1月19—21日,由中国建筑学会、中国灾害防御协会、中国安全生产协会、GEO中国韧性城市专家工作组指导,北京科技大学、国家城市安全发展科技研究院共同主办,清华大学、中国安全生产科学院、应急管理部国家自然灾害防治研究院、土木工程防灾减灾全国重点实验室、北京云庐科技有限公司等单位协办的“首届城市安全科技论坛”(以下简称论坛)在京召开。

首届城市安全科技论坛召开 云庐科技国产CAE赋能城市安全生活 第1张
(首届城市安全科技论坛开幕)

本次论坛以“推动城市安全科技创新,保障城市高质量发展”为主题,包括中国工程院周福霖院士、岳清瑞院士在内的40余位院士以及城市安全领域专家学者、相关企事业单位代表出席并深入探讨了城市安全领域的前沿话题,参会嘉宾通过分享不同学科领域在城市安全方面的科技创新成果,展望城市安全科技事业的未来发展方向。

以国产CAE技术能力筑牢城市安全基底

云庐科技研究院院长肖捷博士发表了题为《云庐CAE赋能城市安全》的主题演讲,分享了云庐科技以核心的CAE能力赋能城市安全过程中的科研成果与技术实践。肖捷博士介绍,云庐科技深耕国产CAE行业,历经十余年的技术积淀和实践,自主研发了拥有100%知识产权的非线性多物理场耦合仿真云平台——云朏。该平台在2022年通过了中国电子学会科技成果鉴定,关键技术指标达到国际先进水平。经工信部赛宝实验室鉴定,其代码自主率100%。它覆盖了CAE仿真计算的全流程,融合了有限体积法和离散元法,提供了静力学分析、动力学分析、显式动力学分析等功能模块,在非线性分析、多物理场耦合求解、并行计算等方面处于国内领先地位。

首届城市安全科技论坛召开 云庐科技国产CAE赋能城市安全生活 第2张
(云庐科技研究院院长肖捷博士发言)

肖捷博士介绍说,作为一款CAE仿真平台,计算精度尤为重要。云胐的计算精度对标国际通用CAE软件,非线性分析结果平均差别小于1%。以摩尔-库仑本构描述的弹塑性土坡为例,在相同参数,相同网格和相同受力的情况下,云胐与国际通用CAE软件的计算结果位移相差不到1‰,应力相差平均小于1%。在多物理场耦合分析方面,云庐CAE支持结构力学、流体力学、传质传热等多物理场及其相互耦合的仿真分析,可以求解十几个甚至更多个场耦合的问题。肖捷博士向大家展示了一个热流固三场耦合的例子,从固体变形、温度分布云图以及流体速度可看出,云庐CAE的计算结果完全符合力学规律。并行计算是“云朏”另一个优势所在,可支持亿级自由度方程求解,亿级自由度万核加速比大于80%,大幅提高了计算速度。这一点在城市安全维度可为应急指挥调度争取更多的时间,更大限度提升城市安全预测预警的前瞻性。

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(云朏进行热固流多场耦合分析)

创新CAE使用边界,场景覆盖城市安全多领域

云庐科技以CAE仿真为核心模型层,结合人工智能(AI)、5G、物联网、边云协同等赋能数字孪生技术,实现对物理世界的实时诊断和动态预测。如何将企业的技术能力应用于城市安全运行当中,肖捷博士分享了云庐CAE在提升城市风险监测预警领域的实践案例。

首届城市安全科技论坛召开 云庐科技国产CAE赋能城市安全生活 第4张
(云庐科技研发的城市精细化内涝仿真预报系统)

以城市内涝为例,在城市内涝预测预警环节,如何实现预报由“落地雨”向“空中雨”转变,保障预报的精准度及预见性,是行业致力解决的难题。基于二十余年的技术积累,云庐科技将CAE仿真技术应用到城市内涝场景中,研发出实时快速的内涝风险预报预警系统,云庐自研的水动力模型,包含了地表产汇流模型、一维管网模型、地表二维模型及一二维耦合模型,在模拟降雨径流过程、洪水演进等方面具有良好的稳定性和准确性。为提升预报时效性,云庐科技基于国产超算平台,采用区域分解、混合架构加速等技术,实现了高性能计算。分钟级的计算效率可为城市排涝应急指挥调度争取更多的预警时间,更大限度降低灾害损失。该系统已应用在北京清河流域精细化内涝预报项目中。

云庐科技的城市安全风险监测综合预警平台目前已覆盖4大类、18个使用场景,既包括桥梁运行安全风险监测、供排水管网泄漏风险监测等市政设施的监测与维护,又包含老旧房屋坍塌风险监测预警、建筑火灾风险监测等与百姓生活息息相关的公共安全预警与诊断,还覆盖城市内涝、森林火灾、地震地址灾害风险监测等自然灾害应急防治。

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(城市工程系统抗震韧性评价平台发布)

在本次论坛上,云庐科技受哈尔滨工业大学委托开发的“城市工程系统抗震韧性评价平台”也正式对外发布,该系统集成了拥有自主产权的城市区域地震动场的快速智能构建、基于功能损失和恢复时间的双参数抗震韧性评价方法、融合建筑全要素的抗震韧性评价、基于有限信息的城市建筑群信息智能识别与快速计算、城市基础设施基于物理机制的定量韧性评价、城市工程因素与非工程因素融合等韧性关键核心技术,是国际上首个城市系统全方位、多尺度抗震韧性量化评估和结果直观展示评估,将为我国韧性安全城市建设提供重要技术支撑。

城市安全事关民生福祉,事关城市经济社会发展大局,也是云庐科技在CAE科技研发应用领域长期坚持的战略方向。云庐科技未来将继续加强在CAE领域的技术创新,以国产CAE赋能城市安全建设,助力城市健康安全发展。

 

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