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產品介紹

應力分析系統
塊體動力學仿真系統
顆粒動力學仿真系統
裂孔隙滲流分析系統
可編程數值仿真開發平臺
數值模擬軟件定制服務

GDEM力學分析系列軟件之GDEM-DAS

GDEM-DAS簡介

自成立以來，北京極道成然科技有限公司始終致力于地質災害數值模擬軟件的研發，通過采用連續-非連續方法將有限元與離散元進行耦合，在塊體內部進行有限元計算，在塊體邊界進行離散元計算，通過塊體內部及塊體邊界的斷裂，不僅可以模擬材料在連續狀態下及非連續狀態下的變形、運動特性，更可以實現材料由連續體到非連續體的漸進破壞過程。

GPU是圖形處理器的簡稱，通俗地說，就是我們計算機里都有的顯卡，是天然高性能并行設備。北京極道成然科技有限公司以CDEM方法為基礎，結合GPU技術，開發出了具有獨立知識產權的商用軟件GDEM應力分析系統（GDEM-DAS），將計算速度提升了兩個數量級，將計算規模提升了一個數量級。

GDEM-DAS的模塊及功能

GDEM-DAS的特點

基于連續-非連續單元方法（CDEM），能夠將有限元與離散元的優勢進行有機結合，用顯式裂紋來描述材料的破裂過程；
利用GPU進行并行加速，可計算千萬量級自由度（約百萬量級六面體網格，千萬量級四面體網格）的工程問題；
基于當前主流配置的GPU（GeForce GTX 860及以上），計算連續問題時，每萬單元每萬迭代步的計算耗時小于2秒；計算非連續問題時，每萬單元每萬迭代步的計算耗時小于8秒；
友好的GUI界面，全流程鍵鼠操作，千萬量級網格的快速渲染顯示。

GDEM-DAS應用領域

巖土工程、采礦工程、爆破工程、隧道工程、水利工程、地質工程、結構工程中，材料的漸進破壞過程模擬及整體穩定性評價。

GDEM-DAS應用單位

中國科學院地質與地球物理研究所、中國礦業大學、中國礦業大學（北京）、中國石油大學、中國地質大學、北京科技大學、北京理工大學、北京工業大學、四川大學、長安大學、蘭州交通大學、河南理工大學、黑龍江科技大學、重慶三峽學院等數十家單位。

GDEM-DAS的GPU加速效果

測速用顯卡型號GeForce GTX485（2010年產品），每萬單元每萬迭代步的計算耗時如下表：

GDEM-DAS的典型案例

GDEM力學分析系列軟件之GDEM-BlockDyna

GDEM-BlockDyna簡介

GDEM塊體動力學仿真系統（GDEM-BlockDyna）是一款基于多核CPU并行的顯式動力學高效數值模擬軟件。該軟件以連續-非連續單元方法（CDEM）為計算核心，利用塊體表征材料的連續介質特性，利用塊體間的界面表征材料的非連續介質特性，通過塊體邊界及塊體內部的斷裂，實現材料漸進破壞過程的模擬。該軟件不僅能模擬靜、動力載荷下材料的彈性、塑性、損傷及破裂過程，還可以模擬破碎后散體的運動、碰撞、流動及堆積過程。該軟件支持滲流、溫度、應力、破裂等的交互耦合，可廣泛應用于巖土、地災、采礦、隧道、爆破、水電、能源等多個領域。

GDEM-BlockDyna的模塊及功能

GDEM-BlockDyna的特點

支持二維、三維的力學計算，二維單元包括三角形、四邊形，三維單元包括四面體、金字塔、三棱柱、六面體。
支持Patran、Ansys、FLAC3D、GiD、ABAQUS、Gmsh、Midas等多種網格類型的導入；
二次開發功能強大，可直接利用JavaScript進行求解流程的控制；
強大的重啟動分析功能，通過調入*.sav文件直接執行后續分析；
內置大量的材料參數隨機命令，可對單元、界面材料參數進行指定分布的隨機；
內置強大的參量時程監測功能，可監測單元、界面、結構單元、剛性面的各類信息，同時可監測系統破裂度、系統損傷度、系統應變能等統計性指標。

GDEM-BlockDyna的典型案例

GDEM力學分析系列軟件之GDEM-PDyna

GDEM-PDyna簡介

GDEM顆粒動力學仿真系統（GDEM-PDyna）是一款基于多核CPU并行的顆粒離散元類高效數值模擬軟件。該軟件的計算內核基于連續-非連續數值模擬方法（CDEM），通過顆粒間連接鍵的損傷、斷裂，可模擬材料從連續到非連續的漸進破壞過程；通過離散顆粒間的接觸檢測及接觸力計算，可模擬散體材料的運動、碰撞及堆積過程。該軟件可廣泛應用于巖土、采礦、水電、隧道、地質災害等多個領域。

GDEM-PDyna的模塊及功能

GDEM-PDyna的特點

支持二維、三維的顆粒計算，可同時考慮顆粒的平動及轉動效應；
通過多種方式快速生成指定分布的顆粒體系，支持從GiD中導入顆粒；
通過與GDEM-BlockDyna軟件的耦合，可以實現塊體顆粒耦合轉化過程的模擬；
二次開發功能強大，可直接利用JavaScript進行求解流程的控制；
強大的重啟動分析功能，通過調入*.sav文件直接執行后續分析；
內置強大的參量時程監測功能，可監測顆粒、結構單元、剛性面的各類信息，同時可監測顆粒拉伸破裂數、剪切破裂數、拉伸損傷量、剪切損傷量等統計性指標；
可快速定義節理、斷層等地質結構面。

GDEM-PDyna的典型案例

GDEM力學分析系列軟件之GDEM-Seepage

GDEM-Seepage簡介

GDEM裂/孔隙滲流分析系統（GDEM-Seepage）是一款模擬巖土介質中裂/孔隙耦合滲流過程的數值模擬軟件。該軟件基于達西滲流原理，采用顯式求解策略，可模擬壓力或流量邊界下，巖土介質中滲流壓力及浸潤面的發展演化過程。該軟件可廣泛應用于地下水滲流過程模擬，庫水漲落下庫岸邊坡滲流場的變化規律分析，巖土介質中超孔隙水壓力的演化過程模擬，各類隔、排水設施的隔、排水能力評估，煤層中瓦斯滲流過程分析，裂隙巖土中注漿過程模擬，以及油氣在儲層中的運移過程模擬等。

GDEM-Seepage共包含2個模塊，分別為基礎模塊及高效并行模塊?；A模塊采用有限體積法進行滲流方程的求解，并采用多核CPU進行并行加速；高效并行模塊采用有限元法進行滲流方程的求解，并采用圖形處理器（GPU）進行并行加速。

GDEM-Seepage的模塊及功能

GDEM-Seepage的特點

支持二維、三維的力學計算，二維單元包括三角形、四邊形，三維單元包括四面體、金字塔、三棱柱、六面體。
支持Patran、Ansys、FLAC3D、GiD、ABAQUS、Gmsh、Midas等多種網格類型的導入。
二次開發功能強大，可直接利用JavaScript進行求解流程的控制。
基礎模塊采用多核CPU進行并行，加速比是計算機核心數的0.6-0.8倍。
基礎模塊通過與GDEM-BlockDyna的耦合，可實現滲流、應力、破裂耦合過程的模擬；高效并行模塊通過與GDEM-DAS的耦合，可實現滲流應力耦合過程的高效計算。
高效并行模塊采用GPU進行并行加速，在主流GPU上（GeForce GTX 860及以上）進行測速，每萬單元每萬迭代步的計算耗時小于2秒。
高效并行模塊支持千萬量級單元的滲流計算，可開展10平方公里以上范圍的區域性滲流過程模擬。
軟件支持千萬量級單元計算結果的高效三維呈現，平移、縮放、旋轉及剖切等操作無卡頓現象。

GDEM-Seepage的典型案例

GDEM可編程數值仿真開發平臺——GDEM-Env

GDEM-Env簡介

GDEM-Env是由北京極道成然科技有限公司研發的通用可編程數值仿真開發平臺，是基于有限元、離散元、有限體積法等多類數值方法，融數值仿真計算、算法開發、數據可視化為一體的高級語言開發環境和交互式計算平臺。

作為交互式計算平臺，GDEM-Env具備基本的前后處理功能，強大的可視化能力，可搭載各類數值計算核心模塊和定制化的前后處理模塊，并可對搭載的模塊進行集成管理。

GDEM-Env原生搭載了GDEM-DAS、GDEM-BlockDyna等多類有限元、離散元的核心計算模塊，用戶可利用上述原生搭載的模塊開展巖土、采礦、地災、爆破等方面的科學計算及工程問題分析。GDEM-Env內置了高級腳本語言JavaScript的運行環境，用于可借助JavaScrip自主編寫工藝流程、施工流程，并對復雜過程的模擬進行精確控制。

GDEM-Env原生搭載的核心求解模塊如下所示：

同時，GDEM-Env提供了開放接口，支持用戶自己編寫核心模塊，并與環境中搭載的其他模塊進行高效的數據交換和耦合計算。

作為高級語言開發環境，GDEM-Env支持JIT(即時執行)、運行時調試，并支持斷點、單步執行、監視和跟蹤變量。

GDEM-Env平臺的開發語言

GDEM-Env采用JavaScript作為編程語言，該語言是世界上最流行的編程語言，且易于學習，面向對象，支持即時執行，語法相對寬松，垃圾自動回收。JavaScript內置了常用的數學函數，并可編寫自定義函數。通過ActiveX接口可以調用系統功能，并與眾多第三方軟件交互。

GDEM-Env支持windows內置Jscript腳本引擎，用戶通過編寫自己的JavaScript代碼，對計算流程和功能進行擴展或自定義，以符合用戶的具體要求。這個強大而靈活的平臺，可以讓您以命令流方式、動態鏈接庫方式擴展功能，用戶可以利用JavaScript自定義計算流程、自行編寫C++和Fortran語言的核心求解工具庫，甚至自定義本構、自定義菜單，以及在不同求解器之間進行耦合計算等。

JavaScript語言可以幫助用戶輕松地添加、擴展GDEM-Env的功能，開發出個性化的數值模擬平臺。

典型案例

基坑開挖回填是非常復雜的工序。使用JavaScript編寫簡單的循環語句，自動執行大量循環，即可完成逐步開挖過程的模擬。

數值模擬軟件的定制服務

我們竭誠為您提供專業化、全方位的數值模擬軟件私人定制服務，簡化您的工程計算流程、提升您的模擬分析效率。通過我們的共同努力，可以讓您有更多的時間關注工程問題本身，而非在幾何建模、網格剖分、初邊值條件施加、計算結果整理等方面耗費大量的精力。我們可以為您量身打造個性化的參數輸入界面、專業化的結果展示界面、智能化的計算報告自動生成模塊及安全可靠的使用權限管理模

我們與國內的數十家高校、科研院所及企事業單位保持著良好的合作關系，為他們提供定制化的數值分析核心求解器及數值仿真軟件，部分案例如下所示。

一、隔膜壓縮機缸體部件分析系統軟件—多用于機械制造領域

一、后效射孔模擬系統—多用于石油、頁巖氣等能源領域

二、水平井多段壓裂復雜縫網應力場快速分析模塊—多用于石油、頁巖氣等能源領域

三、導彈抗機光打擊評估仿真系統


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