近日，第二十六届“阿基米德”国际创新发明展于莫斯科顺利举办，山东大学创新成果“一种基于粗粒化计算理论的流固耦合仿真方法及系统”，荣获“阿基米德”国际创新发明展金奖。

图1 项目研发团队集中攻关数值仿真难题

岩体灾变全过程的工程尺度模拟受制于计算机算力与耦合算法，其计算效率一直难以提升，山东大学将粗粒化理论首次引入岩土工程仿真领域，创新提出了考虑离散元颗粒间粘结效应的粗粒化方法，使DEM-CFD流固耦合方法的等效计算能力大幅提升，解决了岩体流固耦合灾变全过程大规模计算难题。

该项创新成果成功应用于汕头湾海底隧道下穿主航道F9断层及风化深槽段（上覆弱风化层仅2.3m）、滇中引水海东隧洞F13断层（宽度120m）、康新高速跑马山二号隧道突水突泥灾害注浆方案计算分析与优化设计，以及孙村煤矿F6断层高风险区域防隔水煤柱稳定性分析，保证了隧道及地下工程建设安全，取得了显著的经济效益和社会效益。该方法有力支撑了山东大学HazE灾变分析软件的研发工作，该软件2023年4月在第六届连续-非连续数值分析方法及应用学术研讨会上成功发布，相关示范案例于“励耘仿真实验室”公众号同步公开，为大规模岩体-地下水系统灾变演化分析与重大地质灾害防控设计提供了科学研究手段。

图2 科学指导汕头湾海底隧道穿越强风化槽段注浆方案优化设计

图3 科学再现江西吉莲高速永莲隧道断层破碎带突涌水灾变演化过程

图4 有力支撑山东大学自主研发HazE灾变分析软件

图5 HazE灾变分析软件成功发布

此次获奖充分展示了山东大学的创新能力与品牌影响力。山东大学将继续发挥在地下工程流固耦合问题的数值模拟方面关键技术优势，提升工程仿真科学水平，助力国产工程仿真软件高质量发展。

“阿基米德”国际创新发明展是由俄罗斯联邦总统、世界知识产权组织（WIPO）、俄罗斯联邦国防部、联邦工业产权局（ROSPATENT）、俄罗斯机械制造商联盟（SoyuzMash）以及发明者协会国际联合会（IFIA）等共同发起的世界级发明博览会。展品由专家委员会和国际评审团进行挑选和评估，从新颖性、实用性、设计、低成本、社会经济影响和市场机会等6个方面进行评审，优秀项目方可获得由俄罗斯及其国际合作单位颁发的金、银、铜奖。