sphinxsys与autopdms集成在线研讨会举行
2021年05月20日湖南长沙(本网讯)2021年05月13日(gmt 0800)16:00-18:00，光滑粒子动力学sphinxsys开源程序与三维数据cad/cae集成设计和仿真平台autopdms合作讨论在线会议举行。长沙优易软件开发有限公司(uesoft)总裁李国斌主持会议，慕尼黑工业大学机械工程系(tum-dme)sphinxsys项目团队胡湘渝高级讲师、于永川博士(在读)、张弛博士后、朱玉杰博士(在读)，长沙优工软件有限公司(udsoft)张书俊博士，长沙优科软件有限公司(uksoft)总经理陈百炼，长沙优麓软件有限公司(ulsoft)总经理鲁红辉，uesoft项目经理张喆、董浩，等，共13人参加在线会议。
慕尼黑工业大学喷气推进研究所(tum-dag)于永川介绍了sphinxsys开源程序、功能和算例。sphinxsys集成了欧拉法，而dualsph开源代码则没有实现欧拉法。
sphinxsys是胡湘渝博士团队采用c/c 开发的一个开源无网格、多分辨率、多物理场、光滑粒子动力学sph库。它的目标是建模耦合多物理场工业动力学系统包括流体、固体、多体动力学和多分辨率统一sph框架。现在代码0.2.0版本包括流体动力学、固体动力学、热和质量扩散、电化学反应、流固耦合fsi及它们与刚体动力学的耦合。
dualsph库也是采用c/c 编写的一个开源光滑粒子动力学sph库。
张弛介绍了sphinxsys原理和应用、计算效率对比等。张弛认为，一些算例对比表明，sphinxsys算法不仅代码比较通用，性能也超过了传统网格法代码。
李国斌介绍了优易集团开发的autopdms项目情况及目前用户需求与开发工作难点。优易集团不是一个法律实体，而仅仅是一个名词，截止2021年05月20日，它是uesoft、uksoft、udsoft、ulsoft四个公司的合称。它的绩效管理和利益分成规则受uesoft与其它三个公司负责人或股东签署的三份联合开发协议约束，并根据业务发展状态而不断改进，以促进集团的可持续发展与进化。自2000年10月23日uesoft成立以来，优易集团已经拥有中国558家正版用户，并建立了1963人的用户qq群(39379062)网络。
autopdms集成了设计库(配管piping、设备equipment、暖通空调hvac、支吊架h\&s、电缆桥架cabletray、钢结构steel、结构structure、建筑architecture、房屋building、机电管mep、机械mechanical、电气electrical)、构造元件库和构造等级库(paragon \& specon)、管段图spool、轴测图isodraft、投影图draft、模型转换(导出pdms模型到autopdms)、权限管理admin、多用户协同设计、渲染、网格mesh、有限元fem、应力分析、结构分析、流体分析、电磁场分析、多物理场分析等。autopdms是使用stl、boost、mfc、opengl、objectarx、zrx、grx、openscenegraph、git、gtk、pidgin、unrealircd写成的c/c 库。支持autocad、zwcad、gstarcad三大平台。
uesoft现在试图将开源有限元代码calculix集成到autopdms，遇到一些困难。
calculix是一个用有限元方法求解场问题的软件包。使用calculix可以建立，计算和后处理有限元模型。使用opengl api的交互式3d工具做前处理器和后处理器。求解器能够进行线性和非线性计算。可提供静力，动力和热求解。两个程序都可以独立使用。由于求解器使用了abaqus输入格式，所以也可以使用商业预处理器。反过来，预处理器能够编写nastran，abaqus，ansys，code-aster和开源cfd代码dolfyn，duns，isaac和openfoam的网格相关数据。包括一个简单的步骤阅读器。另外还有像vda_to_fbd这样的外部cad接口。该程序运行在linux和irix计算机等unix平台上，但也可运行在ms-windows上。calculix核心代码由guido dhondt(圭多·邓特，简历参考http://www.dhondt.de/authors.htm) (1961-)开发。邓特博士获得比利时天主教鲁汶大学(leuven，belgien)土木工程学位和美国普林斯顿大学(u.s.a)土木工程专业博士学位。1987年他开始工作在德国慕尼黑航空发动机公司(mtu，muenich，德国)，集中于断裂力学的研究。后来，他一直工作在自动网格划分程序三维循环裂纹扩展预测的有限元法。
张书俊长期从事流固耦合研究，主要关注fem和fvm方法。他在讨论中指出，sph是一种无网格方法，通用性较好，能够解决多相流、流固耦合等难题，但计算效率可能较低，是否能在管网工程计算中发挥作用，需要进一步实际检验或做很多开发工作。
李国斌介绍管道应力分析有限元代码pipefem为uesoft投资张博士独立开发，功能与美国coade公司(现在被美国海克斯康公司收购)管道应力分析有限元程序caesar ii相近。现在pipefem成为中国唯一自主产权的管道应力分析有限元c 库，居于中国市场第2名。
李国斌还希望在autopdms集成电机、控制器、断路器等电气领域仿真代码，并介绍了相关研究人员的工作。
一位不愿具名的大学讲师在讨论中说，自己主要做有限元的电磁场和热耦合仿真，今天借此机会学习了解sph。另外自己也看到一个工业软件qq群里有人介绍，杭州舜云科技有限公司(https://shoncloud.com/)成立于2019年6月，开发了一款基于无网格粒子法的三维流体多物理场数值仿真软件shondy，采用mps等方法进行多相流、流固耦合等仿真分析。创办人王溪博士在德国卡尔斯鲁厄理工学院(kia)留学，得到了顺融资本、相城金控的1000万元投资。
胡湘渝参与了技术难点讨论，认为工厂管网是一个大规模网络，求解这种网络面临很多挑战。网络求解可以使用各种方法，例如有限元fem、有限差分fdm、有限体积fvm、时域有限差分fdtd、格子玻尔兹曼lbm、离散元dem、光滑粒子动力学sph、分子动力学md、量子力学qd等，管网系统分析涉及多尺度建模和分析，通过一些抽象，使得代码具有相同的结构，并易于实现强耦合，提高计算效率，并提到了以前张弛做的算例：心脏电神经网络云顶集团官方网站入口的解决方案。
李国斌提出，上述方法中最后四种dem、sph、md、qd都采用球形粒子模型，通用性好，代码简单容易维护，缺点是计算量太大，计算速度较慢，为此在md和qd中引入密度函数理论dft，使得求解速度比md、qd等从头算或第一性原理算法高了几个数量级。是否可以采用这些代码和fem、lbm等代码结合加快计算速度，或者仅仅使用一种代码也可以加快计算速度？这可能是一些世界性难题。
根据胡湘渝的思路启示，李国斌提到了kicad。kicad是一个gpl的eda电子设计自动化软件包，它的三维模型显示代码采用开源软件代码freecad。它采用美国加州大学伯克利分校开源电路分析代码spice计算电路网络。spice是否可用于管网计算？应该是可以的，但可能要写大量的转换代码，这样可能增加成本。
最好的方法是否是利用有限元或sph自身网络？计算网络要速度快而且要计算结果比较准确的话，一般要结合一维单元和多维单元。对于sph方法是否也是如此?
各方认为，autopdms库集成sph库、fem库还需要进一步探讨。
相关链接：
胡湘渝简历 https://www.mw.tum.de/aer/mitarb ... l-xiangyu-hu/#c2372
sphinxsys项目 https://github.com/xiangyu-hu/sphinxsys
dualsph项目 https://github.com/dualsphysics
calculix项目 http://www.calculix.de/
autopdms pipefem phs3d 项目 http://www.uesoft.com/forum.php? ... 5974&extra=page=1
舜云科技有限公司 https://shoncloud.com/index.html
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