産品介紹

  • 應力分析系統
  • 塊體動力學(xué)仿真系統
  • 顆粒動力學(xué)仿真系統
  • 裂孔隙滲流分析系統
  • 可(kě)編程數值仿真開發平台
  • 數值模拟軟件定制服務

GDEM力學(xué)分析系列軟件之GDEM-DAS

GDEM-DAS簡介

近20年(nián)來，中國(guó)科(kē)學(xué)院力學(xué)研究所始終緻力于地(dì)質災害成災機(jī)理(lǐ)的(de)數值模拟研究，并提出了連續-非連續單元方法(Continuous Discontinuous Element Method, CDEM)。該方法将有(yǒu)限元與離(lí)散元進行(xíng)耦合，在塊體內(nèi)部進行(xíng)有(yǒu)限元計算，在塊體邊界進行(xíng)離(lí)散元計算，通過塊體內(nèi)部及塊體邊界的(de)斷裂，不僅可(kě)以模拟材料在連續狀态下及非連續狀态下的(de)變形、運動特性，更可(kě)以實現材料由連續體到非連續體的(de)漸進破壞過程。

GPU是圖形處理(lǐ)器的(de)簡稱，通俗地(dì)說，就是我們計算機(jī)裏都有(yǒu)的(de)顯卡，是天然高(gāo)性能并行(xíng)設備。北(běi)京極道(dào)成然科(kē)技有(yǒu)限公司以CDEM方法為(wèi)基礎，結合GPU技術，與中國(guó)科(kē)學(xué)院力學(xué)研究所聯合開發出了具有(yǒu)獨立知識産權的(de)商(shāng)用軟件GDEM應力分析系統（GDEM-DAS），将計算速度提升了兩個數量級，将計算規模提升了一(yī)個數量級。

GDEM-DAS的(de)模塊及功能

GDEM-DAS的(de)特點

  • 基于連續-非連續單元方法（CDEM），能夠将有(yǒu)限元與離(lí)散元的(de)優勢進行(xíng)有(yǒu)機(jī)結合，用顯式裂紋來描述材料的(de)破裂過程；
  • 利用GPU進行(xíng)并行(xíng)加速，可(kě)計算千萬量級自(zì)由度（約百萬量級六面體網格，千萬量級四面體網格）的(de)工程問題；
  • 基于當前主流配置的(de)GPU（GeForce GTX 860及以上），計算連續問題時，每萬單元每萬叠代步的(de)計算耗時小于2秒；計算非連續問題時，每萬單元每萬叠代步的(de)計算耗時小于8秒；
  • 友好的(de)GUI界面，全流程鍵鼠操作，千萬量級網格的(de)快速渲染顯示。

GDEM-DAS應用領域

岩土工程、采礦工程、爆破工程、隧道(dào)工程、水利工程、地(dì)質工程、結構工程中，材料的(de)漸進破壞過程模拟及整體穩定性評價。

GDEM-DAS應用單位

中國(guó)科(kē)學(xué)院地(dì)質與地(dì)球物理(lǐ)研究所、中國(guó)礦業大學(xué)、中國(guó)礦業大學(xué)（北(běi)京）、中國(guó)石油大學(xué)、中國(guó)地(dì)質大學(xué)、北(běi)京科(kē)技大學(xué)、北(běi)京理(lǐ)工大學(xué)、北(běi)京工業大學(xué)、四川大學(xué)、長(cháng)安大學(xué)、蘭州交通大學(xué)、河南理(lǐ)工大學(xué)、黑龍江科(kē)技大學(xué)、重慶三峽學(xué)院等數十家單位。

GDEM-DAS的(de)GPU加速效果

測速用顯卡型号GeForce GTX485（2010年(nián)産品），每萬單元每萬叠代步的(de)計算耗時如(rú)下表：

GDEM-DAS的(de)典型案例

GDEM力學(xué)分析系列軟件之GDEM-BlockDyna

GDEM-BlockDyna簡介

GDEM塊體動力學(xué)仿真系統（GDEM-BlockDyna）是一(yī)款基于多核CPU并行(xíng)的(de)顯式動力學(xué)高(gāo)效數值模拟軟件。該軟件以連續-非連續單元方法（CDEM）為(wèi)計算核心，利用塊體表征材料的(de)連續介質特性，利用塊體間的(de)界面表征材料的(de)非連續介質特性，通過塊體邊界及塊體內(nèi)部的(de)斷裂，實現材料漸進破壞過程的(de)模拟。該軟件不僅能模拟開挖、靜載、動載地(dì)震、爆炸等作用下材料的(de)彈性、塑性、損傷及破裂過程，還可(kě)以模拟破碎後散體的(de)運動、碰撞、流動及堆積過程。該軟件支持滲流、溫度、應力、破裂等的(de)交互耦合，可(kě)廣泛應用于岩土、采礦、隧道(dào)、油氣、水利、地(dì)質、結構、機(jī)械、爆炸沖擊等多個領域。

GDEM-BlockDyna的(de)模塊及功能

GDEM-BlockDyna的(de)特點

  • 支持二維、三維的(de)力學(xué)計算，二維單元包括三角形、四邊形，三維單元包括四面體、金字塔、三棱柱、六面體。
  • 支持Patran、Ansys、FLAC3D、GiD、ABAQUS、Gmsh、Midas等多種網格類型的(de)導入；
  • 二次開發功能強大，可(kě)直接利用JavaScript進行(xíng)求解流程的(de)控制；
  • 強大的(de)重啓動分析功能，通過調入*.sav文件直接執行(xíng)後續分析；
  • 內(nèi)置大量的(de)材料參數随機(jī)命令，可(kě)對單元、界面材料參數進行(xíng)指定分布的(de)随機(jī)；
  • 內(nèi)置強大的(de)參量時程監測功能，可(kě)監測單元、界面、結構單元、剛性面的(de)各類信息，同時可(kě)監測系統破裂度、系統損傷度、系統應變能等統計性指标。

GDEM-BlockDyna的(de)典型案例

GDEM力學(xué)分析系列軟件之GDEM-PDyna

GDEM-PDyna簡介

GDEM顆粒動力學(xué)仿真系統（GDEM-PDyna）是一(yī)款基于多核CPU并行(xíng)的(de)粒子(zǐ)類高(gāo)效數值模拟軟件。該軟件基于連續-非連續單元方法（CDEM），以顆粒離(lí)散元分析模塊為(wèi)主，包含衆多廣義粒子(zǐ)計算模塊，如(rú)無網格模塊（PCMM、MPM），顆粒阻力飛(fēi)行(xíng)模塊PFLY等。在顆粒離(lí)散元模塊中，通過顆粒間連接鍵的(de)損傷、斷裂，可(kě)模拟材料從連續到非連續的(de)漸進破壞過程；通過離(lí)散顆粒間的(de)接觸檢測及接觸力計算，可(kě)模拟散體材料的(de)運動、碰撞及堆積過程。此外，借助無網格模塊可(kě)以準确模拟連續介質的(de)大變形過程，借助PFLY模塊可(kě)以準确模拟顆粒群在空氣及水中的(de)減速運動過程。該軟件可(kě)廣泛應用于岩土、采礦、水電、隧道(dào)、沖擊爆炸、地(dì)質災害等多個領域。

GDEM-PDyna的(de)模塊及功能

GDEM-PDyna的(de)特點

  • 支持二維、三維的(de)顆粒計算，可(kě)同時考慮顆粒的(de)平動及轉動效應；
  • 通過多種方式快速生成指定分布的(de)顆粒體系，支持從GiD中導入顆粒；
  • 通過與GDEM-BlockDyna軟件的(de)耦合，可(kě)以實現塊體顆粒耦合轉化過程的(de)模拟；
  • 二次開發功能強大，可(kě)直接利用JavaScript進行(xíng)求解流程的(de)控制；
  • 強大的(de)重啓動分析功能，通過調入*.sav文件直接執行(xíng)後續分析；
  • 內(nèi)置強大的(de)參量時程監測功能，可(kě)監測顆粒、結構單元、剛性面的(de)各類信息，同時可(kě)監測顆粒拉伸破裂數、剪切破裂數、拉伸損傷量、剪切損傷量等統計性指标；
  • 可(kě)快速定義節理(lǐ)、斷層等地(dì)質結構面。

GDEM-PDyna的(de)典型案例

GDEM力學(xué)分析系列軟件之GDEM-Seepage

GDEM-Seepage簡介

GDEM裂/孔隙滲流分析系統（GDEM-Seepage）是一(yī)款模拟岩土介質中裂/孔隙耦合滲流過程的(de)數值模拟軟件。該軟件基于達西滲流原理(lǐ)，采用顯式求解策略，可(kě)模拟壓力或流量邊界下，岩土介質中滲流壓力及浸潤面的(de)發展演化過程。該軟件可(kě)廣泛應用于地(dì)下水滲流過程模拟，庫水漲落下庫岸邊坡滲流場的(de)變化規律分析，岩土介質中超孔隙水壓力的(de)演化過程模拟，各類隔、排水設施的(de)隔、排水能力評估，煤層中瓦斯滲流過程分析，裂隙岩土中注漿過程模拟，以及油氣在儲層中的(de)運移過程模拟等。

GDEM-Seepage共包含2個模塊，分别為(wèi)基礎模塊及高(gāo)效并行(xíng)模塊。基礎模塊采用有(yǒu)限體積法進行(xíng)滲流方程的(de)求解，并采用多核CPU進行(xíng)并行(xíng)加速；高(gāo)效并行(xíng)模塊采用有(yǒu)限元法進行(xíng)滲流方程的(de)求解，并采用圖形處理(lǐ)器（GPU）進行(xíng)并行(xíng)加速。

GDEM-Seepage的(de)模塊及功能

GDEM-Seepage的(de)特點

  • 支持二維、三維的(de)力學(xué)計算，二維單元包括三角形、四邊形，三維單元包括四面體、金字塔、三棱柱、六面體。
  • 支持Patran、Ansys、FLAC3D、GiD、ABAQUS、Gmsh、Midas等多種網格類型的(de)導入。
  • 二次開發功能強大，可(kě)直接利用JavaScript進行(xíng)求解流程的(de)控制。
  • 基礎模塊采用多核CPU進行(xíng)并行(xíng)，加速比是計算機(jī)核心數的(de)0.6-0.8倍。
  • 基礎模塊通過與GDEM-BlockDyna的(de)耦合，可(kě)實現滲流、應力、破裂耦合過程的(de)模拟；高(gāo)效并行(xíng)模塊通過與GDEM-DAS的(de)耦合，可(kě)實現滲流應力耦合過程的(de)高(gāo)效計算。
  • 高(gāo)效并行(xíng)模塊采用GPU進行(xíng)并行(xíng)加速，在主流GPU上（GeForce GTX 860及以上）進行(xíng)測速，每萬單元每萬叠代步的(de)計算耗時小于2秒。
  • 高(gāo)效并行(xíng)模塊支持千萬量級單元的(de)滲流計算，可(kě)開展10平方公裏以上範圍的(de)區域性滲流過程模拟。
  • 軟件支持千萬量級單元計算結果的(de)高(gāo)效三維呈現，平移、縮放、旋轉及剖切等操作無卡頓現象。

GDEM-Seepage的(de)典型案例

GDEM可(kě)編程數值仿真開發平台——GDEM-Env

GDEM-Env簡介

GDEM-Env是由北(běi)京極道(dào)成然科(kē)技有(yǒu)限公司研發的(de)通用可(kě)編程數值仿真開發平台，是基于有(yǒu)限元、離(lí)散元、有(yǒu)限體積法等多類數值方法，融數值仿真計算、算法開發、數據可(kě)視(shì)化為(wèi)一(yī)體的(de)高(gāo)級語言開發環境和(hé)交互式計算平台。

作為(wèi)交互式計算平台，GDEM-Env具備基本的(de)前後處理(lǐ)功能，強大的(de)可(kě)視(shì)化能力，可(kě)搭載各類數值計算核心模塊和(hé)定制化的(de)前後處理(lǐ)模塊，并可(kě)對搭載的(de)模塊進行(xíng)集成管理(lǐ)。

GDEM-Env原生搭載了GDEM-DAS、GDEM-BlockDyna等多類有(yǒu)限元、離(lí)散元的(de)核心計算模塊，用戶可(kě)利用上述原生搭載的(de)模塊開展岩土、采礦、地(dì)災、爆破等方面的(de)科(kē)學(xué)計算及工程問題分析。GDEM-Env內(nèi)置了高(gāo)級腳本語言JavaScript的(de)運行(xíng)環境，用于可(kě)借助JavaScrip自(zì)主編寫工藝流程、施工流程，并對複雜過程的(de)模拟進行(xíng)精确控制。

GDEM-Env原生搭載的(de)核心求解模塊如(rú)下所示：

同時，GDEM-Env提供了開放接口，支持用戶自(zì)己編寫核心模塊，并與環境中搭載的(de)其他模塊進行(xíng)高(gāo)效的(de)數據交換和(hé)耦合計算。

作為(wèi)高(gāo)級語言開發環境，GDEM-Env支持JIT(即時執行(xíng))、運行(xíng)時調試，并支持斷點、單步執行(xíng)、監視(shì)和(hé)跟蹤變量。

GDEM-Env平台的(de)開發語言

GDEM-Env采用JavaScript作為(wèi)編程語言，該語言是世界上最流行(xíng)的(de)編程語言，且易于學(xué)習，面向對象，支持即時執行(xíng)，語法相對寬松，垃圾自(zì)動回收。JavaScript內(nèi)置了常用的(de)數學(xué)函數，并可(kě)編寫自(zì)定義函數。通過ActiveX接口可(kě)以調用系統功能，并與衆多第三方軟件交互。

GDEM-Env支持windows內(nèi)置Jscript腳本引擎，用戶通過編寫自(zì)己的(de)JavaScript代碼，對計算流程和(hé)功能進行(xíng)擴展或自(zì)定義，以符合用戶的(de)具體要求。這個強大而靈活的(de)平台，可(kě)以讓您以命令流方式、動态鏈接庫方式擴展功能，用戶可(kě)以利用JavaScript自(zì)定義計算流程、自(zì)行(xíng)編寫C++和(hé)Fortran語言的(de)核心求解工具庫，甚至自(zì)定義本構、自(zì)定義菜單，以及在不同求解器之間進行(xíng)耦合計算等。

JavaScript語言可(kě)以幫助用戶輕松地(dì)添加、擴展GDEM-Env的(de)功能，開發出個性化的(de)數值模拟平台。

典型案例

基坑開挖回填是非常複雜的(de)工序。使用JavaScript編寫簡單的(de)循環語句，自(zì)動執行(xíng)大量循環，即可(kě)完成逐步開挖過程的(de)模拟。

數值模拟軟件的(de)定制服務

我們竭誠為(wèi)您提供專業化、全方位的(de)數值模拟軟件私人定制服務，簡化您的(de)工程計算流程、提升您的(de)模拟分析效率。通過我們的(de)共同努力，可(kě)以讓您有(yǒu)更多的(de)時間關注工程問題本身，而非在幾何建模、網格剖分、初邊值條件施加、計算結果整理(lǐ)等方面耗費大量的(de)精力。我們可(kě)以為(wèi)您量身打造個性化的(de)參數輸入界面、專業化的(de)結果展示界面、智能化的(de)計算報告自(zì)動生成模塊及安全可(kě)靠的(de)使用權限管理(lǐ)模

我們與國(guó)內(nèi)的(de)數十家高(gāo)校、科(kē)研院所及企事業單位保持着良好的(de)合作關系，為(wèi)他們提供定制化的(de)數值分析核心求解器及數值仿真軟件，部分案例如(rú)下所示。

一(yī)、隔膜壓縮機(jī)缸體部件分析系統軟件—多用于機(jī)械制造領域

一(yī)、後效射孔模拟系統—多用于石油、頁岩氣等能源領域

二、水平井多段壓裂複雜縫網應力場快速分析模塊—多用于石油、頁岩氣等能源領域

三、導彈抗機(jī)光打擊評估仿真系統

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