Smoothed Discrete Element Method

SDEM(Smoothed Discrete Element Method)是主要基于光滑颗粒的离散元计算分析软件。

由大连理工大学计算颗粒力学团队与缔造科技(大连)有限公司团队共同开发设计而成。SDEM具有多颗粒形态、多介质、多尺度等数值仿真功能,可实现GPU大规模并行计算。目前,软件采用平行粘结模型的球体单元可对如海冰、岩石等脆性材料的破坏过程进行有效的模拟。

基于MinkowskiSum的扩展多面体单元可实现非规则单元的模拟,引入粘结模型后可对材料断裂过程进行分析。另外,软件中引入了超二次曲面单元,极大地丰富了单元形式;同时提供了高效的离散元-有限元耦合、颗粒材料流固耦合等分析模块。

本软件在规则/非规则离散体的动力过程分析、寒区海洋工程、地质灾害演变、有碴无碴铁路道床的力学性能分析、太空车着陆过程等领域有着广泛的应用。


  • 单元类型

    SDEM提供强大的单元库,涵盖了目前主流的离散元单元类型。可满足各种不同的数值仿真环境的需求,单元类型十分丰富。

    包括球体单元、粘结单元、镶嵌单元、超二次曲面单元、扩展多面体单元、扩展圆盘单元。各种单元可以有效模拟海冰、船体、海洋平台等结构。

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  • 数值算法

    SDEM提供各种特殊的计算方法。如各种耦合算法,包括DEM-FEM、DEM-SPH、DEM-FEM-SPH等算法。数值算法十分丰富。

    为提高计算速度的网格技术,包括局部网格算法、局部单元细化技术等。可以有效模拟对海冰与船体相撞,海冰与海洋平台相撞的过程等等。

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  • GPU并行加速

    SDEM采用CUDA并行技术进行加速运算,在单个Tesla计算卡上可实现数百万球形颗粒的高效运算,满足真实尺度的大规模运算分析。

    基于GPU的CUDA是采用的单指令多线程执行模式即Single Instruction Multiple Data(SIMD)模式,是对单指令多数据的一种改进。

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工程应用

SDEM软件广泛应用于颗粒流动、脆性材料破坏过程等相关的科学研究和工程设计中。承担或参与了国家自然科学基金委、工信部、国家海洋局、中国船级社、美国船级社、中船工业、中船重工、黄河水利科学研究院等单位的项目研究中。

合作单位包括国家海洋局预报中心、国家海洋局极地中心、中国船级社规范设计中心、中船工业708所、中船重工702所、西南交通大学、东北大学、中科院力学所、哈尔滨工程大学、大连交通大学等单位。

项目内容涉及寒区海洋结构和船舶设计、海冰工程相关设计规范、铁路道床力学性能分析、地质灾害演变过程、太空车着陆过程模拟等领域。

SDEM软件是国内迄今为止使用率最高的离散元软件之一。

过程模拟