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----  北京飞箭软件有限公司(以下简称飞箭软件)成立于1999年,主要从事有限元分析软件的开发、市场推广及有限元计算项目咨询服务。  (http://fortran.cn/bbs/dispbbs.asp?boardid=3&id=443)

--  作者:yuxin
--  发布时间:2006/10/27 10:25:02

--  北京飞箭软件有限公司(以下简称飞箭软件)成立于1999年,主要从事有限元分析软件的开发、市场推广及有限元计算项目咨询服务。
北京飞箭软件有限公司(以下简称飞箭软件)成立于1999年,主要从事有限元分析软件的开发、市场推广及有限元计算项目咨询服务。

   飞箭软件创始人之一梁国平先生是计算数学专家,于1990年研制成功有限元程序自动生成系统FEPG(Finite Element Program Generator),并于一九九五年获国家科技进步二等奖。FEPG采用元件化编程思想和有限元语言这一先进的表达方式,根据微分方程表达式和算法表达式自动生成有限元程序,在数天甚至数小时内完成通常需要数月甚至数年才能完成的有限元编程劳动,把广大的科研工作者和工程设计人员从繁琐、重复的编程中彻底解放出来,为各领域各行业有限元问题的求解提供了一个极其有力的工具。经过十年不断的研发和应用,该系统已经有功能强大、成熟稳定的单机版、网络版(IFEPG)和并行版(PFEPG),可以满足各种类型用户的有限元计算需求。

   飞箭软件作为拥有民族自主知识产权的有限元软件产品和独特有限元软件技术的实体,以雄厚的技术力量,专注于有限元数值模拟的工作方向,在不断推出有限元软件系列产品的同时,也为客户提供有限元数值模拟的咨询服务。目前,公司正以其并行有限元软件自动生成技术,向更广、更深的高性能计算软件及咨询服务领域拓展。


--  作者:yuxin
--  发布时间:2006/10/27 10:27:01

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有限元程序自动生成系统FEPG(Finite Element Program Generator)为有限元分析和计算机辅助工程分析(CAE)软件平台。用户只需输入有限元方法所需的各种表达式和公式,即可由FEPG自动产生所需的全部有限元计算的源程序,包括单元子程序,算法程序等,免去了大量的繁琐的有限元编程劳动,保证了程序的正确性和统一性。

FEPG的开发思想是采用元件化的程序设计方法和人工智能技术,根据有限元方法统一的数学原理及其内在规律,以类似于数学公式推理的方式,由微分方程表达式和算法表达式自动产生有限元源程序。

FEPG适用于求解各种领域的各种工程与科学的有限元问题,突破了目前通用有限元程序只用于特定领域和特定问题的限制。广泛应用于石油化工,机械制造,能源,汽车交通,铁道,国防军工,电子,土木工程,造船,生物医学,轻工,地矿,水利,航空航天,日用家电等工业部门,尤其适合于各类学科的科学研究,也非常适合于高校进行有限元教学。

FEPG分为单机版 、网络版和并行版,单机版依次为FEPG1.0、FEPG2.0、FEPG2.2、FEPG3.0、FEPG4.0、FEPG4.2、FEPG5.0、FEPG5.2;网络版依次为IFEPG4.0、IFEPG4.2、IFEPG5.0、IFEPG5.2。>>查看IFEPG;并行版为最新推出的高性能计算 系统PFEPG,它结合了单机版和网络版的优势,解决问题的能力更强大。>>查看PFEPG

无论什么样的有限元问题
FEPG都可由其微分方程表达式和算法表达式

自动生成全部有限元计算源程序



--  作者:yuxin
--  发布时间:2006/10/27 10:28:06

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随着有限元方法在科学研究和工程应用领域的不断推广应用,有限元分析软件在高新科技领域发挥着越来越重要的作用,飞箭软件的产品系列在实践的检验和认证中也得到了不断的丰富和完善。

目前,FEPG的应用范围不断扩大,用户规模迅速增加,广大用户对培训的需求也日益增长。为保证大家能够 更快掌握和运用这一强大工具,为大家提供更好的学习环境和条件,2005年,飞箭公司专门成立了飞箭数值模拟交流中心,定期开展有针对性的培训和技术支持工作。培训的形式采取多样化,根据地点和要求分为 标准培训和用户培训,标准培训将在飞箭数值模拟交流中心进行讲解和训练,时间和内容安排可见2005年度飞箭软件培训课程安排表;用户培训则在用户所在地视用户基础和具体需求提供单独的有偿培训,培训 基本课程内容与标准培训相似,不同之处有:

1) 为用户单独开班

2) 用户可根据自己实际情况任意组合培训内容

3) 我们为用户将要分析的具体问题制定分析方案

用户可以根据时间和需要选报适合自己的培训课程,您可以在线填写个人信息和拟参加的课程,也可以直接联系我们。

欢迎广大飞箭产品的使用者和爱好者们踊跃报名,我们将以全部的热诚、诲人不倦的精神和精益求精的技术为您的发展腾飞 助一臂之力。

联系人:王秀丽

联系电话:86-10-82131600-809

传真:86-10-82136800

Email:Wangxiuli@fegensoft.com

[此贴子已经被作者于2006-10-27 10:29:13编辑过]


--  作者:yuxin
--  发布时间:2006/10/27 10:30:18

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情况可参阅培训内容和收费说明

培训课程在线申请

姓名:
单位:
地址:
电话:
传真:
Email:
人数:
培训类型:
培训日期:
特殊要求:

  

培训内容和收费说明  

基础级培训(一天):

对象:对飞箭公司或飞箭软件有一定了解,但是没有使用过的学员

目标:掌握如何使用公式库和前后处理进行有限元计算,使学员入门后可在教育网上学习和使用FEPG解决一般问题。

内容:了解FEPG解题步骤,熟悉操作界面,理解和选择FEPG固体力学、热传导、渗流、电磁等公式库的选项,并应用FEPG公式库生成有限元计算源程序;学会运用FEPG.GID进行建模、添加边界条件、划分网格、并最终计算和显示计算结果。

费用:免费接受培训,资料成本自付,食宿自理

时间安排:每周一开办,节假日除外

熟练级培训(二天):

对象:对FEPG已接受初级培训或者个人自学了初级教程的学员

目标:掌握根据用户公式书写文件和生成计算程序

内容:了解FEPG系统的解题思路和整体构架,了解系统计算需要哪些文件及如何由用户的方程来书写这些文件,掌握如何修改和编译生成新的计算源程序,针对复杂的问题建模和设定初边值条件。

费用:400元/人/天,包含培训资料(FEPG使用手册、FEPG参考手册)、茶点/午餐(20元/人/天)、上机环境设备(80元/人/天)、培训费用(300/人/天)

注:凡购买FEPG的用户,可以根据培训卡免费享受培训服务,培训卡上面将注明您可享受免费培训次数,详情请电话或者email咨询培训部:010-82131600-809或者wangxiuli@fegensoft.com

  

新功能培训(一天):

对象:FEPG以前版本的老用户

目标:对于以前版本的用户了解和掌握新增功能的使用

内容:FEPG各个版本功能的更新内容及历程,重点讲解FEPG5.2相对于FEPG5.0的新增功能和特点,以及如何使用,节省了以前哪些文件的工作量。

费用:FEPG5.0版本的用户,可免费提供两人次的培训机会,含午餐,资料自 购;FEPG以前版本用户,付费200元/人,含资料(FEPG使用手册40元、FEPG参考手册40元)、茶点/午餐(20元)和上机等费用

  

行业应用培训(一天/两天)

对象:对于FEPG的使用有一定基础的学员,对于自己学科应用仍有疑问

目标:使专门领域和学科的用户有针对性地进行学习和研讨

内容:针对用户在本学科研究和应用中的常见的典型问题,采用FEPG如何解决,或者根据用户自己的典型问题进行有针对性的研究讨论

费用:一天500元/人,一至两天800元/人,含资料(FEPG使用手册、FEPG参考手册或FEPG理论文本任选三本)、茶点/午餐(20元)、上机环境设备(80元/人/天)、培训费用(300元/人/天)

  

并行计算培训(四天)

对象:购买PFEPG的用户或者需要并行数值计算的研究人员和工程技术人员

目标:使用户掌握如何使用公式库和用户方程两种方式来使用并行PFEPG系统

内容:包含基础级培训、熟练级培训和高性能计算培训。内容包含:如何选择和使用公式库生成程序,如何由用户自己方程如何填写文件生成计算程序,如何使用前后处理的复杂建模,添加初边值条件,PFEPG系统的整体架构、解决问题思路和方法步骤,如何由单CPU计算程序生成并行程序。

费用:400元/人/天,含资料(FEPG使用手册、FEPG参考手册、PFEPG系统使用说明书)、茶点/午餐(20元/人/天)、上机环境设备(80/人/天)、培训费用(300人/天)

注:凡购买PFEPG的用户首次培训,可以根据培训卡免费享受培训服务,培训卡上面将注明您可享受免费培训次数,详情请咨询北京飞箭软件公司培训部:


--  作者:yuxin
--  发布时间:2006/10/27 10:30:51

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有限元分析方法一出现,就受到广大结构工程人员的欢迎,此后,在各科研与工程领域也普遍采用这种方法分析设计,节约实验成本和设计周期。在各学科陆续涌现出一批通用的有限元软件,但是在实际工作中,我们经常听到用户提出这样的疑问:看似功能强大的的通用分析软件 为何没有一个完全适合自己的问题模型? 不明就里的二次开发往往跟软件内部庞大机构不相容?虽更多更好的新算法难有用武之地?凡此种种,最终导致计算模型不够精确,有限元真正意义上的功能 得不到应用和发挥!

在这种情况下,我们想到这样一个有限元分析软件:拥有量身度做的针对性和处理不断出现的新课题的适用性 ,让我们在友好的工作界面上可以保持随时和软件底层的对话;这都是FEPG有限元程序自动生成系统。它可以根据用户的问题方程自动生成基于FORTRAN语言的有限元计算源程序。由于针对问题生成计算程序,使得FEPG在有限元计算领域拥有无可比拟的优势,非常适合科研人员、工程技术人员多快好省地解决特定的问题。

一般来说,用户希望将更多的精力专注于知识和经验在专业领域的应用,而进行深入的数值计算方法可能性研究又是软件开发商的强项。因此,飞箭软件公司专门设立了应用咨询部门,以推进强强联合,发挥用户在具体专业领域的优势,结合飞箭公司在数值计算方面的优势,联合起来解决用户面临的问题。

具体的服务形式可分为以下几类:

1) 并行、单机数值模拟软件开发
    用户在工程或科研中经常遇到的问题,现有通用软件难以解决,用户希望能有一个专门针对自己的分析设计问题建立一套完整的分析计算工具。用户提出要求,飞箭可以针对用户需求为其定制和开发专门的服务系统,并为其培养专门的CAE分析队伍,解决实际问题的分析方法, 使其达到具有自我分析能力。如:乐凯胶片公司为了 对感光材料涂布模具变截面腔体中的涂液均流分布进行优化分布设计,专门定制了乐凯涂布流模拟仿真系统。

·2)并行 、单机数值模拟模块定制
    用户有一定的分析设备和基础,但在自己编写程序或使用别的软件系统中部分功能不能实现,希望能有针对特殊部分的计算模块。 用户提出具体要求和提供人才合作检验,飞箭可以为用户提供用于单机或并行计算的特殊模块的定制和开发等服务。

·3)并行软硬件 环境配置服务
     用户如计算量较大,需要建立一套高性能并行计算系统或者完善提升自己已有的高性能计算空间。PFEPG对软硬件环境的高度适应性和可扩展性都为此提供足够的可能性条件,飞箭可根据用户目前的设备情况,搭建并行软硬件平台或者优化用户当前的软硬件配置。 如:2004年10月,飞箭根据武汉大学电器工程学院情况,由六台浪潮服务器组建起来并行机,并为其配制好PFEPG计算的软件环境上,现已开始为电磁场分析研究室做三维电机电磁场的有限元数值模拟。

·4)工程科研项目 计算支持
       用户在遇到复杂的项目实施过程中,需要数值计算部分的指导、支持和优化,且用户不欲投入主要精力和时间,可以向飞箭提出合作要求,用户提供飞箭完整清楚的工程背景及计算信息,飞箭负责项目的方案制定、计算实施和最终结果论证。如:贵州索风营水电站地下洞室开挖过程中的稳定性分析。

·5)工程科研并行数值模拟委托服务
    用户在课题或项目计算中涉及到复杂的数值分析和计算时,可以派专门技术人员来飞箭学习研讨,并在飞箭的并行设备上运行计算。 飞箭将指导和监督用户在相应时间内完成工作内容。

·6)工程科研计算项目方案设计
    用户确定启动某分析项目时,而且决定以自己的分析力量为主执行,但对分析方案 不太清楚或者对方案执行的正确性没有足够把握时,可向我公司发出服务申请,我们将免费为您制定分析方案。

如果您有以上方面需要,请随时与飞箭联系,我们将为您提供优质的咨询服务。

联系人:钱华山

电话:010-82131600-805

手机:13501118146

E_mail:hsqian@263.net


--  作者:yuxin
--  发布时间:2006/10/27 10:31:10

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资料索取
向我们提供您的个人信息是基于您对飞箭软件的信任,我们将采取适当的方式保护和存储您的个人信息。您所提供的信息将有助于飞箭软件为您提供更好的服务。

这些资料可能会被飞箭软件用于向您提供关于产品、服务或者活动的信息。

请通过电子邮件(或传真)发送其它市场营销活动信息给我。


点击“确认发出”按钮,表明您同意飞箭软件以上述方式来处理您的资料。


--  作者:yuxin
--  发布时间:2006/10/27 10:31:38

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国外代理与支持

Our Cooperator In Korea:

Company: BasisSoft CO., LTD

President :Mr. James, Lee

HomePage: http://www.Basis.co.kr

Address:2nd Floor,Woojin Bldg.#98-3,Yangjae-Dong,Seocho-Gu,Seoul,KOREA

Zip Code:137-130

Tel:82-2-571-8718

Cell:82-16-232-0650

Fax: 82-2-572-9709

Email: james@basis.co.kr    

Technical Support Office in Cannada
Contactor: Ting Wang
Address: 10261 Rathdown Place, Sidney, BC, V8L 4C6 Canada
Telephone: 1-250-6554984
Email: twang73@shaw.ca

国内支持中心

 

FEPG北京大学技术支持中心
单 位:北京大学理论与应用地球物理系
地 址:北京市海淀区颐园路5号
联 系 人:蔡永恩教授
联系电话:86-10-62755441
Email :yongen@pku.edu.cn

FEPG天津大学技术支持中心
单 位:天津大学机械学院
地 址:天津市南开区卫津路92号
联 系 人:李林安教授
联系电话:86-22-27406912
Email :lali@tju.edu.cn


--  作者:yuxin
--  发布时间:2006/10/27 10:32:07

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系统简介
压力容器分析设计系统VAS(Vessel Analysis System) 是北京飞箭软件有限公司首批基于FEPG开发的CAE软件。VAS集三维建模、有限元剖分网格、有限元分析设计功能为一体,于2000年通过全国压力容器标准化技术委员会(CNSCPV)的
认证(批准号D001-2000),版本依次为VAS1.0、VAS2.0、VAS2.0-2003。



大开孔问题推出部件版
适用于中小型压力容器企业
推出网络版
满足容器分析设计工作组级需要
公司为使用户放心使用VAS软件
推出Ansys、Abaqus、VAS2.0分析报告比较集
引入二次元计算方法,使用较少的单元即可获得令人满意的精度。

 

 

 

 

 

 

加入更快速的求解器,引您进入快速分析设计的新境界。

任意路径的应力分析,为您提供更全面的应力分析结果。
系统特点
最大特点就是无须建模,包括:物理建模(产生数学物理方程)、数学建模(形成有限元方程,并生成算法程序)、几何建模(产生实体造形,并形成有限元网格)等三大建模过程,均无须用户自己建立。

丰富的部件库,储有各种常用部件
按照JB4732-95标准计算容器壁厚
自动建立模型,自动剖分网格
有限元机械应力、热应力、温度场计算
任意路径的应力线性化、应力分类
自动打印分析设计报告
丰富灵活的图形显示
从材料库中自动筛选可用材料

系统应用
压力容器分析设计设计人资格培训班课程设计试题1——立式容器A-1下载 432K
压力容器分析设计设计人资格培训班课程设计试题2——立式容器A-2下载 16K
压力容器分析设计设计人资格培训班课程设计试题3——立式容器A-3下载 22K
成都石化设计院的工程设计实例——带增强法兰的球封头下载 332K

运行环境

硬件配置
·一台个人微机,处理器(CPU)为Intel Pentium Ⅲ或更高档的产品;
·基本内存配置 128MB, 建议配置 128MB 以上内存空间, 这样可以增加所处理问题的规模,提高计算精度, 加快运行速度, 并且使得管板、球罐等大型整体容器计算成为可能;
·显示器和适配器分辨率 800×600×16 位色或更高;
·足够的可用硬盘空间。安装本系统大约需要70MB, 运行软件时所需容量决定于工程计算问题的有限元规模。例如:运行大型部件(如:管板、球罐等)所需空间大约500MB以上;
·一个光盘驱动器和一个鼠标。

操作系统要求:
·中文版Microsoft Windows95, Windows98, Windows2000,Windows NT4.0,Windows XP 均可;
·若您在作用英文操作系统,需要一种中文平台(如中文之星2.0)。

 使用说明书下载
 系统演示稿下载
  系统新版说明下载
  技术论文下载


--  作者:yuxin
--  发布时间:2006/10/27 10:33:04

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应用FEPG模拟粘弹性接触问题

细观混凝土结构的损伤演变的分析

GaN基LED中电输运过程的模拟

非Fourier导热条件下的热弹性耦合问题

热流耦合分析

油田套损机理分析

索风营水电站地下厂房围岩稳定性分析
围堰稳定性分析系统  

小湾拱坝三维动力学有限元计算  

印度大地震的成因研究  

钢板精轧机热轧制有限元分析  

轴承强度分析  

半导体芯片温度场的数值仿真  

胶片(感光材料)中的应用

在电机设计中应用  

更 多应用

 

应用FEPG模拟粘弹性接触问题

 

    本问题计算了一个实际的地壳区域(包括上地壳、下地壳、上地幔),在考虑裂缝、断层、地层温度、地层蠕变下的变形及应力分布及变化过程,对于地层蠕变采用了粘弹性模型,并考虑了其粘性系数的非线性;对断层采用了拉格朗日乘子法模型模拟断层接触与摩擦。

                          模型及网格图

      

               位移云图                           剪应力云图

 

细观混凝土结构的损伤演变的分析

 

   混凝土高坝在强震作用下的失效,最终体现在坝体混凝土的严重开裂导致坝体破坏,大体积浇筑多级配的大坝混凝土的力学性质非常复杂,不同荷载对大坝混凝土动态强度的影响,是当前高拱坝抗震设计中最为关注和急需解决的问题。

    本项目应用损伤力学方法研究细观混凝土结构的损伤演变过程。以有限元生成系统FEPG和并行有限元程序生成系统PFEPG为平台,分别生成基于非线性损伤理论的有限元单机计算程序和并行计算程序,模拟细观混凝土结构(毫米量级)进行了大规模多工况的计算,得到了混凝土材料在不同动、静载作用下宏观强度的变化规律。

              梁中部下缘主应力随加载变化过程(71%静载)   (应力单位:Pa)

损伤区

 

GaN基LED中电输运过程的模拟

 

   半导体和集成电路制造是一个流程高度复杂,资金高度密集的加工过程。如今,半导体(芯片或集成电路)越来越便宜,越来越普遍。然而集成电路(IC)的制造成本变得越来越高和工艺越来越复杂。合理的对半导体器件与工艺进行仿真,对生产效率的提高有着直接的影响。不同的半导体材料和器件之间差异巨大,且具有很强的非线性效应,因此其模拟工作需要程序具有很强的可修改性。FEPG 的高度开放性和广泛适应性非常适合于此类问题的计算,采用FEPG 系统自动生成并编制了三维的弹塑性计算程序计算了复杂而完整的三维半导体器件结构,同时考虑了半导体材料间的接触问题和多种材料参数、不同电极结构对器件性能的影响。计算结果正确合理,达到预测并且指导设计施工的目的。
 

 

         数值计算所得结果                            实物照片

 

非Fourier导热条件下的热弹性耦合问题

 

    现代高技术领域中材料的超高速加热及微尺度空间传热,必须考虑热传导中的松弛行为,即热传导的有限速度。这时,遵循的不再是经典Fourier热传导理论,而是波动导热理论。根据这理论,热流矢量和温度梯度之间存在时间延迟,以被激光均匀照射的薄膜为例。考察激光照射后薄膜内温度分布及应力应变状态的变化。

    这是一个弹性形变场与瞬态非Fourier传热条件下温度场耦合的波动问题。该热弹性耦合问题的数值模拟,所解决的是一个弹性形变场与瞬态非Fourier传热条件下温度场耦合的波动问题。该问题较好的解决显示了软件在求解反映研究者提出的新物理模型的控制方程的快易,和在进行前沿科学研究中所发挥的作用。

    

     薄膜内部温度分布显示波动的特点                   薄膜随时间的摆动

 

热流耦合分析

 

    热管是当今最理想的传热元件之一。由于其设计、制造简单,广泛应用于航空航天、能源、电子、核能和太阳能等工程领域。

    

    热管的计算涉及不可压蒸汽流动计算,多孔介质内液体流动计算,两部分流场之间的衔接,汽/液界面的相变,速度场与温度场的耦合等复杂物理现象。用fepg对先进的传热元件——热管内流动与传热作数值模拟显示了软件在处理复杂多场耦合问题上的便易及潜在优势。

    

                                  蒸汽速度沿轴向分布

油田套损机理分析

    我国各油田各类油气井的套管损坏极其严重。套管损坏严重影响了油田的安全生产和勘探开发效益,全国各油田每年因套管损坏引起的油井破坏或报废而造成的经济损失就达几十亿元。

    多年以来,国内外油田、科研机构和高等院校在套损机理研究方面做了大量工作,也取得一些成绩。但是多从定性和局部、单项技术角度开展研究,并没有取得明显成效,对于指导和解决油田套损问题远不能满足油田需要,套管损坏呈进一步加剧的趋势。

        
           地层网格剖分                      单口井与地层

    本次计算是应用饱和两相渗流与孔隙介质变形耦合理论,基于流体力学、固体力学、地质学、数值计算等学科,用数值模拟的途径来研究套损机理,使机理研究与应用由定性向定量转变,从根本上解决套损预测预报与防护的问题。在较大区域中研究油田工程注采过程中地下岩体与油、水的耦合作用机理,通过有限元计算模拟得到不同作业下油田区域的地下压力场、饱和度场、变形场与应力场的历史变化过程,进而分析出套管的变形场、受力变化与损坏过程,与井史数据拟合分析基础上研究油田的套损机理。

               地层压力                             套管变形

索风营水电站地下厂房围岩稳定性分析
    在贵州省索风营水电站地下厂房围岩稳定性三维有限元分析中,我们利用FEPG的前处理功能完成地下厂房及地层分布的造型,并用组合网格法进行网格剖分。

            

地下厂房结构及局部地形地质展示图            洞室群结构三维有限元网格图

我们利用FEPG自动生成并编制了三维的渗流场计算程序,对施工期渗流场进行了初步分析,首次提出计算渗流场自由面的死(活)结点法,该方法实践证明计算简单、效率较高。并用来计算了正常蓄水位下的坝区稳定渗流场,考虑了地下水向岩溶管道渗漏的情况,得到较为良好的结果。

    

软弱结构面fj2、fj5、fj4部分网格图   空间等水头面   单位:m

     我们还利用FEPG自动生成并编制了可模拟洞室群开挖、建造与支护施工过程的大型三维弹塑性有限元计算程序,应用于索风营地下厂房洞室群开挖支护过程的稳定性弹塑性分析。

          

开挖结束厂房位移云纹图  单位:m           开挖结束厂房围岩屈服图

围堰稳定性分析系统

水利水电总公司和飞箭软件合作,利用FEPG生成围岩稳定性分析系统,围岩分析中采用理想性模型模拟地下洞室开挖过程中洞壁的应力和变形,并对锚固、衬石切等工程加固措施设计了专门的单元。该软件采用Windows 风格的用户使用界面,工程技术人员只需输入必要的工程结构参数,就可很快地得到有限元计算结果。这软件包主要用于地下洞室开挖过程周围岩体的稳定性分析,具体可用于隧道工程、地下厂房、矿山开挖等工程领域,对于洞室地址选择,工程方案优化有直接的指导意义。经对大朝山水电站地下洞室群稳定性的分析,表明该系统在解决围岩稳定性方面具有专业性强、效率高、算法先进、易学易用等特点。中国工程院院士孙均研究员及国内岩土工程领域许多知名专家给予很高评价。目前。利用该软件已应用于北京十三陵水库发电厂房的设计和云南大朝山水电站地下厂房的选址。

小湾拱坝三维动力学有限元计算
小湾拱坝初建时为亚洲第一高拱坝。由于小湾拱坝临近地震活动区,对其进行抗震分析就显得尤为重要。在坝肩部存在着一些断层和软弱面,它们会对拱坝的稳定性产生较大的影响。LDDA方法是一种较好的模拟位移不连续面的方法,它可以直接给出不连续面上的接触力,模拟不连续面的滑动和张裂。我们使用LDDA方法模拟坝肩部的断层和软弱面,计算在地震中它们对拱坝稳定性的影响。

    由北京飞箭软件有限公司与北京大学地球物理系,以及水利科学院合作完成的国家“九五”重点科技攻关项目。在有限元计算过程中,采用非连续体模型处理裂缝和断层,考虑了坝体、基础、坝肩的相互作用,考虑了水载对计算的影响。该程序成功地模拟了小湾拱坝在地震作用的稳定性。

                                  

印度大地震的成因研究
北京大学地球动力学研究中心运用FEPG生成了三维速度、压力、温度耦合求解的有限元程序,讨论了亚洲大陆下的地幔流动及其对亚洲地壳作用的应力。该问题采用了带拉格朗日乘子的不连续变形分析(LMDDM)方法及并行求解技术,将地球板块分为16块,每块放在一个CPU上并行求解。该问题在中国地球物理学会第16届年会做过报告。

钢板精轧机热轧制有限元分析
出炉的钢坯往往需要经历粗轧、精轧等工序后才能达到实际应用所需的强度和尺寸。钢板经过热轧制后可以成为工程所需的桥梁钢、锅炉钢等。在钢板的轧制过程中经常会遇到一些不近人意的问题,如出现蛇头、鱼尾现象,钢板表面平整度不够等。此算例为钢板精轧机热轧制有限元分析,其目的是为了给出钢板轧制过程中轧件的变形速度场,期望为设计轧制规程、设定轧辊的凸度值提供帮助。

(该项目合作对象为武汉钢铁总公司)

轴承强度分析
北京飞箭软件有限公司与北京轴承厂合作,采用独特的Lagrange乘子模拟接触力的DDA算法,成功地模拟了轴承的受力状况。此问题为一个复杂的非线性边界多体接触问题。

   

  

 

 

  

  

  

半导体芯片温度场的数值仿真
Motorola公司在测试芯片过程需要考虑到温度场的变化,他们采用“自动生成系统”产生的有限元程序,模拟了三维温度场的演变过程,为他们的测试实验室的建造提供了可靠的依据。

胶片(感光材料)中的应用
   中国乐凯胶片公司为了对感光材料涂布模具变截面腔体(含阻流间隙)中涂液均流分布进行优化分布设计,利用 FEPG进行数值模拟,达到了所需的要求。

  

在电机设计中应用
工程设计和科学研究对电磁计算精确度要求的不断提高,促进了有限元方法的发展及其在电气工程方面的广泛应用。作为一个有限元软件的开发平台,FEPG的高度开放性和广泛适应性非常适合于此类问题的计算。并很容易利用FEPG产生电磁场计算方面的专业软件。典型代表是电机电磁场有限元分析系统EMS(Electro Magnetic System)

电机电磁场有限元分析系统是北京飞箭软件有限公司面向电机电磁场领域开发的CAE软件,软件结合丰富的有限元理论研究和程序开发实践,具有电机的有限元计算,图形显示和分析等功能,能显著地提高工程设计人员的工作效率,快速可靠地模拟电机工作环境中各种电磁参量的分布状况,主要用于大型发电机和变压器等机电设备的电磁场分析。

EMS的技术特点:

->用于各种不同结构的发电机和电动机电磁场计算

->丰富的定、转子部件库,建模方便迅速

->场域网格自动剖分,无须输入边界条件

->场域内材料为线性或非线性

->域内磁势和磁密的数值和图形输出

->任意线段和圆弧上磁通量的输出

->气隙磁密基波和齿谐波等的频谱分析

                      

电机网格剖分图                              磁势填充图

  

                            

        磁势等值线                               磁密等值线

在直流起重电磁铁设计中的应用
直流起重电磁铁电磁场分析系统是由北京飞箭软件有限公司和大连星光电磁铁厂利用FEPG系统,共同研制开发的专业辅助分析设计软件。该系统面向起重电磁铁工程领域,具有典型起重电磁铁的分析设计、吸力、温升和磁路的计算功能,以及图形显示和后处理等功能。使用该系统可显著提高工作效率,快速可靠地模拟起重电磁铁在工作环境中各种电磁参量的分布状况。

                      

       磁势的等值线图                             磁通密度的云图

  更多应用>>>>>

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--  作者:yuxin
--  发布时间:2006/10/27 10:33:38

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岩石破裂与失稳中的应用  
地壳运动的幂律流分析  

地球科学中的应用  

盆地演化数值模拟  

青藏高原地壳扩展分析  

在地质构造动力学(地球科学)中的应用  

亚洲地幔流动分析  

地震勘探

石油储量评估

测井

石油开采

钻井测井分析  

塔里木盆地油气运移研究  

一维非恒定明渠流动  

平面二维水沙运动分析

激光熔池  

水轮机叶轮的受力分析模拟  

基于NS扩展方程的圆柱绕流问题  

生物医学上的应用  

在变压器设计中的应用

在含有悬浮导体的瓷绝缘子和玻璃绝缘子中的应用  

在涡流制动器设备设计中的应用

在Team Workshop中的应用  

在三(或多)线圈感应仪器响应模型的电磁场应用  

在航空材料中的应用  

在形状记忆金属上的应用  

在复合材料粉末烧结过程研究上的应用  

在复合材料加工模拟上的应用  

在压电材料方面的应用  

纳米金属材料单向拉伸应力应变关系的数值模拟研究

在粘弹性损伤力学方面的应用  

在轧钢中的应用

京沪高速列车动态模拟  

地铁用制动电阻的弹性热力耦合仿真分析  

求解带摩擦接触问题的拟高斯迭代法  

塔楼-地基-基础耦合作用分析  

在超导上的应用

在系统科学上(有限元理论研究中)的应用

非线性薛定鄂能谱方程  

岩石破裂与失稳中的应用
东北大学岩石破裂与失稳研究中心与飞箭软件合作,利用并行计算有限元程序自动生成系统(PFEPG),生成基于并行计算环境的岩石破裂过程计算分析程序。

  

      70万单元x方向位移云图     70万单元最小主应力云图

地壳运动的幂律流分析

该项目合作对象为地质与地球物理研究所。

地球科学中的应用
北京大学地质系运用FEPG生成了三维速度、压力、温度耦合的幂律流体有限元程序,求解了板块构造理论中海沟后退对地幔对流影响问题,在国际上首次确定了动压力对大洋中脊和岛弧后火山形成的作用以及海沟后退的影响,受到IVGG大会的好评。

盆地演化数值模拟
中科院数学所与美国加州大学柏克莱分校地质地球物理研究所合作,用有限元程序自动生成系统进行盆地演化的数值模拟取得成功。到目前为止可以计算包括任意多条断层的平面古热力场,古水动力场,古生物和化学反应场的时空演化过程,并考虑了这三种场的相互作用(即耦合在一起),同时算出这三种场。地质条件考虑了最复杂的任意多种不同介质地层及各向异性,断层考虑了沿着断层方向和垂直断层方向岩石的渗透率有显著的差别,断层两边的岩层随着时间的推移有相对运动。该软件已应用于我国海洋石油的勘探,为石油地质研究和目标勘探提供了有力的手段。经国内知名专家的评审鉴定,一致认为该软件总体达到国际水平,部分达到国际领先水平。


  


  

二维盆地演化模拟

青藏高原地壳扩展分析
Missouri-Columbia大学地球科学系运用FEPG生成了考虑岩石圈流变学及相关边界条件的三维粘弹性问题的有限元程序,讨论了重力等因素对青藏高原地壳扩展的影响,文章发表在《JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH》Vol.108.图为求解出的表面速度(箭头)和GPS测量的速度(带椭球的箭头)。

在地质构造动力学(地球科学)中的应用  
北京大学和美国加州大学的地质学家们用“有限元程序自动生成系统”计算了地质构造动力学,地壳中地幔对流等大型非线性问题,模拟了造山、盆地演化等地质过程,考虑了断层影响的热、流体及化学耦合作用。研究成果发表在Nature 等学术刊物上。在第30届世界地质大会上关于盆地演化的报告受到广泛的关注和好评。这些问题的有限元程序是如此复杂,它们的编写是人力难以胜任的,可是加州大学伯克利分校的C.Y.Wang教授用该系统一年就完成了十个问题的计算。他在正式评价信中写到:“地质构造动力学是复杂的动态过程,很少有有限元程序可以计算,我很高兴能找到梁国平教授的自动生成系统,很成功地模拟了造山过程和盆地生成过程的温度变化、流体流动和化学变化,并把结果写成论文在各种杂志发表。我们将继续用这个系统研究其它的地质问题。梁教授的自动生成系统是一个有用的发明创造,我估计它会被广泛地应用于其它很多领域。”

亚洲地幔流动分析
北京大学地球动力学研究中心运用FEPG生成了三维速度、压力、温度耦合求解的有限元程序,讨论了亚洲大陆下的地幔流动及其对亚洲地壳作用的应力。该问题采用了带拉格朗日乘子的不连续变形分析(LMDDM)方法及并行求解技术,将地球板块分为16块,每块放在一个CPU上并行求解。该问题在中国地球物理学会第16届年会做过报告。


地震勘探
中科院数学所以FEPG为平台开发了地震波传播数值模拟程序系统SWS。它是根据石油地震勘探的需要而设计的,可计算声波方程、各向同性和各向异性弹性波方程、双相介质波动方程及以上几种方程任意组合的情况。它不仅可用于地震波传播机理的理论研究,还可供从事地震资料采集、处理、解释和反演的实际工作者使用。

石油储量评估
中科院数学所与美国加州大学柏克莱分校地质地球物理研究所合作,用FEPG开发了盆地演化的数值模拟软件,该软件可计算包括任意多条断层的相互耦合的古热力场、古水动力场、古生物和化学反应场的时空演化过程。其中地质条件考虑了最复杂的任意多种不同介质及各向异性,断层考虑了沿断层方向和垂直断层方向岩石的渗透率有显著差别,断层两边的岩石有相对运动的情况,该软件已应用于我国海洋石油的勘探,为石油地质研究和目标勘探提供了有力的手段。

测井
石油大学、石油大学(华东)、大庆测井公司利用FEPG先后进行了电位测井,核磁测井,钻井测井以及井壁出砂和井壁稳定性等方面的数模模拟。为了解地层渗透特性、油水组份构成、砂化程度提供了强有力的指导。


  
  

  

  

  

  

  

石油开采
与香港理工大学、苏州大学合作,应用FEPG生成黑油模型的有限元程序,模拟石油开采过程中油、气、水三相的动态过程;应用FEPG进行非线性固体变形和两相渗流的有限元计算,考虑岩石的弹塑性变形和油相、水相压力与饱和度分布,模拟在开采过程中井壁的变形和应力,为调整注水开采工艺,减少套管破损提供指导。

    
    

  

  

  

  

  

  

  

石油开采过程中套管应力和变形

钻井测井分析

在石油工业中,为便于找寻石油和探明储量,需要用到地球物理的方法来测出地下岩层和异常地体的物理参数。阵列方位电阻率成像测井仪作为测定井下地体电阻率的有力工具在石油工业中得到了广泛的应用。此算例的目的是为了预测各种规格的仪器的电阻率测井响应探测能力,以及为实测曲线的解释提供计算依据。


塔里木盆地油气运移研究

该项目合作对象为中国地质科学院地质力学研究所。

一维非恒定明渠流动
西北农林科技大学采用FEPG系统模拟了水渠从水头出发以后的水位波动和流量变化情况,客观真实的反映了水流在不同时刻的波动情况。

平面二维水沙运动分析

        为黄河水利委员会所做模型之一,模拟了含沙水流的输沙特性以及泥沙组成调整机理,用于分析黄河弯道水流挟沙运动的过程,对于含沙量对水流影响及对河床的变形影响进行分析,对于黄河泥沙治理具有一定的科学指导作用。

      水位线                                         河底高程

激光熔池
激光熔池(包括融化和凝固两个过程)的有限元模拟,为一复杂的高速流动的自由边界流体问题,并伴有能量的对流扩散发生。

水轮机叶轮的受力分析模拟
水轮机叶轮的受力分析模拟,此算例采用三维五面体单元成功模拟了空间造型复杂的叶轮应力分布等问题

基于NS扩展方程的圆柱绕流问题
丹麦气象局访问学者提出一种新的湍流模型,并采用算子分裂算法,把N-S扩展方程的物理过程分解为扩散和对流两个过程,分别计算这两个过程,以模拟圆柱绕流的普遍规律。

  

  

  

生物医学上的应用
北京大学力学系陈耀松教授采用“自动生成系统”研究了血液流动中有旁支管道及小球时的剪切壁流的数值模拟。

在变压器设计中的应用
短路阻抗是变压器设计时的一个非常重要的参数,特别是大型变压器,如果设计失败则造成巨大的经济损失,变压器设计师们利用FEPG产生的有限元程序,可很好的解决这一问题。如下变压器型式短路阻抗试验结果为 0.4189,FEPG计算结果 0.4182。

        

变压器型式                  变压器型式磁力线分布

在含有悬浮导体的瓷绝缘子和玻璃绝缘子中的应用
含有悬浮导体的瓷绝缘子和玻璃绝缘子在不同虚拟材料参数作用下中心轴线处的电位和场强分布也不同,利用FEPG产生的有限元程序,也能很好的采用虚拟材料参数法处理这一问题。通过分析外包空气体的形状及尺寸会影响到计算的结果。但是不会改变变化的趋势,计算的精度与剖分的疏密程度有较大的关系,剖分得越密,精度越高。而且含有悬浮导体的瓷绝缘子和玻璃绝缘子三维电场计算采用虚拟材料参数法是有效的虚拟介电常数在  之间比较合适。

      

含有悬浮导体的瓷绝缘子的电位分布      .瓷绝缘子在不同虚拟材料参数下中心轴线处的场强分布

也可以利用FEPG解决合成绝缘子击穿或存在污秽情况下的电场问题,通过分析很显然,由于绝缘子芯棒局部被击穿,导致电位的分布发生变化,从而导致绝缘子周围的电场分布发生变化。

                       合成绝缘子存在局部击穿情况下的电位分布

在涡流制动器设备设计中的应用
制动力的计算是涡流制动器设备设计中的一个非常重要的参数,利用FEPG产生的有限元程序,也可以模拟电磁铁与钢轨涡流分布。

图6. v=0时 电磁铁与钢轨磁力线图

图7. v=10时 电磁铁与钢轨磁力线图

在Team Workshop中的应用
   Team Workshop问题是国际计算电磁场协会公布的验证电磁分析方法的一系列问题,TEAM Workshop 问题7是用来检验三维线性正弦涡流场分析方法计算精度的实验模型。利用FEPG产生的有限元程序,可很好的解决这一问题。

    
    

  

  

  

  

导体表面z=0.019m处涡流的矢量图          Bz的计算值与测量值的比较图 ( y=0.072m,z=0.034m )

在三(或多)线圈感应仪器响应模型的电磁场应用
三(或多)线圈感应仪器在石油测井上有很重要的应用。FEPG已经被应用到感应仪器响应计算模型中。

  

  

  

  

  

  

  

  

  

三(或多)线圈感应仪器响应模型              发射线圈的电场场度的矢量图


              

接收线圈的电场场度的矢量图

 
在航空材料中的应用
北京航空材料研究所利用FEPG系统完成高温合金粉末热等静压成型的模拟计算,有力地指导了实验研究。该研究项目荣获国家级奖励。哈尔滨工业大学材料学院也利用FEPG系统完成了类似的课题。


 

  

  

  

  

  

  

在形状记忆金属上的应用
德国慕尼黑技术大学应用数学研究所所长、著名数学家K.H.Hoffmann教授领导的研究组将梁国平的系统成功地应用于形状记忆金属、相变及各种最优控制问题,成功地计算了合金铸模成型,多相介质及其界面的最优控制,形状记忆合金和高温超导。这些都是复杂的非线性问题。Hoffmann教授在评价书中写到:梁的系统“是迅速实现科学和实际计算的一个有力工具,我向任何有限元专家推荐这一系统”。

在复合材料粉末烧结过程研究上的应用
芬兰赫尔辛基大学的张宝生博士和美国West Virginia大学的杨万宏博士分别利用“自动生成系统”开发了HIP-2D和FGM-3D有限元软件,用于分析对粉末复合材料烧结过程的研究,其中包括温度场的数值模拟,材料烧结过程的数值模拟,材料致密化过程的数值模拟,热应力分布,局部热应力的产生和裂纹的产生机理等过程的数值模拟。数值模拟结果受到同行专家的一致好评。

在复合材料加工模拟上的应用
中国科学院应用化学所采用“自动生成系统”研究了“聚酰亚胺复合材料反应加工过程的数值模拟”。复合材料加工条件的选择对产品的最终性能有极为重要的影响,加工模拟的目的就是要在尽可能短的时间内得到一套合理的加工条件。数值模拟的计算结果与实际加工情况完全一致。

    
    

  

  

  

  

  

  

在压电材料方面的应用
中国力学学会采用“自动生成系统”计算压电智能控制系统的压电响应,求解电场和力场的耦合问题,解决了一般通用有限元程序无法解决的问题,节省了大量编程时间,取得了事半功倍的效果。

纳米金属材料单向拉伸应力应变关系的数值模拟研究
天津大学机械学院力学系,李林安、邸玉贤等利用“复合有限元”方法,将分子动力学方法引入到连续体的有限元方法中,用Morse势函数推导出纳米金属固体材料(如Fe−α,Cu,Al等)晶界区域的本构关系,建立由晶粒、晶界、孔洞等组成的复合模型。借助有限元源程序自动生成系统fepg软件,调整晶粒尺寸,研究在单向线性逐步加载过程中,晶粒尺寸对材料非线性应力应变关系的影响,以及材料宏观弹性模量在加载过程中的变化情况

在粘弹性损伤力学方面的应用
中国科学院力学研究所李德聪、程思亮、史文卿、丁雁生等从具体的平衡微分方程出发,采用了典型的三参数固体粘弹性损伤本构关系,把损伤度写进了平衡方程(一般商用有限元软件不能改写基本方程)。典型算例验证了 FEPG 所生成的有限元程序计算结果的正确性和高效性。粘弹性损伤问题的初始条件可以用一个等效的弹性问题的解表示。这个等效弹性解,也可以用 FEPG 实现

在轧钢中的应用
北方工业大学工学院应用FEPG系统生成周期断面IT形钢轧制的有限元模拟程序,为IT型钢扎制设计提供了比较准确的力能参数与变形参数,解决了大变形塑性流动问题。

京沪高速列车动态模拟
中国铁道科学院机车车辆研究所与中科院数学研究所合作研究高速火车的一个关键问题——供电弓网的接触计算,采用多柔体有限元方法,由FEPG生成有关程序,实现了高速火车的动态模拟。

    
    

  
  

  

  

  

  

  

地铁用制动电阻的弹性热力耦合仿真分析
地铁列车在电阻制动过程中,制动电阻器中的电阻片受到热应力作用而产生弹性变形。随着温度的升高变形增大造成相邻电阻片接触,制动电阻器报废。为采取合适方法抑制电阻片变形,必须了解电阻片在工作过程中温度场、位移场及应力场的分布情况,上海交通大学于建国、叶庆泰等:为分析地铁列车电制动过程中,制动电阻片表面温度场、位移场及应力场的分布,基于有限单元法,建立了三维热力耦合分析模型,并运用有限元软件进行了具体的求解计算,以回归得到了结构变形量与温度的关系曲线。在应力场的计算中引入了最小二乘法,从而以三次有限元计算求得温度场、位移场、应力场的耦合解,以改善计算精度。通过不同冷却条件下计算结果的比较,为制动电阻片采取合适的方法抑制变形提供了依据。

求解带摩擦接触问题的拟高斯迭代法
接触问题在工程和自然界中大量存在,如高速火车的弓网接触问题,带断层或裂缝的拱坝稳定性问题,地震震源破裂和滑坡问题等。其特点和难点是接触边界和接触力事先是未知的,当考虑摩擦滑动时,能量变分原理不再成立。针对求解带摩擦的接触问题,中国铁道科学院刘金朝提出了一种新的的数值算法,即拟高斯迭代法。它对法向接触力和切向接触力进行交替迭代,并利用高斯迭代法求解法向接触力,利用分块高斯迭代法求解切向接触力。同其它的数值算法相比,该算法保留了关于接触力的柔度矩阵的稀疏性和对称性,利用矩阵乘向量可以分步进行的技巧,该算法只存储关于接触力的柔度矩阵的下三角形矩阵的非零元和对角矩阵。根据可能接触边界的分布特点,将区域分解成不同的子区域,引进拉格朗日乘子表示接触力,保证了各子区域的网格剖分和位移求解是完全独立的。基于上述算法和有限元程序自动生成系统开发了相应的求解带摩擦接触问题的软件,数值实验表明,程序是正确的,算法是高效的。

塔楼-地基-基础耦合作用分析

与中国建筑科学研究总院合作进行塔楼-地基-基础耦合作用的模拟,利用FEPG生成有限元程序、同时考虑了塔楼、地基、基础的相互作用,对地基沉降、地基反力、基础片筏和塔楼梁、柱的变形和内力进行了数值模拟。其中,地基土采用有限压缩模型,考虑土的固结和超固结特性,以及在基础片筏不同位置的不均匀性。该模拟计算可以为结构工程师的基础片筏结构设计提供指导。

在超导上的应用
德国慕尼黑技术大学应用数学研究所采用“有限元程序自动生成系统”对高温超导过程进行数值模拟,弄清楚了在物体内部超导发生和发展的全过程,进一步揭示了超导的物理机制,它的研究成果在国外向物理学家报告后引起轰动,受到物理学家的好评。

在系统科学上(有限元理论研究中)的应用
中科院系统科学所林群院士领导的小组主要从事外推、校正等有限元新算法的研究。它们每研究出一种新算法,就要进行数值试验。如果都用人力来编制程序,则要花费大量的时间和精力。它们找到了梁国平的生成系统这一理想的工具。它们用有限元进行二阶偏微分方程的计算,当二阶项的系数充分小时,出现了方程变形等特殊问题,用国外的最新程序系统(美国的BANK,德国的GMD)都无法进行计算,因为这些程序都是“黑箱”,使用者无法作任何修改,只有用梁国平的系统计算取得了成功。他们说:“梁国平的系统最能发挥科学家和工程师的创造性,是一个最便于科研的软件”。

非线性薛定鄂能谱方程
中国科学院物理研究所

  


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