本文關(guān)鍵詞：計算力學(xué)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

長期以來，力學(xué)所致力于開發(fā)巖土與邊坡工程、水工結(jié)構(gòu)、油氣滲流、海洋流固耦合、熱傳導(dǎo)計算、燃燒、機動車檢測、高溫氣動等方面的力學(xué)計算與工程分析軟件。其中水工、巖土行業(yè)通用的利科有限元軟件（LinkFEA），已注冊了商標(biāo)，其核心計算模塊已經(jīng)過我國多個水利水電工程的應(yīng)用與檢驗。Simudyn軟件是以爆炸力學(xué)、穿甲力學(xué)、計算力學(xué)等為基礎(chǔ)的有限元軟件，可應(yīng)用于碰撞、爆炸、沖擊等領(lǐng)域。在先進制造領(lǐng)域，力學(xué)所開發(fā)的Science-BCJ型全電腦汽車檢測系統(tǒng)軟件V2004、機動車檢測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)車輛檢測顯示（Jcshow）軟件V3.53已在北京市汽車檢測線上成功應(yīng)用。

近期，力學(xué)所還進行了飛行器，高速列車等運動物體運行過程中流體、固體、傳熱等方面耦合分析軟件的開發(fā)和應(yīng)用。此外，還開發(fā)了地質(zhì)災(zāi)害成災(zāi)機理分析、海管懸跨預(yù)報分析、海洋環(huán)境預(yù)報分析、結(jié)構(gòu)響應(yīng)和可靠性分析、海洋流固耦合分析、孔隙結(jié)構(gòu)對油/水/氣滲流的影響分析等多方面的計算軟件。2010年力學(xué)所通過了質(zhì)量管理體系認(rèn)證，（GB/T19001-2008/ISO9001：2008標(biāo)準(zhǔn)）。

利科有限元軟件（LinkFEA）

一、　  軟件功能及用途

利科有限元軟件（LinkFEA）是一款定位于水工、巖土行業(yè)通用的有限元CAE分析軟件，主要針對水工結(jié)構(gòu)工程與巖土工程，包括壩、閘、溢洪道、地下廠房和地下洞室、各類巖質(zhì)土質(zhì)邊坡等。數(shù)值計算模塊主要包括滲流場、溫度場、應(yīng)力場（或位移場）及這三個場之間的耦合計算和結(jié)構(gòu)安全性分析。對結(jié)構(gòu)安全性的分析主要包括壩基和填筑土體的滲透穩(wěn)定性分析、邊坡穩(wěn)定性分析、圍巖穩(wěn)定性分析和結(jié)構(gòu)物強度分析等。該軟件還可以應(yīng)用于其他的一些分析，如心墻堆石壩的水力劈裂安全性分析。應(yīng)力場的分析包括靜力分析和動力分析兩個部分。

二、　  主體功能

主要計算模塊：

u 滲流模塊

u 應(yīng)力變形模塊

u 滲流應(yīng)力耦合（單向）模塊1

u 滲流應(yīng)力耦合（固結(jié)）模塊2

u 穩(wěn)定安全性模塊

u 動力響應(yīng)模塊

u 動力滲流應(yīng)力耦合模塊

u 溫度模塊

u 溫度應(yīng)力耦合模塊

三、　  應(yīng)用狀況

核心計算模塊已在毛爾蓋、扎雪、瀑布溝、雙江口、長河壩、硬梁包、引子渡等水電站工程的廠壩區(qū)滲流及壩體應(yīng)力變形分析之中應(yīng)用。

Simudyn有限元/無網(wǎng)格自適應(yīng)算法專業(yè)軟件

一、軟件功能及用途

Simudyn是以侵徹力學(xué)、爆炸力學(xué)、穿甲力學(xué)、計算力學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合有限元理論編寫基礎(chǔ)代碼，輔以windows編程技術(shù)開發(fā)的一款高級有限元軟件。Simudyn有限元/無網(wǎng)格自適應(yīng)算法專業(yè)軟件可以對毀傷效應(yīng)進行數(shù)值仿真，前處理模塊可以快速輸入計算條件，后處理模塊可以快速輸出仿真計算結(jié)果。可應(yīng)用于碰撞、爆炸、侵徹、沖擊等領(lǐng)域.

碰撞問題模擬　　　　　　　　　　　  武器效應(yīng)仿真

二、主體功能

載荷和邊界條件

計算時間及時間步的設(shè)置，，包括：侵徹設(shè)置；爆炸設(shè)置

求解設(shè)置：包括侵徹求解；爆炸求解

三、　  應(yīng)用狀況及對比

在第二炮兵裝備研究院第二研究所實際應(yīng)用，效果理想。

多層靶板穿爆效應(yīng)分析實例，為了提高運算效率，節(jié)省空間內(nèi)存，我們選取1/2模型進行模擬。其主要參數(shù)如表所示：

入射角e(°)

速度(m/s)

材料號

彈體

90

(0，0，-1000)

M9

靶體

90

0

M71

引爆劑

M41

起爆點位置(x,y,z) (m)

0

0

3.3

重啟動時間(s)

0.0015

爆炸時間(s)

0.03

其中，求解時，計算時間：3.0E-3 s，步數(shù)：20，破壞方式：粒子算法。

CDEM力學(xué)分析軟件

一、軟件功能及用途

10多年來，中科院力學(xué)所始終致力于地質(zhì)災(zāi)害機理的數(shù)值模擬研究，并提出了基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的離散元方法。通過MFC及OPENGL的混合編程，實現(xiàn)內(nèi)核計算與模型顯示的交互。本軟件支持GUI及命令流雙重操作，用戶可通過鼠標(biāo)操作或命令流的形式完成模型計算。該方法將有限元與離散元進行耦合，在塊體內(nèi)部進行有限元計算，在塊體邊界進行離散元計算，通過塊體內(nèi)部及塊體邊界的斷裂，不僅可以模擬材料在連續(xù)狀態(tài)下及非連續(xù)狀態(tài)下的變形、運動特性，更可以實現(xiàn)材料由連續(xù)體到非連續(xù)體的漸進破壞過程。

CDEM軟件可廣泛應(yīng)用于巖土工程、采礦工程、隧道工程、水利工程、地質(zhì)工程、結(jié)構(gòu)工程中，材料的漸進破壞模擬及整體穩(wěn)定性評價。

二、主體功能

本軟件基于顯式迭代技術(shù)，將有限元與離散元的優(yōu)勢進行了有機結(jié)合，可實現(xiàn)各類工程材料由連續(xù)到非連續(xù)的漸進破壞計算，并用顯式裂紋來描述材料的破裂過程；可實現(xiàn)材料破裂后的散體流動過程，并能進行接觸對的快速檢索及接觸力的精確計算。本軟件的主要力學(xué)模型包括：

塊體模擬：線彈性模型、橫觀各向通行模型、理想彈塑性模型（Drucker-Prager模型、Mohr-Coulomb模型）、應(yīng)變軟化模型、遍布節(jié)理模型、蠕變模型（Burger與Mohr-Coulomb耦合模型、開爾文塑性模型）、開挖模型、孔隙滲流模型；

節(jié)理模型：線彈性模型、脆斷模型、應(yīng)變軟化模型、理想彈塑性模型；

桿件模型：樁、梁、錨桿、錨索模型；

動力學(xué)基礎(chǔ)包：爆炸載荷、地震載荷、沖擊載荷的施加模塊，無反射邊界條件、自由場邊界條件施加模塊。

三、應(yīng)用狀況對比

本時刻最大位移36.9m　　　　　　　　　　　　　　　  本時刻最大位移635m

　　 雞尾山滑坡模擬

三維動態(tài)孔隙網(wǎng)絡(luò)模型模擬軟件-DPN3D

一、軟件功能及用途

孔隙網(wǎng)絡(luò)模型是以孔穴-喉道為基本單元的理想化網(wǎng)絡(luò)來近似代替真實儲層巖石多孔介質(zhì)的孔隙空間，然后結(jié)合微觀滲流實驗獲得的流體流動的微觀物理機制，基于統(tǒng)計物理的逾滲透理論來描述微觀滲流過程，最后求解宏觀滲流參數(shù)并研究滲流規(guī)律的計算機模擬技術(shù)。

孔隙網(wǎng)絡(luò)模型具有以下幾個特點：

軟件基于Visual C++語言和MFC平臺進行程序編制，利用人機交互界面的設(shè)計和空間的布置，并且可進行面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計，便于模塊的擴展和深入；

可控性，定量化、微觀化、動態(tài)化、可視化

基于OpenGL進行三維動態(tài)繪圖，圖形界面友好，動態(tài)顯示可操作性強；

二、主體功能

三維動態(tài)模擬

準(zhǔn)靜態(tài)模擬

三、應(yīng)用狀況

用于研究非均勻多空介質(zhì)中的流體在空隙空間的分布和滲流規(guī)律；提供油藏評估所需的兩個特征曲線，相對滲透率和毛管壓力曲線；分析孔隙結(jié)構(gòu)對相對滲透率的影響、致密介質(zhì)中氣體滲流滑脫效應(yīng)、模擬含層理油藏巖石中的油氣水驅(qū)替及氣液體系吸吮過程中的相對滲透率、微觀剩余油分布、顆粒運移以及地層災(zāi)害等。

海管安全評估系統(tǒng)（OPSES）

一、　  軟件功能及用途

海底管道安全評估系統(tǒng)包括：海洋環(huán)境預(yù)報分析模塊、海管懸跨預(yù)報分析模塊、流固耦合計算模塊、結(jié)構(gòu)響應(yīng)和可靠性分析模塊。該系統(tǒng)可用于全面評估海底管線安全，能預(yù)報海域底部流場和沉積物運移狀況，計算懸跨海管極限承載狀態(tài)、模態(tài)頻響特性、瞬時動態(tài)響應(yīng)、疲勞壽命、可靠性指標(biāo)等。四個模塊界面友好，實用性強，既可聯(lián)合運行，也可獨立運行，而且各個模塊具有良好的開放性，可根據(jù)工程單位的實際需求拓展相應(yīng)功能。

二、　　　  主體功能

還管安全評價系統(tǒng)可模擬海洋環(huán)境流場，計算復(fù)雜流場下結(jié)構(gòu)物的水動力，預(yù)報海管懸跨，計算結(jié)構(gòu)響應(yīng)，分析懸跨海管可靠性。系統(tǒng)主要包括四個計算模塊。具體功能如下：

主要計算模塊

模塊功能簡介

l 海洋環(huán)境預(yù)報分析模塊

本文編號：362037