FSSI-CAS 2D/3D©®
一款用于岩土工程,海洋岩土工程和波浪/地震-结构物-海床地基相互作用的高级计算软件

FSSI-CAS 2D/3D软件介绍文件

海洋工程中,海洋波浪-海床地基-结构物耦合相互作用机制、波浪导致的海床地基液化规律等都是近海工程建设中评价海洋结构物稳定性的基础,和急需解决的关键性难题,也是海洋工程地质和海洋岩土力学这一新兴的多学科交叉研究领域的前沿科学问题。围绕这一关键科学、工程问题,中国科学院武汉岩土力学研究所叶剑红研究员在前人研究的基础上,成功研发出了揭示海洋波浪-海床地基-结构物相互作用机制,评价近海结构物安全稳定性的数值计算模型FSSI-CAS 2D,及其三维版本FSSI-CAS 3D。

FSSI-CAS 2D/3D中,采用RAVANS (Reynolds Average Volume Average Navier Stokes)方程作为波浪的控制方程,动态Biot方程作为海床地基的控制方程,通过一个耦合算法将两个物理控制方程整合为一个整体。经过7个不同的水槽实验,1个解析解和1个离心机实验的验证,证实了FSSI-CAS 2D/3D具有极高的可信度和适应性;也是目前国际上研究波浪-海床-结构物相互作用中能够考虑复杂水动力条件,复杂几何边界、复杂土的本构模型的最为先进的计算模型。目前相关的研究成果已经在海洋、海岸工程领域国际顶尖、知名SCI检索期刊发表论文28篇,被引用近600次(基于Google Scholar)。

由于耦合模型FSSI-CAS 2D/3D可以处理复杂的近海水动力条件,复杂的模型边界条件,用户还可以自由选择使用各种不同的土的本构,如莫尔-库仑模型,D-P模型,修正剑桥模型,接触模型和PZIII模型等,能够较准确地描述密实和欠密实海床土的动态力学行为,所以FSSI-CAS 2D/3D的成功开发可以为波浪-海床-结构物相互作用研究提供可信度高的基础分析工具;目前该模型已具备在工程实践中予以应用的条件;可以为我国近海结构物(防波堤、海底管线、采油平台、近海风机等)的设计、后期维护、以及风浪、地震稳定性评价提供技术支持。

FSSI-CAS 2D/3D功能介绍:
FSSI-CAS 2D/3D计算软件可以在近海工程领域海洋结构物的设计、稳定性评价中应用,主要面向高等院校、科研院所的科研人员,以及相关的设计、勘察院及公司的设计、勘察工程师。其主要功能有:
  • (1)近海岸各种波浪的传播演化,与近海结构物相互作用(线性/非线性波浪、规则/随机波浪、椭圆余弦波,海啸波等)。
  • (2)各种孔隙介质内的低速/高速孔隙渗流。
  • (3)波浪/地震—近海结构物(防波堤、海底管线、近海风机、采油平台等)—海床地基相互作用。
  • (4)密实/欠密实海床地基的波浪/地震动态响应、液化大变形,以及评价海洋结构物(防波堤、海底管线、近海风机、采油平台等)的安全稳定性。
  • (5)传统岩土工程中的涉及流-固耦合的各种计算问题,如边坡渗流、大变形滑动,地震动响应分析和地基液化,隧道/洞室变形、涌水等。
  • 网格划分:
    FSSI-CAS 2D/3D 自带有一套网格划分工具,划分的单元类型包括:三角形(3、6节点),四边形(4、8、9节点),四面体(4、10节点),六面体(8、16、27节点)。同时提供了导入其它商业网格剖分软件(如GID)的网格文件的接口,方便用户剖分几何形状特别复杂的计算区域。
    土体本构模型:
    线弹性模型
  • 通用弹性模型(模量与平均围压相关)
  • 摩尔-库仑模型
  • D-P模型
  • 米塞斯模型
  • 剑桥模型
  • 修正剑桥模型
  • Pastor-Zienkcisz III模型
  • 京ICP备17016859号-1

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