超算并行有限元系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及船舶系統(tǒng)應(yīng)用

超算并行有限元分析系統(tǒng)(SciFEA)開(kāi)發(fā)及船舶系統(tǒng)應(yīng)用報(bào)告人：錢華山博士北京超算科技有限公司2012年5月內(nèi)容提要

超算有限元分析系統(tǒng)SciFEA

SciFEA和船舶系統(tǒng)相關(guān)應(yīng)用

北京超算并行計(jì)算解決方案我們?cè)絹?lái)越需要有限元二十世紀(jì)前人類認(rèn)識(shí)世界的兩種手段做試驗(yàn)，靠經(jīng)驗(yàn)建立數(shù)學(xué)物理模型（大多是偏微分方程），做理論分析二十世紀(jì)出現(xiàn)的第三種手段由電子計(jì)算機(jī)求解數(shù)學(xué)物理模型的數(shù)值仿真與數(shù)值試驗(yàn)有限元是數(shù)值求解偏微分方程的最重要的數(shù)值方法有限元是二十世紀(jì)最有影響力的發(fā)明之一——林群院士專業(yè)化是有限元軟件的重要發(fā)展方向

集設(shè)計(jì)、分析和優(yōu)化于一體以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為主導(dǎo),分析和優(yōu)化作為設(shè)計(jì)的核心計(jì)算支撐構(gòu)件化、模塊化，可重用、易集成優(yōu)化設(shè)計(jì)出的新型結(jié)構(gòu)我們?cè)絹?lái)越需要有限元SciFEA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)界面計(jì)算模塊前后處理網(wǎng)格數(shù)據(jù)結(jié)果數(shù)據(jù)超算有限元分析系統(tǒng)SciFEA超算有限元分析系統(tǒng)SciFEA專業(yè)化前后處理器在幾何模型領(lǐng)域，GID是一款通用、方便、友好的用戶圖形接口，由CIMNE(TheInternationalCenterforNumericalMethodsinEngineering)研發(fā)，目前最新版本為9.0?？蓱?yīng)用于FEM、FDM、FVM、BEM（邊界元法）及無(wú)網(wǎng)格法等分析軟件的前、后處理數(shù)值模擬程序。SciFEA2.0版本集成了GID9.0作為前、后處理程序。GID相關(guān)詳細(xì)介紹可登陸進(jìn)行查閱。與CAD軟件的接口復(fù)雜幾何模型可由CAD軟件繪制導(dǎo)入,支持IGES,DXF,VDA,PARASOLID,ACIS,Step,Shapefile,Rhinoceros等數(shù)據(jù)格式。AutoCAD模型GID模型importing超算有限元分析系統(tǒng)SciFEA與CAE軟件的接口其它CAE軟件的網(wǎng)格數(shù)據(jù)也可以直接導(dǎo)入SciFEA進(jìn)行分析。支持NASTRAN,STL,VRML,3DStudio等格式。Patran網(wǎng)格GID網(wǎng)格導(dǎo)入超算有限元分析系統(tǒng)SciFEASciFEA計(jì)算功能超算有限元分析系統(tǒng)SciFEA結(jié)構(gòu)計(jì)算彈性計(jì)算塑性計(jì)算流體計(jì)算材料計(jì)算動(dòng)力學(xué)電磁計(jì)算電熱力計(jì)算熱固耦合傳熱計(jì)算穩(wěn)定性計(jì)算巖土計(jì)算斷裂計(jì)算水熱力耦合粘彈性計(jì)算GI顛D后處達(dá)理后處癥理支筒持的討結(jié)果止顯示價(jià)方式滿有：仔帶狀逃云圖捉顯示究、等狠直線疾顯示紡、切丟片顯萄示、晚矢量看顯示線、變幅形顯姜示等搞等；登結(jié)果到可存歌儲(chǔ)為BM把P、JP鐮G等數(shù)牛據(jù)格脾式文涼件，黨可制隨作AV倦I、ME腦PG格式司動(dòng)畫(huà)孝。超算辰有限亮元分負(fù)析系欣統(tǒng)Sc絮iF案EA超算勉有限每元分談析系迎統(tǒng)Sc儉iF射EA豐富鴿的案亞例說(shuō)鄭明、腰易學(xué)體易用提供膜算例捆說(shuō)明獅、動(dòng)測(cè)畫(huà)演設(shè)示、滋在線盡問(wèn)題否解答贏、上蔬門培嚇訓(xùn)，歷支持蠅用戶溝應(yīng)用株。Sc斗iF未EA可信梨度保吧障措敗施超算專有限戲元分要析系輪統(tǒng)Sc釘iF枝EA基于罪嚴(yán)格附的有豪限元移理論侍進(jìn)行劑軟件座設(shè)計(jì)采用充裝配血式開(kāi)折發(fā)，庭通過(guò)僑軟件宇模塊該重用邀增加衣可信鳴度采用市獨(dú)立白的數(shù)達(dá)據(jù)結(jié)踏構(gòu)，曠新增寄模塊除不影喬響既遣有模身塊通過(guò)講算例剛將Sc枕iF泉EA計(jì)算撒結(jié)果傻和理千論解礙進(jìn)行邀驗(yàn)證在高填校、老科研泳單位僻建立趕軟件術(shù)測(cè)試疊站點(diǎn)綱，充降分進(jìn)坑行軟法件測(cè)強(qiáng)試。機(jī)械故領(lǐng)域微機(jī)礦電系俊統(tǒng)模笨擬仿生姿機(jī)械鈔系統(tǒng)拾模擬微納漢加工鉗技術(shù)背模擬金屬有成型拉模擬工程蛛設(shè)備東模擬沖擊狀與振侵動(dòng)模炮擬機(jī)械瞇行業(yè)什應(yīng)用候解決輝方案基于Sc氣iF醒EA的數(shù)樓值模徐擬咨忠詢某大抗型汽均車變捏速箱秘制造駐企業(yè)犯所制駝造的妄卡車味變速范箱在工重載料低速粥時(shí)(上坡)出現(xiàn)甚齒輪錘斷裂烈，變牌速箱符裂紋霞，損慘壞。剛通過(guò)斑有限捐元分排析，蜘計(jì)算靈，分暢析事科故原僑因，義準(zhǔn)確樓找到團(tuán)破壞畜位置鄭，并犯提出搜解決榆方案住。該真公司秒改善呀后，曲極大蹈地提剖高了求該款妹變速博箱使脆用壽售命。大型畢復(fù)雜憶結(jié)構(gòu)失計(jì)算變速仔箱模違型及怎網(wǎng)格叫劃分圖變速獨(dú)箱計(jì)航算位誕移云豈圖基于Sc堅(jiān)iF漏EA的數(shù)高值模歉擬咨殖詢某船蹈舶制書(shū)造企崇業(yè)為笨分析賊結(jié)構(gòu)冰的變形怠、應(yīng)窗力和牌穩(wěn)定糕性，需沾要考像慮各識(shí)種對(duì)化稱結(jié)慕構(gòu)、踐非對(duì)洋稱結(jié)坦構(gòu)、始以及杰各種徑結(jié)構(gòu)囑的組解合。藍(lán)超算腹科技甜采用Sc速iF屆EA軟件津?qū)ζ鋵?duì)中的笑結(jié)構(gòu)徐進(jìn)行懂了計(jì)犁算模岸擬。站經(jīng)驗(yàn)悉證，暮計(jì)算命結(jié)果背因?yàn)樯┎捎螟Q了最嶄新的范雜交演元技凳術(shù)應(yīng)力劍精度具有昏明顯灶的優(yōu)礙勢(shì)。對(duì)稱元非對(duì)架稱結(jié)爬構(gòu)組旦合計(jì)算饞得到貢的組研合結(jié)究構(gòu)的灣變形冰相龍交板肺結(jié)構(gòu)墨變形基于Sc雪iF衰EA的數(shù)萍值模您擬咨拿詢天津秋科技剩大學(xué)懼機(jī)械乒學(xué)院刷為分懇析紙材漿干認(rèn)燥用晚壓力罵容器電熱變殿形和洞應(yīng)力腫分布木情況案。Sc屯iF踏EA有限確元分派析軟寇件分馳別進(jìn)燙行了賣二維繩、三彈維數(shù)線值模盲擬計(jì)使算。危采用老應(yīng)用臂單位字提出填的壓井力容兄器新加的幾仰何構(gòu)乎型，盤分析潤(rùn)過(guò)程棚按照疼紙漿梯干燥命工藝肺系統(tǒng)晌的考陷慮了沖不同蛇工況戚下壓診力容競(jìng)器的撤熱變艦形和普應(yīng)力熟分布犬。熱固恐耦合丙應(yīng)力悟分析內(nèi)壓徑下總柄位移償云圖活溫度銀邊界造下構(gòu)得件溫怒度場(chǎng)月分布朝云圖基于Sc秧iF都EA的數(shù)炭值模湖擬咨姿詢可考彎慮空鉤間金星屬結(jié)大構(gòu)，賣在逐莖步增質(zhì)加的省側(cè)向悼均布常面載眉荷（朱準(zhǔn)靜皂態(tài)）已作用花下，達(dá)結(jié)構(gòu)榴不斷浴產(chǎn)生黎撓曲赴變形床，直儉至結(jié)辭構(gòu)達(dá)券到拉街伸失瞧穩(wěn)條央件而將失去輝繼續(xù)增承載戚的能鑄力。結(jié)構(gòu)推穩(wěn)定林性分境析基于Sc焦iF尤EA的數(shù)部值模扮擬咨馳詢材料悄領(lǐng)域熱處浪理各付物理蒼量耦婚合關(guān)秧系鑄件綁凝固鋼過(guò)程噸模擬材料膽相變調(diào)動(dòng)力論學(xué)的逆數(shù)值添模擬甲；材料潑表面攝工程如的的捉數(shù)值袖模擬亞；材料沃基礎(chǔ)幕理論關(guān)計(jì)算統(tǒng)模擬預(yù)輔助家研究瘋；焊接伐過(guò)程疑多相瓜多場(chǎng)雀模擬貫分析否；鑄造與過(guò)程可溫度孕、流訪動(dòng)、崖組織甲生長(zhǎng)兵、應(yīng)籍力模暈擬；鍛造撕過(guò)程付塑性缸加工系模擬饒?；赟c果iF清EA的數(shù)匯值模紙擬咨碧詢滲碳推熱處燃理及愿材料揭擴(kuò)散對(duì)于法滲碳厭滲氮寺處理鉛的合喇適的隊(duì)時(shí)間鞭控制妨是改廢工藝礦的主堂要環(huán)貿(mào)節(jié)。保時(shí)間遭短則罪表面糾性能獸達(dá)不蒼到要在求，邀時(shí)間直長(zhǎng)又扭會(huì)引療起材算料整紗體脆脅性增傷加。前超算貪可以拘開(kāi)發(fā)免的材茄料擴(kuò)巾散模肚塊可塑以對(duì)暗各種碎材料墨的滲簽碳滲嗽氮等魄擴(kuò)散牽過(guò)程瓶進(jìn)行扒模擬時(shí)，能增計(jì)算售模擬委等到瞞各不熔同時(shí)接刻的時(shí)擴(kuò)散反濃度塞和擴(kuò)家散深羊度。材料沫領(lǐng)域滲碳均熱處答理擴(kuò)散乳偶，朵擴(kuò)散55廈.5天Cu原子狂質(zhì)量假分?jǐn)?shù)野分布境圖基于Sc病iF震EA的數(shù)勒值模眾擬咨吩詢焊接貪溶解傭過(guò)程結(jié)合饞項(xiàng)目字要求欄采用堆速度疼場(chǎng)保弊持法袋解決囑了隨鄉(xiāng)豐著熔鏟點(diǎn)線蔽推移薦，速蒼度場(chǎng)碰擴(kuò)大爆的問(wèn)極題，院通過(guò)沙引入蜻壓力株泊松閉方程誕，增唯加解匠的穩(wěn)硬定性喘。采集用GL渡S（穩(wěn)揉定有及限元洋）方妖法求倦解溫昏度的怒對(duì)流壓擴(kuò)散裹輸運(yùn)桿方程計(jì)，克向服的游傳統(tǒng)餃有限睛元計(jì)藝算此乳類問(wèn)碗題的坐數(shù)值虜穩(wěn)定鳥(niǎo)性問(wèn)劍題。撿同時(shí)蠟我們址采用沙準(zhǔn)濃肝度法解實(shí)現(xiàn)勒自由盼界面廉的跟幸蹤，度能夠唐清晰俗地標(biāo)酸識(shí)焊伸錫熔編化交性接位招置。材料克領(lǐng)域焊錫祥熔化窮過(guò)程基于Sc逼iF頌EA的數(shù)所值?？禂M咨威詢鑄造超算頸科技螺根據(jù)薦鑄件甚凝固藍(lán)的熱齊物理荷模型語(yǔ)，開(kāi)陽(yáng)發(fā)出種考慮尚傳導(dǎo)匆、對(duì)部流、亡輻射盆、相污變潛樂(lè)熱、稿縮孔中縮松蛇影響筑的溫洗度場(chǎng)徑、固消相率胡場(chǎng)的龍數(shù)值施模擬壘系統(tǒng)禿，可狠以反形映出窩鑄件緒凝固歸過(guò)程第中溫膽度場(chǎng)病變化促規(guī)律版和鑄擇件缺蜜陷的側(cè)主要市特征蔽。材料定領(lǐng)域模擬儉凝固10犁00江0S，20屬00明0S時(shí)的液溫度生分布基于Sc奧iF廣EA的數(shù)具值模引擬咨丙詢界面遼追蹤基于Sc拴iF桿EA的數(shù)納值模敵擬咨賞詢結(jié)構(gòu)供破裂遣過(guò)程換模擬基于Sc省iF宅EA的數(shù)雜值模艱擬咨藝詢流體知光滑梁粒子萬(wàn)模擬基于Sc續(xù)iF錫EA的數(shù)館值模壩擬咨明詢Sc世iF睛EA船舶痛計(jì)算視相關(guān)罰處理圈技術(shù)Sc算iF騾EA計(jì)算齡模擬運(yùn)相關(guān)倍技術(shù)整體遵和局傍部迭讓代求義解技州術(shù)——焊接灰模擬生死臘單元飼、生纏死節(jié)元點(diǎn)技符術(shù)——建造音過(guò)程褲模擬流固玩耦合顆模擬辰技術(shù)——船體儉晃動(dòng)系模擬并行劈燕計(jì)算察模擬海技術(shù)——整船驗(yàn)變形加應(yīng)力候模擬參數(shù)統(tǒng)化建衫模技暢術(shù)——船體陰構(gòu)件慈優(yōu)化控參數(shù)臺(tái)建模非線暖性求歡解技概術(shù)——船體防結(jié)構(gòu)姨的穩(wěn)父定性超算妙并行狗有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