由网友(赢了世界输了你)分享简介：GDEM是中国科教院非持续介量力教取工程灾害结合试验室取北京极谈成然科技有限私司结合开垦的力教阐发系列硬件。开垦私司北京极谈成然科技有限私司性子力教阐发系列硬件注释GDEMGDEM鉴于持续介量力教的失散元要领（CDEM），并接纳了GPU并行技能，用以摹拟质料或者者布局(如桥梁、地道等)的变形以及粉碎历程，是计较科教以及数值仿...

GDEM是中国科学院非连续介质力学与工程灾害联合实验室与北京极道成然科技有限公司联合开发的力学分析系列软件。

开发公司

北京极道成然科技有限公司

性质

力学分析系列软件

正文

GDEM

GDEM基于连续介质力学的离散元方法（CDEM），并采用了GPU并行技术，用以模拟材料或者结构(如桥梁、隧道等)的变形和破坏过程，是计算科学和数值仿真领域的一项顶尖技术。

简介

GDEM是中国科学院非连续介质力学与工程灾害联合实验室与北京极道成然科技有限公司联合开发的力学分析系列软件，以基于连续介质力学的离散元方法（CDEM）为基础，以高性能图形处理器（GPU）为依托，将计算速度提升了两个数量级，将计算规模提升了一个数量级。该软件实现了从连续变形到破裂运动的全过程模拟，可广泛应用于岩土、采矿、隧道、油气、水利、地质、结构等多个领域的材料渐进破坏模拟及整体稳定性评价。GDEM代表了数值分析软件的发展趋势，即连续与非连续的统一计算，这主要归功于中科院力学研究所非连续介质力学实验室长达14年的不懈探索。

特点

目前的数值计算方法主要包括两类：一类以连续介质力学为基础，模拟材料的连续变形及塑性破坏，主要包括有限元及有限差分等两种方法。另一类以非连续介质力学为基础，用于模拟散体系统的运动、碰撞特性，主要包括块体离散元及颗粒离散元等两种。

有限元法的商用软件包括：ANSYS、ABAQUS、PATRAN&NASTRAN、MARC、MIDAS- GTS、Plaxis、Z_Soil2D/3D等；有限差分法的商用软件主要为ITASCA公司的FLAC及FLAC3D软件。有限元法及有限差分法能够较好地模拟材料在连续状态下的特性，但不能模拟材料从连续到非连续的过程及在非连续状态下的运动特性。

块体离散元的商用软件包括ITASCA公司的udec及3DEC，DDA（石根华教授的科研软件）等；颗粒离散元的商用软件包括ITASCA公司的PFC及PFC3D等。块体离散元及颗粒离散元在模拟非连续体的运动特性方面具有一定的优势，但较难模拟材料的连续变形过程。

而

GDEM

软件的核心算法是CDEM(Continuum-based Discrete Element Method)，是中国科学院力学研究所非连续介质力学与工程灾害联合实验室提出的适用于模拟材料在静、动载荷作用下非连续变形及渐进破坏的一种数值算法，已经在岩土工程、采矿工程、结构工程及水利水电工程等多个领域广泛应用。GDEM软件将有限元与离散元进行耦合，在块体内部进行有限元计算，在块体边界进行离散元计算，不仅可以模拟材料在连续状态下及非连续状态下的变形、运动特性，更可以实现材料由连续体到非连续体的渐进破坏过程。

GDEM还采用了GPU高性能计算技术。 GPU是图形处理器的简称，是计算机显卡的核心部件，是天然的高性能并行处理器。GPU往往用于大型三维场景游戏的实时显示，介于GPU的高效率并行机制，目前科研界已经开始将GPU技术应用于工程计算领域。

因此，GDEM软件不仅计算精度高，而且计算速度快、计算规模大。以GPU中档配置（NVIDIA GeForce 285）为例，可支持千万量级自由度的并行计算，且每一万个单元计算一万个时间步的耗时仅为5秒。GDEM解决了连续和非连续统一计算的难题，计算速度是普通商用软件的一百倍，能够高效的计算大规模问题。GDEM走在了国际数值计算领域的最前列，并且拥有完全独立的自主知识产权，让中国与世界站在了同一起跑线上。

工程应用

1、边坡的稳定性分析、支挡结构的优化设计及成灾规模的模拟；

2、公路、铁路、地铁隧道的优化设计，支护方案的优选；

3、爆破开采隧道的破坏过程及爆破效果模拟；

4、复合地基承载力分析；

5、高层建筑在地震作用下的破坏状态及成灾规模模拟；

6、钢筋混凝土中应力波的传播及无损探伤的正演模拟；

7、冷却塔、烟囱、高层建筑的拆除爆破等；

8、地下开采中，竖井、巷道稳定性稳定性分析及支挡结构的优化设计；

9、煤层开采过程中突出事故的力学分析及预测；

10、露天矿边坡稳定性分析及爆破开采的爆破方案优化设计；

11、露天开采与地下开采相互影响的力学分析；

12、尾矿库的整体稳定性分析及发生失稳溃坝后的运动状态模拟；

13、隧道掘进机（TBM）、割煤机或钻机的破岩能力分析及钻头受力、磨损分析；

14、大、中、小型水库的整体稳定性分析，水库坝体发生管涌、溃坝的概率分析及溃坝过程模拟；

15、水库两岸高陡岩质边坡的稳定性分析及成灾规模的分析；

16、冰区海洋平台的振动特性及稳定性分析；

17、冰与结构相互作用过程中，冰的失效破坏过程模拟；

18、其他.......

技术支持

中国科学院非连续介质力学与工程灾害联合实验室和北京极道成然科技有限公司对GDEM软件提供全面的技术支持。

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