midasGTS2013主要升級內(nèi)容

1、2013.07.042Geotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU需求調(diào)查 32位程序可支持模型規(guī)模受限 7年前產(chǎn)品的圖形平臺，已經(jīng)不適合大模型即時(shí)顯示的需求，例如無法即時(shí)顯示各施工階段的荷載和邊界條件為什么要全面升級GTS？ 64位程序(前/后處理、求解器) 新圖形引擎支持大模型 支持GPU計(jì)算的求解器 使用Parasoild 3D CAD商用內(nèi)核 處理大模型/曲面形狀的布爾運(yùn)算和分割運(yùn)算能力受限MIDAS Information Technology Co., Ltd.4Geotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU提高

2、了網(wǎng)格劃分的性能網(wǎng)格劃分支持多線程處理方式，提高了網(wǎng)格劃分速度自動(dòng)四面體網(wǎng)格劃分時(shí)間減少80%以上(Multi-Thread)實(shí)實(shí)體 64個(gè)個(gè)舊版GTS326.5 秒(100% 成功)58.4 秒(2個(gè)實(shí)體失敗)21.7 秒(100% 成功)9.1 秒(100% 成功)85%實(shí)實(shí)體 307個(gè)個(gè)劃分網(wǎng)格時(shí)支持多線程處理劃分網(wǎng)格時(shí)支持多線程處理舊版舊版GTS新版新版GTS5Geotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU提供高品質(zhì)混合網(wǎng)格(hybrid mesh)劃分功能，提高了計(jì)算效率和準(zhǔn)確度表面和大部分位置采用六面體單元，內(nèi)部應(yīng)力變化不大位置采用四面體單元 六面

3、體單元 金字塔五面體單元 四面體單元 三棱柱單元六面體單元金字塔單元金字塔單元(六面體與四面體之間的過渡單元六面體與四面體之間的過渡單元)四面體單元混合網(wǎng)格的單元分布和構(gòu)成增加了混合網(wǎng)格劃分功能6Geotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU提供焊接接觸功能，不同區(qū)域可劃分不同尺寸單元后自動(dòng)連接作用相當(dāng)于節(jié)點(diǎn)共享，但建模更加方便焊接接觸的設(shè)置既可以手動(dòng)設(shè)置，也可以自動(dòng)設(shè)置隧道和圍巖采用了焊接接觸的模型隧道和圍巖間采用了節(jié)點(diǎn)共享方式的模型最終階段的位移結(jié)果相差0.97%增加了焊接接觸功能7Geotechnical and Tunnel Systemwww.Mid

4、asU同時(shí)使用混合網(wǎng)格和焊接接觸時(shí)的結(jié)果比較獲得同等精度結(jié)果時(shí)，采用混合網(wǎng)格+焊接接觸的模型的單元數(shù)僅為節(jié)點(diǎn)共享模型的1/5混合網(wǎng)格 + 接觸的模型節(jié)點(diǎn)共享模型單單元34,853個(gè)個(gè)節(jié)節(jié)點(diǎn)32,684個(gè)個(gè)單單元177,142個(gè)個(gè)節(jié)節(jié)點(diǎn)32,476個(gè)個(gè) 位移結(jié)果相差0.34% 增加了焊接接觸功能8Geotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU提高了處理幾何模型的性能提高了處理幾何模型的性能，布爾運(yùn)算更快、更穩(wěn)定兩個(gè)實(shí)體兩個(gè)實(shí)體5個(gè)面?zhèn)€面舊版舊版GTS新版新版GTS舊版GTS失敗 (39秒)生成5個(gè)實(shí)體成功 (22秒)舊版GTS失敗 (20秒)生成的形狀復(fù)雜成功

5、(5秒)29個(gè)實(shí)體個(gè)實(shí)體1個(gè)殼個(gè)殼1個(gè)實(shí)體個(gè)實(shí)體9個(gè)面?zhèn)€面舊版GTS成功 (1分29秒)成功 (不到1秒)9Geotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU增加了施工階段組的功能可定義由不同施工工序組成的施工階段，可以用于優(yōu)化施工工序每個(gè)施工階段組也可設(shè)置不同的分析內(nèi)容每個(gè)施工階段組也可設(shè)置不同的分析內(nèi)容10Geotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU改善了定義施工階段的功能可在畫面上通過顯示/隱藏定義施工階段初學(xué)者也不會失誤了！舊版方法：在定義施工階段對話框中激活和鈍化相應(yīng)的荷載、邊界、單元組舊版方法：在定義施工階段對話框中

6、激活和鈍化相應(yīng)的荷載、邊界、單元組新版方法：在模型畫面上顯示當(dāng)前階段的荷載、邊界、單元，點(diǎn)擊自動(dòng)生成即可。Define Auto Stage 功能功能MIDAS Information Technology Co., Ltd.12Geotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU后處理主要改善內(nèi)容可用動(dòng)畫顯示三維流線13Geotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU后處理主要改善內(nèi)容提供3D PDF文檔可在3D PDF文檔中縮放、旋轉(zhuǎn)查看模型MIDAS Information Technology Co., Ltd.15Geote

7、chnical and Tunnel Systemwww.MidasU分析功能主要增加內(nèi)容求解器改為64位，運(yùn)算速度可提高36倍模型越大，提高速度越明顯單單元394,986個(gè)個(gè)節(jié)節(jié)點(diǎn)71,816個(gè)個(gè)自由度215,448個(gè)個(gè)施工階階段：25個(gè)階個(gè)階段單單元504,196個(gè)個(gè)節(jié)節(jié)點(diǎn)79,574個(gè)個(gè)自由度238,722個(gè)個(gè)時(shí)時(shí)程分析5.5倍舊版GTS60 分 (+25分)25分 22秒舊版GTS316 秒57.8 秒3.4倍舊版舊版GTS新版新版GTS舊版舊版GTS新版新版GTS16Geotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU求解器支持GPU計(jì)算對于超大規(guī)模模型，

8、可提高417倍速度9.3 16.6倍單單元1,113,497個(gè)個(gè)節(jié)節(jié)點(diǎn)197,692個(gè)個(gè)自由度593,076個(gè)個(gè)線線性靜態(tài)給靜態(tài)給分析舊版GTS29 分 20 秒 (+23 分)新版GTS5 分 10 秒 (+40 秒)2 分 30 秒 (+40 秒)單單元834,293個(gè)個(gè)節(jié)節(jié)點(diǎn)394,802個(gè)個(gè)自由度1,184,406個(gè)個(gè)線線性靜態(tài)給靜態(tài)給分析舊版GTS30 分 10 秒 (+2分30秒 )新版GTS6 分 45 秒 (+20 秒)3 分 5 秒 (+35 秒)4.6 8.9倍 使用顯卡：Tesla C2075(1.146 GHz, 448 CUDA Core) 分析功能主要增加內(nèi)容17G

9、eotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU分析功能主要增加內(nèi)容分析控制中新增選項(xiàng)各分析選項(xiàng)舊版舊版GTS 使用使用壓力荷載壓力荷載定義水壓定義水壓 (需要手動(dòng)輸入水壓值需要手動(dòng)輸入水壓值)新版新版GTS 勾選分析控制中的勾選分析控制中的自動(dòng)考慮水壓自動(dòng)考慮水壓 選項(xiàng)選項(xiàng)(在挖掘面在挖掘面/線上自動(dòng)加載水壓線上自動(dòng)加載水壓)舊版舊版GTS 擋墻的軸力結(jié)果擋墻的軸力結(jié)果新版新版GTS 擋墻的軸力結(jié)果擋墻的軸力結(jié)果自動(dòng)考慮水壓的選項(xiàng)自動(dòng)考慮水壓的選項(xiàng)考慮初始地應(yīng)力的選項(xiàng)考慮初始地應(yīng)力的選項(xiàng)分析時(shí)水位選項(xiàng)分析時(shí)水位選項(xiàng)可考慮水位的分析功能可考慮水位的分析功能 - 線

10、性、非線性、特征值、時(shí)程分析等 - 三維實(shí)際水位、部分飽和特性、負(fù)孔隙水壓可自動(dòng)考慮水壓可自動(dòng)考慮水壓(Auto water pressure) 自重引起的初始地應(yīng)力分析考慮部分飽和影響的選項(xiàng)考慮部分飽和影響的選項(xiàng)考慮負(fù)孔隙水壓的選項(xiàng)考慮負(fù)孔隙水壓的選項(xiàng)18Geotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU分析功能主要增加內(nèi)容材料本構(gòu)模型中新增選項(xiàng)Undrained A : Effective Stiffness, Effective StrengthUndrained B : Effective Stiffness, Undrained StrengthUndr

11、ained C : Undrained Stiffness, Undrained StrengthMaterial ModelStructureDrainedUndrained AUndrained BUndrained CLinear ElasticOOOOTresca/von-MisesODrucker PragerOOOOOMohr-CoulombOOOOOModified MCOOOOOJointed RockOOModified Cam ClayOOHoek-BrownOOD-minOODuncan-changOOStrain-SofteningOOJardineOOUser-def

12、inedOOO 各種材料本構(gòu)可使用的排水/不排水選項(xiàng)材齡本構(gòu)輸入的參數(shù)材料模型中增加了排水/不排水選項(xiàng)可考慮部分飽和及孔隙比(void ratio)引起的滲透系數(shù)(permeability)的變化可自動(dòng)計(jì)算貯留系數(shù)19Geotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU分析功能主要增加內(nèi)容材料本構(gòu)模型中改善內(nèi)容Mohr-Coulomb : 改善了Tension Cutoff、Apex計(jì)算方式，提高了準(zhǔn)確性和收斂性Modified Mohr-Coulomb：提高了準(zhǔn)確性和收斂性Duncan-Chang : 修改了切向系數(shù)異常情況Jointed Rock Mass :

13、增加了輸入的參數(shù)并修改了計(jì)算方式最終位移相差0.038%(Mohr-Coulomb 材料)（新版采用較少的步驟數(shù)獲得收斂）舊版GTS(52步)新版GTS(28步)20Geotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU非線性分析最終施工階段豎向變形結(jié)果分析功能主要增加內(nèi)容Modified Cam-Clay -改變了塑性模型計(jì)算方法改變了塑性模型計(jì)算方法(Forward euler method Backward euler method) : 改善后，不受荷載步驟影響可獲得穩(wěn)定的收斂解-使用Consistent Tangent Matrix改善了非線性分析的收斂速度

14、 最終階段誤差相差不到0.001%(經(jīng)驗(yàn)上兩者結(jié)果應(yīng)相同)AB分析模型固結(jié)分析最終豎向變形結(jié)果材料本構(gòu)模型中改善內(nèi)容21Geotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU分析功能主要增加內(nèi)容改善了固結(jié)分析的收斂性和適用范圍改善了固結(jié)分析的收斂性(驗(yàn)證模型Plaxis EPP Consolidation)在固結(jié)施工階段中可使用MCC材料本構(gòu)模型增加了基于Total Pore Pressure的固結(jié)分析功能(可考慮動(dòng)態(tài)滲流邊界)新版新版GTS Plaxis固結(jié)分析結(jié)果比較固結(jié)分析結(jié)果比較超孔隙水壓(Excessive Pore Pressure) 分布圖新版新版GTS

15、Plaxis22Geotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU改善了邊坡穩(wěn)定分析(SRM)功能增加了適用的本構(gòu)模型(增加了D-P、MMC等材料本構(gòu))分析采用弧長法改善了收斂性采用對分法(Bi-section)提高了計(jì)算速度舊版GTS1.662小時(shí)15分1.8219分新版新版GTS等效塑性應(yīng)變結(jié)果比較86%單單元22,186個(gè)個(gè)節(jié)節(jié)點(diǎn)33,858個(gè)個(gè)舊版舊版GTS分析功能主要增加內(nèi)容23Geotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU改善了滲流分析功能降雨強(qiáng)度降雨強(qiáng)度 = 0.0202 m/dayTime = 0 hrTime =

16、 24 hrTime = 48 hrTime = 72 hr各時(shí)間步水位的上升各時(shí)間步水位的上升滲流分析時(shí)可考慮降雨強(qiáng)度影響采用直接耦合分析提高精確度(直接使用積分點(diǎn)應(yīng)力結(jié)果)可直接指定要耦合的施工階段分析功能主要增加內(nèi)容24Geotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU分析功能主要增加內(nèi)容增加了非線性動(dòng)力分析功能(適用于所有材料本構(gòu)模型)增加了非線性時(shí)程分析功能增加了非線性時(shí)程分析功能-可用于邊坡穩(wěn)定分析中(強(qiáng)度折減法使用非線性時(shí)程分析結(jié)果)-可用于上部結(jié)構(gòu)-基礎(chǔ)-巖土抗震協(xié)同分析-可用于地鐵、隧道、防波堤、河岸、大壩的抗震分析-目前用戶可采用自定義液化本構(gòu)

17、模型用于液化判斷(2014年計(jì)劃增加液化本構(gòu)模型)非線性時(shí)程分析選項(xiàng)非線性動(dòng)力分析位移結(jié)果線性動(dòng)力分析位移結(jié)果線性和非線性動(dòng)力分析位移結(jié)果比較(左側(cè)圖表中紅色為非線性結(jié)果)25Geotechnical and Tunnel Systemwww.MidasU分析功能主要增加內(nèi)容改善了動(dòng)力分析功能可考慮慮水位(特征值分析、線性時(shí)程分析、非線性時(shí)程分析)不同時(shí)程分析工況可指定不同的時(shí)間步驟可選擇需要輸出的時(shí)程分析結(jié)果內(nèi)容時(shí)程分析時(shí)可指定初始應(yīng)力(不必在分析后組合)時(shí)間步驟定義指定要輸出的分析結(jié)果MIDAS Information Technology Co., Ltd.27Geotechnical

18、and Tunnel Systemwww.MidasU產(chǎn)品功能比較新版GTS、舊版GTS、Plaxis功能比較材料本構(gòu)構(gòu)模型Plaxis舊舊版GTS新版GTSLinear Elastic IsotropicOO OLinear Elastic Transversely IsotropicXOOVon MisesXOOTresca XO OMohr-CoulombOOODrucker-PragerO*OOHardening Soil / Modified Mohr-CoulombOOO*Modified Cam-ClayOOOSoft Soil w/wo CreepOXXJointed RockOOOHoek-BrownOOONGI-ADP OXXStrain SofteningXOOJardineXOOD-mi