流式数据有限元实时计算引擎

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悬臂梁教学演示系统

悬臂梁教学演示系统旨在通过数字孪生技术为学生清晰地展示悬臂梁结构在受到变化的顶部集中力作用下的力学性态信息,如位移和应力等,使学生洞悉结构受力传递方式和破坏形式,是将实验加载与有限元实时分析一体化结合的新型教学方式。
该系统分为三个部分:真实世界中的物理实体——悬臂梁钢结构实物和所处的教室环境,虚拟世界中的孪生镜像——悬臂梁力学性态模型,以及使真实世界和虚拟世界交互映射的服务体系——由边缘感知硬件、雾服务器和云服务器协同架构的分布式物联网计算系统。

Unity客户端孪生镜像

虚拟世界教室环境模型

Web端孪生镜像

该系统采用多线程分布式架构的方式高效率执行边端数据接收、云端数据存储和雾端力学模型计算,可以在web端和Unity客户端同步实时构造包含位移、应力和安全状态的结构数字孪生体,时延约为225ms,满足多业务、低时延、快速响应的需求。