推荐一款开源的结构倒塌模拟软件

前两天在搜索FIU人行桥倒塌事故分析资料的时候,偶然间看到了这个模拟视频:

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虽然模拟的倒塌过程和实际事故现场不完全一致,但人家作者也说了,这是在他们团队看到新闻报道后,根据照片在24小时内建的模型。时间紧张且没有图纸资料,这样的条件也没法对模拟的精度有更多要求了,而且模拟得到的破坏开始的部位,还是和实际情况有些接近的:

然而重点是,他用的这款软件吸引了我:Bullet Constraints Builder (简称BCB)。

严格来说,BCB并不是一款独立软件,而是另一款3D建模软件Blender的插件,这个Blender能做什么呢,看这里:

做游戏、做动画、做电影……以及做许多大型3D建模软件可以做的工作,然而,最厉害的是:

开源、免费、支持动画的物理引擎!

于是,芬兰Laurea University of Applied Sciences (LUAS) 的Kai Kostack和Oliver Walter两位老师在欧盟基金项目Inachus的支持下,开发了基于Blender的建筑灾害倒塌模拟软件BCB。

他们开发的软件也同样是开源的!

看一下他们的成果:

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据视频中描述,BCB的仿真结果和建筑实际倒塌情况很接近。

BCB软件的核心算法基于离散单元法(discrete element method, DEM),并且利用了Blender平台的物理引擎,使得结构物倒塌过程尽可能地还原灾难/事故现场,为后续的灾害救援、决策提供理论依据。

近些年来,在桥梁结构地震分析、防灾减灾分析领域中,倒塌模拟问题逐渐开始热起来。之前做的比较成熟、知名度较高的是清华大学陆新征教授课题组参与的西部课题“桥梁事故调查及过程反演计算机辅助技术研究”中,利用有限单元法(FEM)和虚拟现实技术完成的桥梁倒塌仿真模拟(反演分析+场景再现)工作。感兴趣的同学可以点击这里查看陆老师课题组对于此项工作的简介。

而BCB+Blender的组合,或许可以给这个领域的研究带来一些新的思路。虽然目前这款软件主要面向的还是建筑结构倒塌问题,而且对预应力混凝土结构的分析还不够精确,但毕竟这款软件是开放源代码的、可任意使用,可在现有基础上继续进行开发,前景还是不错的。

下面给出一些有用的链接:

Blender软件官方网站(支持免费下载):https://www.blender.org/

BCB下载地址:https://github.com/KaiKostack/bullet-constraints-builder

BCB所在的欧盟支持研究项目:https://www.inachus.eu

BCB的开发团队博客:https://inachuslaurea.wordpress.com

Guide for BCB Installation & Simple Collapse Simulation

Guide to Simulate a Multi-Family House with Standard Blender

Guide to Simulate a Multi-Family House with Fracture Modifier

 

 

 

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说不定我这一生涓滴意念,侥幸汇成河,而且是一条大长河

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