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軟件介紹

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海洋結(jié)構(gòu)分析通用軟件SAM
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1,、SAM軟件概況

       海洋結(jié)構(gòu)分析通用軟件SAM,瞄準(zhǔn)海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計及優(yōu)化對環(huán)境載荷,、結(jié)構(gòu)安全,、振動噪聲和爆炸沖擊等基礎(chǔ)性能智能預(yù)報和評估能力的新需求,由中國船舶科學(xué)研究中心聯(lián)合國內(nèi)優(yōu)勢力量研發(fā)的一款海洋工程領(lǐng)域內(nèi)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán),、高效并行且實現(xiàn)工程化應(yīng)用的通用軟件,。


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圖1 SAM軟件架構(gòu)展示圖


2,、2025新版本功能亮點

       總體架構(gòu):在原來基礎(chǔ)上,圍繞船舶結(jié)構(gòu)研制流程進(jìn)行功能設(shè)計和開發(fā),,全面覆蓋船舶設(shè)計階段與審圖環(huán)節(jié),,支持針對船舶特色的快速仿真建模、計算結(jié)果可視化,、支持軟件二次開發(fā)等功能,;全面對標(biāo)Abaqus,兼容主流通用/專用結(jié)構(gòu)CAE軟件的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),,采用平臺+插件的開發(fā)模式,,推出一體化的前后處理平臺架構(gòu)。


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圖2 SAM軟件界面展示圖


      前后處理平臺:打通了與國產(chǎn)CAD珊瑚Marine,、中望3D等軟件的數(shù)據(jù)接口,,大幅強(qiáng)化網(wǎng)格建模、網(wǎng)格劃分,、網(wǎng)格細(xì)化等功能,,商軟接口更加完善,各種分析設(shè)置流程基本與主流商軟保持一致,。


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圖3支持導(dǎo)入珊瑚Marine中艙段模型并進(jìn)行有限元分析


       有限元核心求解:新增了船舶結(jié)構(gòu)慣性釋放和子模型分析模塊,;完善了船用板梁單元剛度陣的工程修正算法,相關(guān)模塊對標(biāo)NASTRAN,,精度誤差小于1%,;優(yōu)化結(jié)構(gòu)底層算法庫中線性代數(shù)方程組稀疏矩陣的存儲模式,大幅優(yōu)化計算內(nèi)存消耗,。


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圖4船舶結(jié)構(gòu)慣性釋放精度校核


       專業(yè)評估子系統(tǒng):針對船舶結(jié)構(gòu)專業(yè)應(yīng)用場景,,深度融合船級社規(guī)范校核方法等專家知識,四大專業(yè)子系統(tǒng)的專業(yè)評估模塊由12個增加到16個,,且大幅提升了評估性能,,比普通商軟更具專業(yè)性。針對船舶結(jié)構(gòu)專業(yè)應(yīng)用場景,,深度融合船級社規(guī)范校核方法等專家知識,,四大專業(yè)子系統(tǒng)的專業(yè)評估模塊由12個增加到16個,且大幅提升了評估性能,,比普通商軟更具專業(yè)性,。
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圖5融入CCS規(guī)范的船舶特色分析模塊


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圖6全頻段聲學(xué)評估模塊


3、軟件功能

       3.1 有限元求解

       包含靜力分析,、模態(tài)分析、穩(wěn)態(tài)分析,、瞬態(tài)分析和接觸分析等結(jié)構(gòu)有限元常用分析功能,,通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口支撐海洋結(jié)構(gòu)分析各專業(yè)的評估和耦合,,可實現(xiàn):

       1. 基于增量迭代法的整體流程和開放式面向?qū)ο蟮募軜?gòu)設(shè)計

       2. 具備結(jié)構(gòu)分析的各類基礎(chǔ)庫,支持自定義單元,、材料等擴(kuò)展

       3. 精度和商用結(jié)構(gòu)CAE 軟件相當(dāng)


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圖7有限元模態(tài)分析結(jié)果展示圖


       3.2 環(huán)境載荷評估

       基于復(fù)雜波浪環(huán)境水波模型,、三維水彈性力學(xué)理論、系泊動力學(xué),、廣義Wangner 方法和離散元法等理論,,可實現(xiàn):

       1. 復(fù)雜環(huán)境預(yù)報

       2. 波浪載荷預(yù)報

       3. 系泊系統(tǒng)動力分析

       4. 砰擊上浪分析

       5. 冰載荷分析


圖8環(huán)境載荷評估展示圖


       3.3 結(jié)構(gòu)安全評估

       基于理想結(jié)構(gòu)單元法、累積損傷法,、正交異性板彈性大撓度理論,、遺傳算法和邏輯模糊模型等理論,可實現(xiàn):

       1. 極限強(qiáng)度分析

       2. 疲勞強(qiáng)度分析

       3. 屈曲強(qiáng)度分析

       4. 風(fēng)險分析

       5. 優(yōu)化設(shè)計


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圖9結(jié)構(gòu)安全評估展示圖


       3.4 振動噪聲評估

       基于三維聲彈性理論,、統(tǒng)計能量法,、動剛度法、功率流法和能量有限元法等理論,,可實現(xiàn):

       1. 結(jié)構(gòu)噪聲分析

       2. 隔振系統(tǒng)效能分析

       3. 艙室噪聲分析

       4. 水下噪聲分析

       5. 聲目標(biāo)強(qiáng)度分析


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圖10振動噪聲評估展示圖


       3.5 爆炸沖擊評估

       基于水下爆炸理論,、二階雙重漸進(jìn)方法、密集模態(tài)分析方法和結(jié)構(gòu)動力學(xué)等理論,,可實現(xiàn):

       1. 水下爆炸載荷預(yù)報

       2. 沖擊環(huán)境預(yù)報

       3. 設(shè)備抗沖擊評估

       4. 近場爆炸毀傷效應(yīng)分析

       5. 碰撞和擱淺分析


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圖11爆炸沖擊評估展示圖


4,、軟件特色

       專業(yè)化:能夠覆蓋船舶結(jié)構(gòu)性能分析所需的各種應(yīng)用場景。
       高精度:702所作為全國最大的試驗基地,,我們有著豐富的理論與數(shù)據(jù)積累,。軟件在開發(fā)、調(diào)試,、測試中都經(jīng)過了系統(tǒng)性的驗證與算法修正,。因此在個別應(yīng)用場景中,SAM軟件比國外軟件的計算結(jié)果更加接近物理實驗結(jié)果,。
       高效率:前處理中特別針對船舶結(jié)構(gòu)建模設(shè)計了模板,,建模更為便捷。求解效率方面,,與無錫神威·太湖之光進(jìn)行合作,,高效并行計算能力得到大幅提升。