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【第四十八期】大工技述:新一代计算力学平台-工程与科学计算集成软件SiPESC

2019-03-11 校友工作处 点击:[]

数值模拟已经成为人类改造世界的第三种手段

高性能计算应用的水平已成为衡量企业、大学和研究院所高科技水平的试金石。发达国家纷纷投入巨资开展高性能计算的研究及其在各种领域的应用。

数值仿真/计算机辅助工程分析(CAE,Computer Aided Engineering)是用计算机对工程结构与产品的力学物理性能进行分析、模拟、预测、评价和优化。近年来出现的“虚拟制造”、“数字化制造”和“精细设计”都是以数值仿真方法为基础实现的。

数值仿真的核心概念是计算和模拟,软件是其应用的关键载体。

SiPESC(Software Integration Platform for Engineering and Scientific Computation,工程与科学计算集成化软件平台)是大连理工大学运载工程与力学学部/工业装备结构分析国家重点实验室在结构有限元分析与优化软件JIGFEX/DDU/MCADS/DDJ/JIFEX等的基础上,研发的面向工程与科学计算的集成软件系统,目的在于构建适用于计算力学的科学研究和工程应用的公共服务软件平台,其特色是开放式、集成性和面向大规模计算。

SiPESC基于“平台(微核心)+ 插件”的体系结构,构建了插件及扩展的管理机制,支持系统功能的动态扩展,引入workbench(工作台)、workspace(工作空间)和project(项目)概念,方便用户构建专用的用户界面,管理各类项目文件;为用户二次开发提供统一的接口管理功能和实现模式。基于插件及扩展的管理机制,可实现计算系统功能的动态扩展、以及多组织间的软件协同开发。

软件结构框图

SiPESC软件体系结构

目前软件平台已完成了超过200万行代码。平台构建了包括系统集成、结构分析、优化计算、结构拓扑优化、脚本语言、大规模可视化、多体动力学等多个子系统,发展了多重多级动力子结构、保辛DAE求解等特色算法,提出了开放性与集成性的数值软件设计方法和实现技术,为进一步面向多学科/多领域/多算法/多模型/多技术的科研、工程及大规模计算等集成应用建立了良好数值仿真平台和技术基础。

SiPESC的核心功能是进行结构有限元分析与优化,具体包括工艺力学分析、多物理场分析、结构拓扑优化、工程结构分析、集成优化和软件集成等,可在众多应用领域进行定制性开发。

结构有限元分析与优化

在国家创新型发展战略的背景下,SiPESC可对接国家重大发展需求,通过自主可控研发,解决核心技术难题,助力我国高精尖装备/产品的研发。SiPESC软件平台在机械、船舶、航空航天、车辆、建筑等行业有广阔的发展前景。

海洋平台

海洋平台健康监测软件应用实例

盾构机集成软件设计

盾构机集成设计软件应用实例

目前,平台已被西门子、航天1院、航天3院、航天5院、绵阳29基地、中船重装、杭州汽轮机、广州中望等机械制造厂商及科研机构进行了实际应用。软件平台的研发项目获得了国家自然科学基金、973项目、863项目、国家重点实验室专项经费资助。平台已获得软件著作权及专利共8项。

 

陈飚松
    大连理工大学教授、博士、博士生导师,中国力学学会计算力学专业委员。主持完成国家自然科学基金3项,主持一项国家重点研发计划课题,主持一项国家自然科学基金委中德合作项目。发表期刊和会议学术论文150余篇,其中国际期刊(SCI检索)40余篇。2004年9月获亚太计算力学协会的青年学者奖,2007年入选教育部新世纪人才支持计划。获辽宁省科技进步二等奖、教育部科技进步二等奖各一项。

项目团队介绍

SiPESC研发团队以大连理工大学运载工程与力学学部工程力学系力学一级国家重点学科长期以来在计算力学领域所取得的丰硕成果为基础,在钱令希、钟万勰、程耿东、申长雨几位院士的带领下,几代大工人经历了40多年的研发历程,完成数值仿真软件平台SiPESC的研发。

 

 

 

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联系人:校友工作处蔡琳

联系方式:0411-84706740

邮箱:cailin@dlut.edu.cn

 

 

内容来源:苗新

编辑排版:景博 赵冬月 王文杰

责任编辑:景博 蔡琳

 

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