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多尺度数据驱动建模平台

       计算机辅助工程(CAE)是采用计算机辅助求解复杂结构和工程问题的一种近似数值分析方法,在现代工程和产品结构分析中的重要工具。有限元软件是CAE软件的重要部分,有广阔的市场前景。材料微观结构对于分析先进材料系统的断裂及失效行为极其重要,而多尺度模拟对于将传统有限元模型的宏观分析和微观结构相结合提供了一种有效的方法。本项目开发多尺度材料模拟软件,对先进材料的失效极限和载荷进行分析,避免困难及昂贵的全面测试,极大地节省时间和成本,并提高终产品的安全性能。

       本项目是由国际顶级团队领衔,开发国际前沿的多尺度建模平台;采用多尺度并行方案,解决传统FEA软件在复杂材料体系及复杂边界条件下,因运算负荷上超出处理能力而受限的问题,计算速度提高1万倍以上;方案里包括多个先进技术:MCT(Multiresolution Continuum Theory)、MPMM(Multiscale Polymer Mechanics Model),多尺度聚合物力学模型)及SCA(Self-consistent Clustering Analysis),均为世界领先技术,为世界力学大会认可,多家厂商上门寻求合作;MCT是一种基于经典微形态理论的并行多尺度方法,通过用额外的应变和应变梯度来加强等式从而推广连续性运动方程,使得微观结构物理和高度局部化行为可以用控制额外自由度的材料法则来捕获;本技术已用于汽车里重要部件的开发,得到福特汽车的认可;MPMM可预测取决于分子水平信息如交联和聚合程度的任意载荷路径的材料响应,全球领先;SCA使用数据分析方法在基于简单的DNS模拟得到的材料力学响应中提取有用的模式,极大地减少计算部件或材料的整体响应所需的计算自由度,提高运算效率1万倍以上;结合数据驱动统计方法,显著提高运算效率,实现对复杂体系的快速准确分析。