01
验收 / 总结 / 介绍
COPV 构造已细化：18 件 CAD 实体，增加金属内衬、四层包覆、极区补强，以及带法兰和密封堆叠的金属端口；可切换整体、剖面和上下端口近景。
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已完成C01 COPV 几何生成
模型中的 12 个承力分区
上方三维模型右侧可逐个选择分区：所选实体标红，其余结构淡蓝显示；可切换“仅看所选”、剖面及端口近景，或用“装配原色”恢复材质。手机上导览位于模型下方。
这里的“分区”按部件、材料和铺层方向定义，每个分区还包含大量有限元单元。四个包覆分组从内到外为 +55° / −55° / −55° / +55°；两个极区补强另外计数。导览序号连续为 01–12，原始 CAD / FE part_id 保留原编号。
| 导览 | CAD / FE ID | 分区 | 材料 / 方向 | 位置与作用 |
|---|---|---|---|---|
| 01 | 1 | 金属气密内衬 | Al 6061-T6 铝合金 | 最内侧，沿直筒、封头延伸至端部。 形成气密内壁，与外部包覆共同响应内压。 |
| 02 | 2 | 环氧粘接层 | 环氧胶层 · 0.15 mm | 内衬与第一层复合材料之间的薄层。 连接内衬与包覆并传递界面载荷。 |
| 03 | 3 | 包覆铺层 1 | 碳纤维 / 环氧 · +55° | 四个包覆分组的最内层，位于胶层外侧。 提供方向相关的复合材料刚度。 |
| 04 | 4 | 包覆铺层 2 | 碳纤维 / 环氧 · −55° | 第二层，位于铺层 1 与铺层 3 之间。 与相邻铺层共同承担罐壁载荷。 |
| 05 | 5 | 包覆铺层 3 | 碳纤维 / 环氧 · −55° | 第三层，位于铺层 2 与铺层 4 之间。 与相邻铺层共同承担罐壁载荷。 |
| 06 | 6 | 包覆铺层 4 | 碳纤维 / 环氧 · +55° | 四个包覆分组的最外层。 构成主体包覆的外表面。 |
| 07 | 7 | 上极区局部补强 | 碳纤维 / 环氧 · +25° | 上端封头靠近充装接口的外侧。 增加金属端口附近的局部结构刚度。 |
| 08 | 8 | 下极区局部补强 | 碳纤维 / 环氧 · −25° | 下端封头靠近服务接口的外侧。 增加下端接口附近的局部结构刚度。 |
| 09 | 9 | 上端金属 boss | Ti-6Al-4V 钛合金 | 上端充装口的接口座，包含嵌入法兰。 连接罐壁与上端接口，参与端部载荷传递。 |
| 10 | 10 | 下端金属 boss | Ti-6Al-4V 钛合金 | 下端服务口的接口座，包含嵌入法兰。 连接罐壁与下端接口，参与端部载荷传递。 |
| 11 | 14 | 上端中空接口套 | 316L 不锈钢 | 上端 boss 中的中空套件，带六角扳手位。 形成上端外接接口的金属结构。 |
| 12 | 18 | 下端中空接口套 | 316L 不锈钢 | 下端 boss 中的中空套件，带六角扳手位。 形成下端外接接口的金属结构。 |
18 件 CAD = 12 个承力分区 + 6 个仅展示部件。4 个弹性体 O 形圈（CAD 11、12、15、16）和 2 个 PEEK 挡圈（CAD 13、17）保留在装配中展示，未参与当前结构计算。接口采用理想粘结，未模拟密封压缩、摩擦、脱粘；详情见 C02 材料与载荷合同。
红蓝颜色只帮助辨认分区，不代表应力大小；此处显示实际 CAD 表面，剖面只改变展示。铺层与补强方向为当前研究模型的设计选择。
02
问题 / review记录
用户已确认 C01 构造完成。纹理与螺纹示意的范围保留；详细构造承力分区的正式弹性计算及材料/载荷合同见 C02。
评论与审阅
展开详情：参数、方法、交付链接与完整review记录
C01 / 第2周
COPV 几何生成
参数化脚本、参数范围、几何样例
预期交付物
参数化脚本、参数范围、几何样例
验收 / review要点
检查筒体/封头等几何连接及厚度定义，说明简化假设
构造增强 v2 · 详细基准
新增 18 个独立 CAD 实体：金属气密内衬、环氧粘接层、四个碳纤维/环氧铺层分组、上下极区补强、两个带嵌入法兰的金属 boss、两个中空接口套、四个 O 形圈及两个 PEEK 挡圈。上端充装口与下端服务口采用不同的长度和孔径，均与复合包覆体区分为金属材质。内腔保留储气空间。
材质方案：Al 6061 内衬、Ti-6Al-4V boss、316L 接口套、碳纤维/环氧包覆、PEEK 挡圈与弹性体密封。材料身份、密封尺寸和装配关系是本方案的设计选择，尚未冻结为生产材料或正式 FE 合同。
实际几何包括法兰、台阶孔、六角扳手位、车削环槽与密封堆叠；剖面由 CAD 实体真实切割生成并保留切面。缠绕方向、细纤维和车削纹为着色器纹理；螺纹采用螺旋纹理示意，不是精确 CAD 螺纹，也不指定螺纹标准。四个铺层分组为 +55/-55/-55/+55°，不声称是真实可制造缠绕路径。
18 个实体均为正体积，STEP 导入仍保留 18 个实体，最大体积相对差 3.571e-5，检查门槛 1e-4。仅制作一个详细基准及少量参考视图供审阅，未运行大规模渲染。
求解范围：此前 GPU-FEniCSx 接入验证仅属于 v1 的双层、双开口、各向同性简化模型；详细装配的 12 个承力分区现已完成 C02 弹性计算，见 材料、载荷与三维结果；密封接触及局部峰值收敛范围按 C02/C03 说明解释。
构造依据：NASA COPV Primer；金属内衬 / boss 结构实例。参考构造原则，尺寸及材质搭配为本方案选择。
以下是 v1 简化几何与接入验证的历史记录，与当前详细装配分开解释。
参数、连接与厚度定义
R 为内筒半径，L 为直筒长度，D 为单侧封头深度，b 为颈孔内半径；两端各接长度 neck 的开口圆颈。封头采用控制点 [(R,L/2),(R,L/2+0.4D),(b,L/2+0.6D),(b,L/2+D)] 的三次 Bezier，另一侧关于 z=0 镜像。筒体、封头与颈部切向连续，曲率不保证连续。
内衬界面与包覆外表面分别为内表面沿子午线外法向偏移 t_l 与 t_l+t_w；封头厚度是法向厚度，不是径向增量。CAD 以样条近似解析偏移曲线，每例记录中点采样偏差。
| 独立参数 | 范围 | 单位 / 定义 |
|---|---|---|
| inner_radius_mm | 90.0 – 110.0 | mm |
| straight_length_over_radius | 3.5 – 4.5 | 相对于 R 的比例 |
| dome_depth_over_radius | 0.55 – 0.7 | 相对于 R 的比例 |
| boss_bore_radius_over_radius | 0.12 – 0.18 | 相对于 R 的比例 |
| neck_length_over_radius | 0.15 – 0.25 | 相对于 R 的比例 |
| liner_thickness_over_radius | 0.008 – 0.012 | 相对于 R 的比例 |
| overwrap_thickness_over_radius | 0.025 – 0.035 | 相对于 R 的比例 |
基准：R=100、L=400、D=60、b=15、neck=20、t_l=1、t_w=3 mm。15 例覆盖基准和各独立参数单变量上下限；任意混合参数组合须重新通过有效性检查。
几何验收记录
15/15 通过正体积、双材料共形共享界面、正半径/轴向不折返、曲率偏移及采样折线层间净距检查；STEP 导入后均保留两个正体积实体。几何生成与检查总耗时 14.79 秒。采样检查不能替代全局解析净距证明，几何通过不等于网格收敛或制造合格。
GPU-FEniCSx 接入验证
DOLFINx 0.11.0 / PETSc 3.25.6，735 个原始子午线节点、156 个 Quad9、1470 自由度；CPU 组装，CUDA CG/GAMG 求解，实际矩阵 seqaijcusparse、向量 seqcuda。与 CPU LU 位移相对 L2 差 1.862e-10，相对残差 1.760e-09，能量/功相对差 1.527e-12。总耗时 7.39 秒，含 CUDA 求解 4.34 秒，不据此声称 GPU 加速比。
仅采用两层各向同性材料 E=69000/120000 MPa、nu=0.33/0.28、内压 1 MPa、底颈 uz=0、顶颈自由且无端盖合力，验证几何接入与 CUDA 执行。该模型不是正式闭口 COPV 工况，也未实现复合铺层；正交各向异性、铺层轴、端盖合力和收敛仍须由 C02/C03 验收。
简化假设与审核范围
双颈开口、轴对称、理想粘接、恒定法向层厚；不含金属 boss/接触/螺纹/端盖实体。Bezier 封头不是等张力封头，不声称可缠绕制造。页面外形来自解析子午线旋转三角化，非有限元网格；1/4 剖开只影响展示。C01 于 2026-10-25 提前执行，原计划日期和前置任务保留；本页标记几何交付完成，人工审核单独待进行。
结果与交付链接
前置任务
问题 / review记录
用户已确认 C01 完成。详细构造的承力分区、材料及求解结果见 C02；原 v1 参数样例与接入验证保留。
边界条件 / 载荷显示
每日更新与review
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