تطوير وتطبيق برنامج طريقة العناصر المنفصلة عالي الأداء المحلي MatDEM

LIU Chun ,  

YANG Zerong ,  

LIU Hui ,  

摘要

تستطيع طريقة العناصر المنفصلة (DEM) محاكاة الانقطاع والدمار الكبير في التربة والصخور بشكل فعال، ولها آفاق تطبيق واسعة في المجال الهندسي. ومع ذلك، تواجه طريقة العناصر المنفصلة في التطبيقات الهندسية ثلاثة تحديات رئيسية: صعوبة النمذجة الدقيقة، عدم اكتمال نظرية الربط متعدد المجالات، وانخفاض كفاءة الحوسبة. لمواجهة هذه المشكلات، حقق برنامج MatDEM الصيني عالي الأداء في طريقة العناصر المنفصلة الابتكارات التالية: بناءً على طريقة النمذجة متعددة المقاييس للتربة والصخور ومعادلات التحويل الميكروسكوبية والماكروسكوبية لطريقة العناصر المنفصلة، تم تطوير تقنية التدريب الآلي لمواد طريقة العناصر المنفصلة، مما قلل بشكل كبير من تعقيد النمذجة الدقيقة؛ تم اقتراح طريقة تدفق الكثافة المسامية لطريقة العناصر المنفصلة لتحقيق محاكاة رقمية متكاملة بين المجالات المختلفة، الربط بين الجريان والصلب، ونقل المذاب؛ باستخدام طريقة الحساب المصفوفية الأصلية للعناصر المنفصلة، تم التعامل بكفاءة مع المحاكاة الرقمية واسعة النطاق لملايين الجسيمات. حالياً، دمج MatDEM وظائف المعالجة الأولية، الحل، المعالجة اللاحقة، ووحدات التوسعة لتشكيل نظام بيئي برمجي متكامل. بعد أكثر من عشر سنوات من البحث والتطوير المستمر، تم تطبيق البرنامج بنجاح في مجالات الكوارث الجيولوجية، هندسة التربة والصخور، هندسة التعدين، واستخراج النفط والغاز. في المستقبل، سيتم تعزيز قدرة التكيف للبرنامج مع سيناريوهات هندسية بشكل مستمر، لتوفير دعم تقني قوي للوقاية من الكوارث والتقليل من آثارها وتصميم الهندسة في الصين.

关键词

MatDEM;طريقة العناصر المنفصلة;المحاكاة العددية;الربط متعدد المجالات;التطبيق الهندسي

阅读全文