02-0_FLAC3D5.0基本操作方法vs應(yīng)用流程

1、FLAC3D 5.0培訓(xùn)教程培訓(xùn)教程（武漢）（武漢） 工程師工程師 李振李振 2014.3.27-3.28 ITASCA(武漢武漢)咨詢有限公司咨詢有限公司 FLAC3D 5.0培訓(xùn)日程培訓(xùn)日程安排安排 1. FLAC3D V5.0界面操作 2. FLAC3D基本操作方法vs應(yīng)用流程； 3. FLAC3D內(nèi)置Fish語言的應(yīng)用； 4. FLAC3D結(jié)構(gòu)單元vs接觸單元； 5. FLAC3D滲流模塊 6. 其他 2014.3.27 2014.3.28 FLAC3D基本操作方法vs應(yīng)用流程 概述 p 命令流操作方法 new gen zone brick size 6 6 6 在利用FLAC3D軟件

2、進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí)，主要是通過命令流來實(shí)現(xiàn)的。命令流 文件一般以txt或dat格式存儲(chǔ)，并在命令輸入窗口、菜單欄或快捷圖標(biāo)通過call 命令進(jìn)行調(diào)用。 FLAC3D命令流文件需要遵循 一定的格式和語法要求，在滿足 這些要求的前提下，命令流文件 的編寫又是十分自由靈活的，可 根據(jù)用戶個(gè)人的需求自由編寫。 求解計(jì)算求解計(jì)算 邊界 條件 及初 始條 件 建立 模型 材料 參數(shù) 概述 p 數(shù)值計(jì)算一般流程 u1、建立模型 通過外部導(dǎo)入或在FLAC3D中直接建模的方式建 立計(jì)算模型。 u2、材料參數(shù) 材料本構(gòu) 材料力學(xué)參數(shù) u3、邊界條件及初始條件 速度邊界 應(yīng)力邊界 水頭邊界 u 4、求解計(jì)算并輸出結(jié)果

3、后處理后處理 1、建模 建模建模 1.1、FLAC3D內(nèi)置網(wǎng)格生成器； 1.2、Itasca專門開發(fā)的kubirx（軟件）網(wǎng)格生成器 1.3、第三方軟件生成網(wǎng)格的導(dǎo)入 Note：這里的建模是指實(shí)體mesh的生成（結(jié)構(gòu)單元的建模后 面再講）。 Generate EXTRUDE FISH調(diào)整 p 建立模型 p 在FLAC3D中，模型的建立通過關(guān)鍵詞generate來實(shí)現(xiàn)，其基本格式 為： gen keywords1 keywords2 keywords3 For example: gen zone brick size 6 6 6 p0 0 0 0 p1 6 0 0 p2 0 6 0 p3 0 0

4、 6 p4 6 6 0 p5 0 6 6 p6 6 0 6 p7 0 0 6 (ratio 1 1 1 ) (dim 2 2 2) (fill) 1.1、建模Generate 1.1 、建模Generate p 建立模型 FLAC3D建模的基本思路為“堆積木”，即首先建立各種形狀的網(wǎng)格單元，最 后將建立的網(wǎng)格單元組合在一起，生成可用于數(shù)值計(jì)算的整體模型。 FLAC3D內(nèi)置13種不同形狀的網(wǎng)格，包括brick(磚形), cshell(圓柱狀殼網(wǎng)格), cylinder(圓柱狀網(wǎng)格), cylint(圓柱狀交叉網(wǎng)格), dbrick(退化磚形網(wǎng)格), pyramid(錐形 網(wǎng)格), radbric

5、k(磚形輻射網(wǎng)格), radcylinder(圓柱狀輻射網(wǎng)格), radtunnel(平行六邊形狀 輻射網(wǎng)格), retrahedron(輻射網(wǎng)格), tunint(磚形交叉網(wǎng)格), uwedge(均勻楔形網(wǎng)格), wedge(楔形網(wǎng)格). 1.1、建模Generate p 網(wǎng)格形狀 1.1、建模Generate p brick gen zone brick size 6 8 8 plot zone 1.1、建模Generate p dbrick gen zone dbrick size 6 6 6 p0 0 0 0 p1 6 0 0 p2 0 6 0 p3 0 0 6 p4 6 6 0 p5

6、 0 6 6 p6 6 0 6 plot zone 1.1、建模Generate p wedge gen zone wedge size 6 6 8 p0 0 0 0 p1 6 0 0 p2 0 6 0 p3 0 0 6 plot zone 1.1、建模Generate p uwedge gen zone uwedge size 6 6 6 p0 0 0 0 p1 6 0 0 p2 0 6 0 p3 0 0 6 plot zone 1.1、建模Generate p pyramid gen zone pyramid size 6 6 6 p0 0 0 0 p1 6 0 0 p2 0 6 0 p3

7、 0 0 6 p4 6 6 0 plot zone 1.1、建模Generate p tetrahedron gen zone tetrahedron size 6 6 6 p0 0 0 0 p1 6 0 0 p2 0 6 0 p3 0 0 6 plot zone 1.1、建模Generate p cylinder gen zone cyl size 6 4 10 p0 0 0 0 p1 6 0 0 p2 0 6 0 p3 0 0 6 plot zone 1.1、建模Generate p radbrick gen zone radbrick size 3 3 3 6 p0 0 0 0 p1 6

8、 0 0 p2 0 6 0 p3 0 0 6 dim 2 4 2 ratio 1 1 1 1.2 (fill) plot zone 1.1、建模Generate p radcylinder gen zone radcylinder size 6 6 6 12 p0 0 0 0 p1 6 0 0 p2 0 6 0 p3 0 0 6 dim 2 2 2 2 ratio 1 1 1 1.2 (fill) plot zone 1.1、建模Generate p通過對(duì)稱生成網(wǎng)格 gen zone radbrick . p0 (0,0,0) p1 (10,0,0) p2 (0,10,0) p3 (0,0,1

9、0) . size 3,5,5,7 . ratio 1,1,1,1.5 . dim 1 4 2 fill gen zone reflect dip 0 dd 90 gen zone reflect dip 90 dd 90 plot zone 1.1、建模Generate p生成漸變網(wǎng)格 gen zone brick size 10 10 10 p0 0 0 0 & p1 9 0 0 p2 0 9 0 p3 0 0 9 rat 0.8 0.8 0.8 1.1、建模Generate p分組(group) gen zone brick size 10 10 10 group 1 range z 0

10、 1 group 2 range z 1 2 x 2 8 save s1 model null range group 2 新建圖形名稱 導(dǎo)入DXF文件 在繪圖區(qū)域描畫出平面模型 生成平面網(wǎng)格并調(diào)整 材料分組 切換側(cè)面并劃分 生成三維模型 1.1、建模Extruder 刪除圖形 選擇 節(jié)點(diǎn) 中間點(diǎn) 網(wǎng)格生成 網(wǎng)格調(diào)整 查看分組 正面切換 側(cè)面切換 模型生成 1.1、建模Extruder 節(jié)點(diǎn) 中間點(diǎn) 網(wǎng)格 線型： 1.line 2.curve 3.arc 1.1、建模Extruder 1.1、建模Extruder 平面圖和縱向 圖上的每個(gè)對(duì) 象（點(diǎn)、線、 方塊）都有自 己的屬性可供 調(diào)整。！

11、1.1、建模Extruder 1.1、建模Extruder 小 練 習(xí) 1.1、建模Fish調(diào)整方 塊 調(diào) 整 生 成 球 體 網(wǎng) 格 1.2、Itasca專門開發(fā)的kubirx（軟件） 網(wǎng)格生成器 Using KUBRIX and Rhino3D to Create Grids for FLAC3D, 3DEC, PFC3D & other Computer - Aided Engineering Tools 1.2、Itasca專門開發(fā)的kubirx（軟件） 網(wǎng)格生成器 1.3、第三方軟件生成網(wǎng)格的導(dǎo)入 接口編寫 不同軟件之間的精度差異 Group的定義 采用.flac3d的文件格式 .f

12、lac3d文件的格式 G 1 1.0e+00 1.0e+00 1.0e+00 Z B8 1 2 3 4 5 6 7 8 ZGROUP Soil 1 2 3 impgrid & expgrid 僅限于網(wǎng)格 1.3、第三方軟件生成網(wǎng)格的導(dǎo)入 導(dǎo)入的復(fù)雜模型 網(wǎng)格劃分的檢查 gen merge 彈性模型model elastic求解（試算一下） 2、材料參數(shù) p 材料參數(shù) 在FLAC3D中，對(duì)材料參數(shù)是通過兩個(gè)命令關(guān)鍵詞來實(shí)現(xiàn)的： MODLE和PROPERTY. FLAC3D中內(nèi)嵌11種本構(gòu)模型： null model 空模型 elastic, isotropic model 各向同性線彈性模型 M

13、ohr-Coulomb model 摩爾庫倫模型 Hoek-Brown model 霍克布朗模型 Druck-Prager model 德魯克普拉格模型 null model常被用于開挖過程的模擬，elastic model賦予材料的線彈 性力學(xué)行為，mohr model賦予材料塑性力學(xué)行為 2、材料參數(shù) p 材料參數(shù) 對(duì)于線彈性本構(gòu)模型(elastic model), 需要指定的力學(xué)參數(shù)包括體積模 量(bulk)和剪切模量(shear)，或者楊氏模量(young)和泊松比(poisson). 對(duì)于摩爾庫倫塑性模型(mohr model), 需要指定的力學(xué)參數(shù)包括： 體積模量和剪切模量，或楊氏

14、模量和泊松比 內(nèi)摩擦角和剪脹角 粘聚力 抗拉強(qiáng)度 如果上述參數(shù)沒有被指定，那么默認(rèn)情況下該參數(shù)為0. 3、邊界條件 p 邊界條件 邊界條件通常通過命令A(yù)PPLY和FIX/FREE來施加，初始條件通過 命令I(lǐng)NITIAL來施加。 在x=10的面上施加10MPa的壓應(yīng)力x分量 apply sxx -10e6 range x 10 施加線性變化的應(yīng)力 apply syy = -20e6 grad 0,0,20e5 range y -20 z 0,10 Y方向正應(yīng)力按z坐標(biāo)線性變化：z = 10時(shí)yy = 0 ，z = 0時(shí)，yy = 20 106 Pa. 當(dāng)使用關(guān)鍵詞gradient 時(shí)，應(yīng)滿足如下

15、關(guān)系式： S = S(o) + gxx + gyy + gzz 3、邊界條件 p 邊界條件 法向速度約束 fix x range x 0 固定約束 fix x y z range x 0 施加初始應(yīng)力狀態(tài) ini sxx -50e6 syy -40e6 szz -10e6 設(shè)置重力加速度 set grav 0 0 -9.81 20 3、求解及后處理 3.1、求解前對(duì)模型進(jìn)行檢查 網(wǎng)格檢查(如前所述) 邊界條件檢查 速度約束條件 plot gpfix 荷載條件 plot fap 模型檢查 模型賦值plo block model 參數(shù)賦值plo block prop * 初始應(yīng)力檢查(如后所述) 初始應(yīng)力的計(jì)算時(shí)間不會(huì)“非常長” 經(jīng)常檢