结构多场仿真与非线性分析软件SAPTIS

任务来源：计划外项目

技术领域：水利工程建设与管理

技术来源：自主研发。2项计算机软件著作权，软件名称:结构多场仿真与非线性分析软件 V1.0 (2016SRO11730)；大体积混凝土结构施工期温度场、温度应力分析系统 V1.0。

技术简介

该成果由前处理、仿真分析、后处理三部分组成，基于块体切割理论、块体搜索和块体识别算法以及Delaunay三角剖分算法，生成有限元计算模型，结合有限元温度场、渗流场、弹塑性力学、损伤力学，通过徐变、接触、多场耦合以及仿真分析方法与理论进行有限元计算，绘制等值线云图、包络图、矢量图、过程线等。可实现混凝土结构设计、施工及运行阶段工作性态的全过程仿真计算。适用于混凝土坝、水闸、渡槽、升船机、隧洞等复杂水工结构的数值模拟。

主要性能指标

（1）仿真计算功能强大。能够进行混凝土结构设计阶段、施工期以及运行期工作性态的全过程仿真计算；（2）仿真计算精度高。能够考虑真实边界条件、真实材料参数、真实本构模型以及真实施工蓄水过程，仿真模拟结果与原型观测规律一致，位移计算偏差较实测偏差5%以内；（3）计算规模大，效率高。SAPTIS已实现并行化，计算能力达到十万核、数十亿自由度规模。

技术特色

采用SAPTIS进行仿真计算分析，能够优化工程结构设计，提高建设效率，节省工程投资，保证工程安全。

推广情况

已在乌东德、白鹤滩、大藤峡等工程应用，得出了大坝及坝基整体安全度评价结论，为工程决策提供了有力的支撑，应用效果良好。

典型案例

案例1：在三峡水利枢纽应用，对三峡重力坝进行了全坝全过程仿真分析，掌握大坝纵缝开合的原因、变化规律以及坝踵真实应力状态，高精度评估三峡大坝正常工作情况下的工作性态，为三峡工程长期运行安全以及类似工程设计、运行提供技术支撑。案例2：在南水北调中线工程穿黄隧洞应用，对隧洞结构工作性态及安全性进行了仿真分析，对工程安全保障措施进行了复核优化，提出了应对措施，为工程顺利投入运行提供了坚实保障，应用效果良好。

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负责人：李玥

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中国水利水电科学研究院

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