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1、SAM软件概况
海洋结构分析通用软件SAM,瞄准海洋结构物设计及优化对环境载荷、结构安全、振动噪声和爆炸冲击等基础性能智能预报和评估能力的新需求,由中国船舶科学研究中心联合国内优势力量研发的一款海洋工程领域内具有完全自主知识产权、高效并行且实现工程化应用的通用软件。
图1 SAM软件架构展示图
2、2025新版本功能亮点
总体架构:在原来基础上,围绕船舶结构研制流程进行功能设计和开发,全面覆盖船舶设计阶段与审图环节,支持针对船舶特色的快速仿真建模、计算结果可视化、支持软件二次开发等功能;全面对标Abaqus,兼容主流通用/专用结构CAE软件的数据标准,采用平台+插件的开发模式,推出一体化的前后处理平台架构。
图2 SAM软件界面展示图
前后处理平台:打通了与国产CAD珊瑚Marine、中望3D等软件的数据接口,大幅强化网格建模、网格划分、网格细化等功能,商软接口更加完善,各种分析设置流程基本与主流商软保持一致。
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图3支持导入珊瑚Marine中舱段模型并进行有限元分析
图4船舶结构惯性释放精度校核
图5融入CCS规范的船舶特色分析模块
图6全频段声学评估模块
3、软件功能
3.1 有限元求解
包含静力分析、模态分析、稳态分析、瞬态分析和接触分析等结构有限元常用分析功能,通过统一数据接口支撑海洋结构分析各专业的评估和耦合,可实现:
1. 基于增量迭代法的整体流程和开放式面向对象的架构设计
2. 具备结构分析的各类基础库,支持自定义单元、材料等扩展
3. 精度和商用结构CAE 软件相当
图7有限元模态分析结果展示图
3.2 环境载荷评估
基于复杂波浪环境水波模型、三维水弹性力学理论、系泊动力学、广义Wangner 方法和离散元法等理论,可实现:
1. 复杂环境预报
2. 波浪载荷预报
3. 系泊系统动力分析
4. 砰击上浪分析
5. 冰载荷分析
图8环境载荷评估展示图
3.3 结构安全评估
基于理想结构单元法、累积损伤法、正交异性板弹性大挠度理论、遗传算法和逻辑模糊模型等理论,可实现:
1. 极限强度分析
2. 疲劳强度分析
3. 屈曲强度分析
4. 风险分析
5. 优化设计
图9结构安全评估展示图
3.4 振动噪声评估
基于三维声弹性理论、统计能量法、动刚度法、功率流法和能量有限元法等理论,可实现:
1. 结构噪声分析
2. 隔振系统效能分析
3. 舱室噪声分析
4. 水下噪声分析
5. 声目标强度分析
图10振动噪声评估展示图
3.5 爆炸冲击评估
基于水下爆炸理论、二阶双重渐进方法、密集模态分析方法和结构动力学等理论,可实现:
1. 水下爆炸载荷预报
2. 冲击环境预报
3. 设备抗冲击评估
4. 近场爆炸毁伤效应分析
5. 碰撞和搁浅分析
图11爆炸冲击评估展示图
4、软件特色
专业化:能够覆盖船舶结构性能分析所需的各种应用场景。
高精度:702所作为全国最大的试验基地,我们有着丰富的理论与数据积累。软件在开发、调试、测试中都经过了系统性的验证与算法修正。因此在个别应用场景中,SAM软件比国外软件的计算结果更加接近物理实验结果。
高效率:前处理中特别针对船舶结构建模设计了模板,建模更为便捷。求解效率方面,与无锡神威·太湖之光进行合作,高效并行计算能力得到大幅提升。