我国首个具有自主知识产权的极地装备结构冰载荷数值仿真软件发布

作者：孙丹宁   来源：中国科学报

近日，2023年中国国际海事技术学术会议和展览会上，大连理工大学与中国船级社和北京数码易知科技发展有限公司共同发布了我国首个具有自主知识产权的极地装备结构冰载荷数值仿真软件——船舶结构冰载荷高性能计算分析软件ICE-SDEM。

船-冰-水多介质耦合动力学数值模拟

ICE-SDEM是一款基于离散元、有限元和计算流体力学的多介质耦合仿真软件，具有结构弹塑性动力学分析、海冰破坏力学分析及流固耦合分析功能。软件具有丰富的极地复杂冰况环境模拟功能，可实现平整冰、冰脊、冰山、碎冰等多种冰况下，船舶直行、转向、尾向和斜向等多种冰区操作模式下的冰载荷进行数值计算。并且其集成了强大的多物理场建模和耦合分析能力，在并行框架下解决了不同数值方法间多时间尺度上的计算参数传递协调性问题，建立了海洋结构、海冰、海水耦合的大规模数值分析架构，具备CPU-GPU并行计算功能，发展了基于CPU-GPU协同并行环境下的高性能算法，实现了原型尺度下船海装备冰区作业动力学过程的高效仿真。

通过我国“雪龙”号和“雪龙2”号科考船极地走航的冰载荷和冰激振动实船监测数据，验证了该软件计算结果具有优异的计算精度和可靠性。目前，软件累计获得30余项软件著作权，被写入中国船级社发布的《重型破冰船规范》，在我国自主设计的极地大型装备研发和实践中获得了广泛应用。

由大连理工大学中白学院院长、力学与航空航天学院教授季顺迎领衔的极地船舶与海洋工程研究团队作为ICE-SDEM软件的研发主体，依托大连理工大学“双一流”学科力学、工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室等多个院系的交叉力量，长期开展极地海冰物理力学特性、极地装备冰载荷及抗冰性能预报等研究，为我国极地装备的关键技术研发贡献了重要力量。