SDEM

202401.01

回顾2023，展望2024 | SDEM 2023年度大事记

       在2023年里，SDEM研发人员坚持不懈、不断进步，持续在DEM软件自主研发领域保持技术领先地位，让我们一起审视过去一年的变革，一同回顾SDEM在2023年取得的进步与成就。

       这一年，SDEM新版本研发：

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

       经过了一整年的努力，我们完成了SDEM V3.1版本的升级工作，呈现出了一个更加成熟、稳定的软件版本。在2024年，我们将逐步进行SDEM V3.2版本的升级工作，该版本将进一步提升软件的性能，增加更多实用的功能，以满足用户不断增长的需求。

       部分功能展示：

       1.刚性颗粒冲击弹性网

       基于光滑多面体离散元方法实现刚性颗粒冲击弹性网的模拟。通过建立落石的表面单元和骨架单元，可以精确地模拟落石的形态和受力情况以及拦网的结构和受力情况，包括网绳的张力、网孔的变形等。为落石拦网实际工程提供重要的参考和指导。

       2.多颗粒单元的粘结破坏

       在多面体离散元方法基础上，发展了非规则多面体颗粒的直接破坏方法。通过计算外载荷作用下的颗粒内部Cauthy主应力，考虑Mises准则以及颗粒尺寸和接触数量等方面的影响，对非规则多面体颗粒的破坏行为进行离散元模拟。多颗粒单元的粘结破坏模拟在工程领域中有着广泛的应用前景，可以用作混凝土结构的损伤演化、岩石崩塌等问题的模拟和预测。

       这一年，SDEM开发团队得到了扩充，知识产权数量不断增加，应用范围更加广泛。

       至今为止，SDEM团队已有12名硕士，4名博士参与，开发团队进一步壮大，累计获得30余项软件著作权，帮助多领域在科研方面实现了突破。

       部分领域算例模型展示：

       1.海底采矿模拟

       基于SDEM软件，使用计算颗粒力学手段对海底采矿过程进行数值模拟是一种综合运用多种技术手段的方法。通过结合离散单元法、计算流体动力学方法、DEM-CFD耦合方法和大规模颗粒计算的粗粒化方法等手段，可以实现对海底采矿过程的全面模拟和优化，为提高采矿效率和安全性提供有力支持。

       2.山体滑坡模拟

       基于SDEM软件实现山体滑坡模拟，是将SDEM软件的颗粒离散元与SPH光滑粒子流体动力学方法的优点相结合。通过SDEM软件模拟滑坡体的运动和变形，以及颗粒之间的相互作用和流动机制。同时，SPH用于模拟流体流动和冲击波传播等复杂现象，可以提供高精度、高效率的数值模拟结果。这是一种新的、高效的流体动力学数值模拟方法，应用前景非常广阔，可以应用于许多领域，如地质工程、环境工程、自然灾害防控等。

       这一年，我们参与了2023年中国国际海事技术学术会议和展览会，为我国极地科考发展贡献出自己的力量。

       COMPASS-ICE-SDEM作为我国首个具有自主知识产权的极地装备结构冰载荷数值仿真软件，具有丰富的极地复杂冰况环境模拟功能，能够实现平整冰、冰脊、冰山、碎冰等多种冰况下，船舶直行、转向、尾向、斜向和浅水等多种冰区操作模式下，对局部冰压力和整体冰阻力进行数值计算。同时，该软件还具备丰富的前后处理功能，采用三维可视化技术，能够直观显示冰阻力时程、冰压力云图、航行状态等计算结果。通过在“雪龙”号和“雪龙2”号科学考察船的极地科学考察中的实地验证，该软件已被证明具备优异的计算精度和广泛的应用前景。

       这不仅是我国在极地技术领域的一项重要突破，也为我国未来的极地装备研发和技术升级提供了强有力的工具。随着重型破冰船项目的启动以及极地装备产业链建设的快速发展，COMPASS-ICE-SDEM软件必将在保障我国极地事业高质量发展的过程中发挥越来越重要的作用。

       过去的一年里，我们经历了风雨和挑战，但我们坚守初心、迎难而上，取得了令人骄傲的成绩。

       元旦是新的开始，带着对未来的期许和希望，我们将继续努力，为用户提供更加优质的使用体验。无论外界环境如何变幻，我们相信团结、智慧和勇气将引领我们走向成功的彼岸。

       让我们共同迎接新的一年，像阳光一样温暖，带着笑容面对每一个挑战。愿我们的努力和付出，都能在未来的日子里开启更加灿烂的明天。

       祝大家元旦快乐，幸福安康！