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構建虛擬物理世界防治地質災害 南大研發軟件世界領先

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南報網訊(記者 談潔 實習生 王舒)用計算機軟件動態模擬巖土體的大變形破壞,可以更好地認識其穩定性和演化規律,并有利于地質災害的防治和對地下空間的開發利用。8月17日至18日,在上海舉辦的第15屆中國CAE工程分析技術年會(簡稱中國CAE年會)上,南京大學地球科學與工程學院地質工程專業劉春副教授研發的一款軟件獲“中國數字仿真自主軟件創新獎”。

該軟件名叫“MatDEM”,是世界上第一個能在單臺電腦上實現數百萬顆粒計算的三維離散元分析系統。

“三維離散元動態模擬,就像電影《黑客帝國》一樣,在計算機里構建一個虛擬的物理世界,能夠重現各種地質和巖土過程?!眲⒋航忉?,以前一臺普通電腦上只能模擬幾萬個顆粒,現在達到百萬級,模擬的精度更高,可以模擬更加復雜的過程。該軟件還原創了矩陣離散元計算法,原來一個月的計算量,現在一天就可以完成。

他舉例,比如軟件模擬滑坡(地質災害)過程時,可以通過衛星判斷某個區域的位移場,其后則可計算出滑坡發生后產生的破壞會影響到什么樣的范圍;在工業上,可以模擬滾筒攪拌顆粒時,攪拌速度在多少時有最好的攪拌效果。

軟件的研發持續了10年,自去年5月正式發布一年以來,已有來自30多個國家和地區數千次的下載,并在地質、巖土、水利、農業和物理等領域得到了越來越多的應用。相關成果已發表于JGR-SolidEarth等國際一流SCI期刊,獲得多項國家發明專利和軟件著作權,擁有核心技術和知識產權。

今年6月,南京大學正式成立大地探測與感知研究院,研究院面向國家向深地要資源、向城市要發展空間的重大需求,把應用地球物理、地質工程和構造地質相結合,通過理論和技術創新,研制出具有自主知識產權的大地探測和感知技術,高性能離散元軟件MatDEM是其中關鍵技術之一。

中國CAE年會創辦于2005年,是我國虛擬仿真技術領域規模和影響最大、層次最高的專業技術會議。為推廣CAE技術支持產品創新的成功經驗,普及CAE技術的應用,本屆年會設立“中國數字仿真自主軟件創新獎”,共6家企業和高校獲此殊榮。
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