算法对匹配结果进一步计算几何特征相似度,以筛选出最终的精确匹配结果,提高了模型匹配的准确性,并促进了模型的设计重用。 展开更多
关键词 数字孪生 模型匹配 多模态融合 形状分布
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数字孪生表面模型在滚磨离散元仿真中的应用
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作者 陈艺文 李文辉 +1 位作者 辛宇鹏 李秀红 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第6期203-209,共7页
离散单元法是模拟滚磨光整加工过程的一种基础方法,主要用以分析滚磨光整加工机理或预测加工效果。为了提高仿真结果的准确性,提出了一种滚磨离散元仿真中零件的数字孪生表面模型构建方法;为实现对复杂表面轮廓不同形貌误差成分的提取,... 离散单元法是模拟滚磨光整加工过程的一种基础方法,主要用以分析滚磨光整加工机理或预测加工效果。为了提高仿真结果的准确性,提出了一种滚磨离散元仿真中零件的数字孪生表面模型构建方法;为实现对复杂表面轮廓不同形貌误差成分的提取,研究了小波分解中小波基及分解尺度的优选,得到数字孪生表面点云模型;通过泊松表面重建算法将点云模型转换为表面几何模型;最后选取试件完成数字孪生表面模型的构建,通过分析理想表面模型与数字孪生表面模型在滚磨离散元仿真中的磨损情况,并与试件实际加工磨损情况对比,从仿真效率与仿真效果上验证了构建方法的正确性。 展开更多
关键词 滚磨光整加工 离散元仿真 数字孪生 表面模型
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数控机床主轴CAE数字孪生代理模型研究
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作者 卢宥嘉 尹志宏 +3 位作者 李再参 南朋涛 朱升硕 山伟杰 《机床与液压》 北大核心 2025年第13期58-63,共6页
为保证数控机床数字孪生虚实模型的高保真性和实时性,以数控机床主轴系统为对象,提出一种建模策略,即基于数据驱动的泰勒网络模型,用泰勒网络代替神经网络模型,降低样本需求。同时为了提高样本利用效率,将动力学演化样本生成方法引入代... 为保证数控机床数字孪生虚实模型的高保真性和实时性,以数控机床主轴系统为对象,提出一种建模策略,即基于数据驱动的泰勒网络模型,用泰勒网络代替神经网络模型,降低样本需求。同时为了提高样本利用效率,将动力学演化样本生成方法引入代理模型优化设计,采用拉丁超立方抽样得到初始样本点集,再基于动力学演化计算生成均匀性更佳的样本点集,并结合泰勒网络构建出各自的机床主轴系统代理模型。通过与CAE仿真结果进行对比获得各自的平均误差,作为所构建的主轴系统代理模型精度的衡量标准。结果表明:借助泰勒网络模型的映射能力,成功地将主轴荷载与响应的高维、强非线性函数关系表示出来,所构建的代理模型平均误差均小于10%,且平均误差小于1%占比均高于85%;模型预测计算方面,单点预测耗时均小于10 ms,批量(100点)预测耗时最大为0.21 s,能够满足实时性需求。因此,将动力学演化点集应用在数控机床主轴系统代理模型构建中,能够建立实时性强且精度高的代理模型,在各误差范围内所构建的代理模型占比均明显优于未演化点集所构建的代理模型,适用于构建数控机床数字孪生高效准确的CAE代理模型。 展开更多
关键词 数字孪生 机床主轴系统 动力学演化采样 代理模型
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“数据+模型”融合驱动的立加数字孪生监控系统应用研究 被引量:1
17
作者 胡飞 侯鹏 +1 位作者 黄宇 邹修敏 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第4期380-384,共5页
数字孪生正驱动机械制造加工车间朝数智化、服务化方向变革。针对典型数控机床数字孪生监控对加工生产过程数据统一标准规范和接口的数据共享交互和集成应用要求,提出一种集数据、模型和通信三者为一体的数控机床数字孪生监控系统应用... 数字孪生正驱动机械制造加工车间朝数智化、服务化方向变革。针对典型数控机床数字孪生监控对加工生产过程数据统一标准规范和接口的数据共享交互和集成应用要求,提出一种集数据、模型和通信三者为一体的数控机床数字孪生监控系统应用开发架构。通过设计抽象数控机床OPC UA信息模型,分解归纳私有组件类型,模块化构建三维数字化模型,综合UA服务器地址空间元模型、信息模型、数据和三维模型之间的交互映射提供统一的数据语义格式和规范化通信,结合同步仿真建模、碰撞检测、视角控制等技术实现实时数据信息和虚拟仿真的可视化监控。选择机床加工制造车间典型设备西门子828D立式加工中心进行应用系统开发,开发中克服了多元异构设备异构数据交互共享和集成困难的弊端,系统能满足各项功能,这为实现标准化数据驱动的数字孪生等智能制造服务提供了有效的解决方案。 展开更多
关键词 数字孪生 立式加工中心 信息模型 监控系统 西门子828D
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面向矿用机电设备数字孪生模型的故障特征提取与识别技术 被引量:2
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作者 李丁卯 罗珍平 《现代电子技术》 北大核心 2025年第8期173-178,共6页
为满足矿用机电设备的智能化故障诊断需求,基于数字孪生模型提出了一种故障特征提取与识别技术方案。该方案主要包括机电设备的数字孪生建模和故障特征提取与识别两方面。通过卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络的混合模型完成数... 为满足矿用机电设备的智能化故障诊断需求,基于数字孪生模型提出了一种故障特征提取与识别技术方案。该方案主要包括机电设备的数字孪生建模和故障特征提取与识别两方面。通过卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络的混合模型完成数字孪生的建模;使用数据可视化技术和Z-score标准化方法对数据进行处理和筛选,利用小波变换方法进行故障特征提取,并设计一种基于CNN的故障识别算法。相比于传统方法,所提出的故障识别算法能够有效提高故障识别的准确率和实时性。实验测试结果表明:所构建的数字孪生模型能够准确地模拟和表征设备运行情况,验证了所提方法的正确性和有效性;而且故障识别准确率高于同类技术模型,在提高故障诊断效率方面的工程应用效果良好。 展开更多
关键词 煤矿机电设备 数字孪生模型 故障特征提取 故障识别算法 卷积神经网络 长短期记忆网络 诊断精确度
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三维热过程数字孪生模型应用研究
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作者 豆瑞锋 董斌 +1 位作者 刘训良 温治 《冶金能源》 北大核心 2025年第5期40-45,共6页
圆柱钢坯在环形加热炉中的加热质量是工件锻造生产中的重要因素之一。文章构建了应用于钢坯环形加热炉的三维热过程数字孪生模型,采用并行计算的方法提高计算速度,实现了钢坯温度的准确预测,模型计算速度完全满足在线跟踪的要求。出炉... 圆柱钢坯在环形加热炉中的加热质量是工件锻造生产中的重要因素之一。文章构建了应用于钢坯环形加热炉的三维热过程数字孪生模型,采用并行计算的方法提高计算速度,实现了钢坯温度的准确预测,模型计算速度完全满足在线跟踪的要求。出炉钢坯温度的预测精度在±8℃(相对误差±1%,命中率100%),全过程钢坯温度的预测精度在±40℃(相对误差±5%,命中率85%以上)。 展开更多
关键词 环形加热炉 热过程 数字孪生 在线模型
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动车组数字孪生五维模型及平台构建方法研究
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作者 侯安琪 黄金 +1 位作者 陈波 贾志东 《铁道机车车辆》 北大核心 2025年第4期57-63,共7页
数字孪生技术在轨道交通领域的研究尚处于初级阶段,数字孪生模型的构建,是数字孪生技术的基础。文中基于数字孪生五维模型理论,结合动车组实际运用需求,提出并详细阐述了动车组五维数字孪生模型架构,包括动车组数字孪生物理实体、虚拟... 数字孪生技术在轨道交通领域的研究尚处于初级阶段,数字孪生模型的构建,是数字孪生技术的基础。文中基于数字孪生五维模型理论,结合动车组实际运用需求,提出并详细阐述了动车组五维数字孪生模型架构,包括动车组数字孪生物理实体、虚拟模型、孪生数据、连接交互及应用服务5个维度。基于动车组数字孪生五维模型,结合产品设计、制造、运维三阶段,提出动车组全周期数字孪生模型,并按照模型层、数据层、应用层3层设计,提出动车组数字孪生平台构建方法 ,并从数字孪生模型、应用场景、数字线程、平台可信度评估、应用、管理及可视化等方面对动车组数字孪生平台的组成进行详细阐述,为数字孪生技术在轨道交通领域的应用提供一定的理论基础和技术支撑。 展开更多
关键词 数字孪生 动车组 五维模型 系统架构 平台构建
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