基于VOF算法在OpenFOAM开源平台上开发了可压缩跨音速两相流求解器,开展高压水射流的三维瞬态数值模拟。将流场划分成四个区域进行单独的分析,根据速度及液相分布探讨了喷嘴内的流动状态,基于Q准则揭示了流场的漩涡结构分布,分析了各区域的漩涡形态及形成原因,并研究了射流液核的演变过程,揭示了喷嘴出口下游散落液滴的形成机理、液核的一次雾化效应及冲击挡板引发的迅猛破碎。研究表明,挡板表面冲击压力的非均匀性分布与液核的演变存在高度的相关性。数值模拟获得的精细流场结构为对相关的应用研究提供参考。

针对六自由度机械手臂的运动学分析问题及其工作可靠性的探究,设计开发了一套基于Open GL的六自由度机械臂仿真软件。采用D-H参数法构建机械臂模型,对六自由度机械手臂进行了正、逆运动学分析,求解得到机械臂的正逆解。研究设计了机械臂的空间直线和圆弧插补算法,实现了机械臂在三维空间中按照目标轨迹的可靠运动。在VS2017软件开发平台,通过MFC框架以及Open GL库函数,设计开发了机械臂的运动仿真界面。仿真结果表明,软件能够实时模拟机械臂的运动过程和运动状态,机械臂末端执行器轨迹与目标轨迹重合性良好,为后期在机械臂实体上实验提供了可靠的理论依据。

为了有效解决复杂曲面数控加工规划困难、对用户的数控加工知识和经验要求高等问题,基于NX CAM软件设计出一套满足复杂曲面精加工需求的铣削方法决策系统,通过提炼出复杂曲面中与特定加工方法相关联的加工特征,合理选择加工复杂曲面的4种主要铣削方法深度轮廓铣、固定轴轮廓铣、混合铣、可变轴轮廓铣中的一种作为加工方法。利用NX Open C(UFUN)和NX Open C++结合的二次开发方式进行实例验证。结果表明:该系统能减少人机交互操作过程,降低对编程人员的技术要求,并在一定程度上减少了数控编程的时间。

产品参数化设计能够快速、便捷地实现产品模型的改进和开发，决定着产品的研发周期。利用Java和Open I—DEAS对I—DEAS进行二次开发，实现了通过浏览器（Browser）同I—DEAS通信，并结合Prg和Excel实现三维产品模型参数设计的网络化。

为了提高检测自动化和智能化水平,提出基于CAD平台的三坐标测量机检测规划系统的开发方法。系统结构由外至里分为界面层、功能层、服务层和数据层四层,外层的操作和功能通过里层的支撑服务和数据实现。关键技术中检测几何信息的提取分为直接获取和元素离散点拟合两种方式;采样规划采用以规则分布为基础的步长自适应再分策略;路径规划主要涉及表面求交线的碰撞检查及基于启发式规则的碰撞规避;自动编程根据功能和规划信息依DMIS格式实现。整套系统基于三维CAD平台Open CASCADE进行了实现,相关实例表明该系统能很好地完成常见零件的自动检测规划任务。

气动参数是飞机设计阶段非常重要的参数,在分析飞机飞行性能时,这些参数必不可少。目前获得气动参数的主要方法有工程估算、风洞试验、CFD数值计算等。对于工程估算法而言,限于其本身参数估算的性质,在纯方法研究上突破较少而估算模型及软件平台有不少成果。程锋、唐硕等,基于机理性的理论和工程模型建立了超声速/高超声速飞行器气动力快速估算平台。

针对当前三维建模软件在使用上存在的一些不便，研究了如何使用几何建模内核Open CASCADE开发三维建模软件的方法，即在VC＋＋的环境下，以OpenCASCADE的类库为基础，采用OCAF（Open CASCADE Application Frame）框架来开发建模软件。该软件实现了读取与写入CAD模型文件、刨建简单几何实体以及特征操作等功能。在教学的过程中使用该软件进行操作演示，不仅可以提高学生的学习兴趣，还可以提高学生的空间想象力和读图识图的能力。

针对目前三维软件在特定功能上的不足,文中研究了如何利用开源函式库Open CASCADE来开发三维模型零件平台。利用Open CASCADE的基础模块与数据交换模块等类库设置图形设备环境,导入中性格式文件,并实现三维模型的可视化操作。在当前工业信息化快速发展的市场环境下,该软件平台将具有广阔的市场前景。

在利用三坐标测量技术和逆向工程技术建立变速器数字化三维模型的基础上，研究基于Open Inventor的定轴式变速器管路系统油液运动虚拟现实仿真的实现方法，并在VC＋＋开发平台上实现了仿真系统，不但使复杂的变速器液压控制系统更清晰地展现出来，而且缩短了变速器的设计周期。

基于UG/Open API对UG的自动装配技术进行了深入分析和研究并以液压支架的虚拟装配作为实例对液压支架自动装配的关键技术进行了详细论述并给出了相关函数以及部分源代码。