重大薄壁结构吊装过程要求精确、平稳和高效，以及吊装过程的结构变形控制等要求带来了吊装场景规划和吊装过程控制上的诸多困难，本项目提出支持大型薄壁结构吊装过程工艺规划和过程控制的理论与方法，研究内容主要包括：重大件吊装过程刚柔体系统动力学建模与求解方法；支持重大件吊装过程的大型吊装物变形实时计算的模型与求解方法；重大件吊装过程的动力学与变形一体化快速求解方法；虚实场景同步的吊装过程实时可视化监控方法。项目经过近4年的研究工作，目前已全面完成了预定研究任务，达到立项目标。在项目研究工作中，提出了钢绳-吊重-环境多体动力学建模与快速求解完整方法；建立了吊装过程刚体动力学与薄壁结构变形求解一体化求解框架与求解方法；提出了一种基于动力学模型和数据融合的吊装过程控制方法；建立了吊装控制缩比试验研究环境。项目研究过程中共发表论文5篇，获得3项软件著作权和1项发明专利。 2100433B

重大件吊装过程受操作环境、吊装对象和起重设备等因素影响，存在操作难度高、危险性大、难以精确快速定位等问题，目前的刚体动力学仿真方法和有限元类计算方法在精度和效率上均难以过程仿真和精确控制需求。本课题提出重大件吊装过程的多体动力学与吊装物变形一体化计算方法，并基于该方法提出虚实场景同步的吊装过程实时可视化监视与控制方法。主要包括：吊装过程多体动力学与吊装物变形一体化求解方法；柔性钢绳与刚性吊装物系统的动力学建模与快速求解方法；大型吊装物吊装过程实时变形计算的三角网格拉普拉斯变形法（TML）；基于虚实场景同步和Lyapunov控制论的吊装过程监控方法。通过建立仿真和实际试验环境对理论和方法进行验证和改进。课题的研究结果将为重大件吊装仿真与工艺规划、半实物的吊装实时操作仿真、实际吊装过程快速精确到达目标位置的操控参数求解提供理论基础和方法支撑。

针对高拱坝在快速施工与建设管理中存在的关键科学问题，重点研究综合考虑温度控制、施工导流、结构型式、机械设备和浇筑能力等复杂约束条件下高拱坝的施工特征、施工系统分解协调全局优化理论、施工全过程动态仿真与优化理论以及施工动态实时控制理论。采用面向时间仿真和面向对象仿真相结合的思路，开展高拱坝施工过程与温度应力耦合仿真计算分析研究；针对高拱坝施工过程的不确定性和经验性强等特征，开展智能动态仿真与自适应动 2100433B

在现有计算机图形学和数字声音模拟技术基础上，提出基于同一物理模型的三维声象一体化仿真新概念。通过分析光与声传播相似性和差异，首次将时间因素引入传统的光辐射度算法，使之从三维空间模型扩展为四维时空模型，既适用于视觉再现，又适用于听觉再现，是一个可直接产生动画效果的统一有效的方法，时间相关的辐射度算法使得声象一体仿真建立在新的基础上，有别于传统将分离的声象效果进行同步合成的方法。声象一体化仿真将视觉仿真与听觉仿真有机地结合起来，深化了现有的计算机仿真技术，把目前十分热门的科学计算可视化研究方向拓展为科学计算可视化与可听化。它最直接的应用领域是建筑声学仿真及计算机动画制作等。