结构多场仿真与非线性分析软件SAPTIS

任务来源：

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。

技术原理

SAPTIS是中国水利水电科学研究院独立开发的大型结构多场仿真与非线性分析软件，包括前处理、仿真分析、后处理3部分。（1）在软件前处理部分，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，建立了复杂地质构造混凝土结构系统的几何精细建模方法，自动生成混凝土结构有限元计算模型。（2）在软件仿真分析部分，采用 Fortran 语言编制了有限元仿真分析程序，涵盖施工过程仿真分析、温度场分析、渗流场分析、线弹性徐变应力分析、弹塑性分析、损伤分析及多场耦合分析等功能。（3）在软件后处理部分，根据仿真计算程序输出的计算结果，可自动画出温度、渗流、变形、应力等输出变量的等值线云图、包络图、矢量图、过程线。

技术特色

（1）仿真计算功能强大：具有仿真分析、温度分析、渗流分析、弹塑性分析、损伤分析、接触分析、多场耦合分析等功能。（2）用以解决的具体问题：混凝土坝全生命期真实性态仿真和安全评估；混凝土坝运行期工作性态预测及动态预警；水闸、渡槽、升船机、隧洞等复杂水工建筑物真实工作性态评估；库岸岩质边坡变形与稳定分析。

技术指标

（1）可以模拟“九个过程”“四场耦合”“三个非线性”和 “一个迭代”。其中，“九个过程”包括气候变化、基岩开挖、回填支护、混凝土浇筑、混凝土硬化、温度控制、接缝灌浆、分期蓄水以及长期运行；“四场耦合”是应力场、温度场、渗流场和徐变场相互作用；“三个非线性”包括弹塑性、损伤以及时效非线性；“一个迭代”是指接触非线性。 （2）计算规模达数十亿自由度,计算能力达10万核，仿真模拟结果与原型观测规律一致。

应用范围及前景

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，如渗流、温度、变形、应力等工作性态的仿真分析。已成功应用于国际、国内上百座工程，包括混凝土坝、水闸、渡槽、升船机、隧洞等。

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程恒

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