GPU加速接触建模框架

提速99倍

这是首个在GPU上实现的三维键基近场动力学接触建模框架，用局部微接触面重构和接触刚度估算，让复杂接触模拟既快又稳。

Xiaoming, Wang · Shengjie, Ni · Weijia, Dong · Ni, Yi Qing · 何庆 · Ping, Wang

Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 2026

参数信息

加速比

99.1–263.0 ×

峰值接触压力误差

1 %

穿透比

1 %

技术优势

加速百倍

GPU并行化的接触例程使整体速度相比串行CPU提升了99.1至263.0倍，大大缩短大规模接触模拟的时间。

误差仅1%

在多种刚度比和粒子分辨率下，峰值接触压力误差约1%，穿透比接近1%，与Hertz解高度吻合。

场景适应广

冲击、摩擦、滚动接触等场景均得到验证，并能捕捉损伤引起的接触力重分布以及蠕滑、表面裂纹等的影响。

应用场景

• 机械仿真：用于快速评估复杂接触问题，替代传统慢速串行PD接触计算。
• 结构接触分析：用于分析结构件间的接触应力和损伤，提高分析效率。
• 航空航天冲击模拟：用于模拟冲击接触和断裂模式，辅助航空航天结构设计。
• 机器人动力学：用于机器人部件间的接触动力学仿真，提升模拟速度。