专利内容：

本专利针对CAE仿真领域中对大规模稀疏广义特征方程高效近似求解的迫切需求，提出了一种切实可行的解决方案，确保有限元分析、计算流体力学、电磁学等CAE仿真计算准确、快速。在结构仿真分析中，自动多重子结构方法占据重要地位。然而现有技术主要依赖CPU多核并行计算，未能充分发挥GPU的并行计算能力，导致计算效率受限，难以满足大规模模型仿真的需求。为此，本专利提出了一种高鲁棒性的异构并行策略，充分利用GPU的计算资源，通过合理分配计算任务，加速广义特征方程的求解，显著提升自动多重子结构方法的计算效率。具体实步骤如下：第一，确定子树与节点并行的分界层级，将节点划分为独立子树，并利用OpenMP动态线程调度分配CPU线程任务。第二，以节点计算完毕为数据同步点，CPU多线程并行处理矩阵组装和特征方程求解，同时通过CUDA异步流将数据传输至GPU。第三，利用矩阵特性生成CSR格式数据并存储于GPU，采用Arnoldi方法进行稀疏矩阵计算。第四，从根节点开始逐层增加节点数量，利用页锁定内存传输数据至GPU，完成节点的回代求解。

专利价值：

本专利大幅缩短了模态求解的时间，显著提升了大规模稀疏广义特征方程求解的计算效率，为企业节省了大量计算资源与时间成本。同时创新性的异构并行策略为高性能数值计算领域提供了新的技术思路，为后续的CAE软件开发与优化提供了技术参考，具有重要的行业引领意义。

专利内容：

本专利针对铁磁材料中的磁滞计算直接采用B-H曲线对铁磁材料进行模拟导致计算精度下降的问题，提出一种基于稳定节点光滑有限元法的磁滞问题求解方法，具体操作步骤如下：首先导入铁磁材料的网格数据并将其初始化。接着构造稳定节点光滑有限元的积分域，将其近似为光滑球域，并计算辅助积分点的形函数偏导及二阶偏导，用于构建光滑势能泛函中的稳定项。第三，构造牛顿迭代线性方程组，将形函数偏导与矢量J-A磁滞模型耦合，通过牛顿迭代方法求解方程组直至收敛，得到求解变量。最后，基于求解变量计算当前时间步下的磁感应强度和磁场强度，通过不同时间下的关系反映铁磁材料的磁滞特性。

专利价值：

本专利增强了复杂工程电磁模型的稳定性和可靠性，提高了求解磁滞问题的计算精度和收敛稳定性。本专利可应用于变压器、电机等应用场景，取得了解决礠滞问题的突破。

专利内容：

本专利针对计算电磁学中数值精度问题，提出一种改进的矢量有限元方法，主要通过结合边光滑理论和矢量有限元理论，利用梯度光滑理论提高低阶矢量单元的求解精度；在原本矢量有限元求解框架中嵌入边光滑理论，实现对原有理论方法的最小改动，便于在已有的矢量有限元程序上进行拓展；基于边光滑理论，降低矢量有限元对网格质量的要求，适配更加复杂的模型几何，使矢量有限元可以适用于更加复杂的问题。技术方案包括三个主要步骤：初始化离散化信息和棱边元插值函数构建、棱边元的边光滑、电磁场弱形式和数值积分。求解流程上仅需要将弱形式中的有关求解变量的微分算子替换为光滑的微分算子即可。

专利价值：

本专利在使用非结构化网格的前提下提高求导精度，同时降低自由度数量，显著提高计算效率和降低计算资源需求，提升矢量有限元在计算电磁学中的便利性和拓展性。此外，本方法适配结构化和非结构化网格，维持有限元在复杂几何边界上的解析精度，对混合网格也有较好的适配性。本专利能够用于提供更高效、准确且成本效益更高的电磁场模拟解决方案，对推动计算电磁学的发展具有重要意义。

专利内容：

本专利旨在解决有限元方法在处理高速、超高速冲击载荷下部件时精度与效率相矛盾的问题。通过在非结构背景网格上生成粒子模型，标记出用于稳定节点积分法的节点和用于光滑粒子法的粒子，识别节点与粒子交界面的复合单元，并构建基于邻接单元搜索的网格粒子界面追踪机制及复合单元物理量求解方法，实现网格类方法和粒子类方法的自动耦合计算。

专利价值：

本专利基于非结构网格构造稳定节点积分单元，在适应复杂几何边界的同时，大幅提高了计算精度，一定程度上解决了传统有限元方法在计算精度与计算效率之间的矛盾，为具有复杂边界的实际工程问题求解提供了新的思路。其次，通过节点粒子转换规则及耦合计算规则，减少了节点和积分点频繁映射引起的数值误差，提高了映射效率，避免了网格极度畸变所带来的计算中止问题，增强了计算的稳定性和可靠性。同时本专利充分利用了网格类方法和粒子类方法的优势，能够快速预测冲击侵彻力学响应，为高速、超高速碰撞问题求解提供了新思路，具有广泛的应用前景和重要的经济价值。