02-0_FLAC3D5.0基本操作方法vs应用流程

1、FLAC3D 5.0培训教程培训教程（武汉）（武汉） 工程师工程师 李振李振 2014.3.27-3.28 ITASCA(武汉武汉)咨询有限公司咨询有限公司 FLAC3D 5.0培训日程培训日程安排安排 1. FLAC3D V5.0界面操作 2. FLAC3D基本操作方法vs应用流程； 3. FLAC3D内置Fish语言的应用； 4. FLAC3D结构单元vs接触单元； 5. FLAC3D渗流模块 6. 其他 2014.3.27 2014.3.28 FLAC3D基本操作方法vs应用流程 概述 p 命令流操作方法 new gen zone brick size 6 6 6 在利用FLAC3D软件

2、进行数值模拟时，主要是通过命令流来实现的。命令流 文件一般以txt或dat格式存储，并在命令输入窗口、菜单栏或快捷图标通过call 命令进行调用。 FLAC3D命令流文件需要遵循 一定的格式和语法要求，在满足 这些要求的前提下，命令流文件 的编写又是十分自由灵活的，可 根据用户个人的需求自由编写。 求解计算求解计算 边界 条件 及初 始条 件 建立 模型 材料 参数 概述 p 数值计算一般流程 u1、建立模型 通过外部导入或在FLAC3D中直接建模的方式建 立计算模型。 u2、材料参数 材料本构 材料力学参数 u3、边界条件及初始条件 速度边界 应力边界 水头边界 u 4、求解计算并输出结果

3、后处理后处理 1、建模 建模建模 1.1、FLAC3D内置网格生成器； 1.2、Itasca专门开发的kubirx（软件）网格生成器 1.3、第三方软件生成网格的导入 Note：这里的建模是指实体mesh的生成（结构单元的建模后 面再讲）。 Generate EXTRUDE FISH调整 p 建立模型 p 在FLAC3D中，模型的建立通过关键词generate来实现，其基本格式 为： 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建模的基本思路为“堆积木”，即首先建立各种形状的网格单元，最 后将建立的网格单元组合在一起，生成可用于数值计算的整体模型。 FLAC3D内置13种不同形状的网格，包括brick(砖形), cshell(圆柱状壳网格), cylinder(圆柱状网格), cylint(圆柱状交叉网格), dbrick(退化砖形网格), pyramid(锥形 网格), radbric

5、k(砖形辐射网格), radcylinder(圆柱状辐射网格), radtunnel(平行六边形状 辐射网格), retrahedron(辐射网格), tunint(砖形交叉网格), uwedge(均匀楔形网格), wedge(楔形网格). 1.1、建模Generate p 网格形状 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通过对称生成网格 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生成渐变网格 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分组(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 新建图形名称 导入DXF文件 在绘图区域描画出平面模型 生成平面网格并调整 材料分组 切换侧面并划分 生成三维模型 1.1、建模Extruder 删除图形 选择 节点 中间点 网格生成 网格调整 查看分组 正面切换 侧面切换 模型生成 1.1、建模Extruder 节点 中间点 网格 线型： 1.line 2.curve 3.arc 1.1、建模Extruder 1.1、建模Extruder 平面图和纵向 图上的每个对 象（点、线、 方块）都有自 己的属性可供 调整。！

11、1.1、建模Extruder 1.1、建模Extruder 小 练 习 1.1、建模Fish调整方 块 调 整 生 成 球 体 网 格 1.2、Itasca专门开发的kubirx（软件） 网格生成器 Using KUBRIX and Rhino3D to Create Grids for FLAC3D, 3DEC, PFC3D & other Computer - Aided Engineering Tools 1.2、Itasca专门开发的kubirx（软件） 网格生成器 1.3、第三方软件生成网格的导入 接口编写 不同软件之间的精度差异 Group的定义 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 仅限于网格 1.3、第三方软件生成网格的导入 导入的复杂模型 网格划分的检查 gen merge 弹性模型model elastic求解（试算一下） 2、材料参数 p 材料参数 在FLAC3D中，对材料参数是通过两个命令关键词来实现的： MODLE和PROPERTY. FLAC3D中内嵌11种本构模型： null model 空模型 elastic, isotropic model 各向同性线弹性模型 M

13、ohr-Coulomb model 摩尔库伦模型 Hoek-Brown model 霍克布朗模型 Druck-Prager model 德鲁克普拉格模型 null model常被用于开挖过程的模拟，elastic model赋予材料的线弹 性力学行为，mohr model赋予材料塑性力学行为 2、材料参数 p 材料参数 对于线弹性本构模型(elastic model), 需要指定的力学参数包括体积模 量(bulk)和剪切模量(shear)，或者杨氏模量(young)和泊松比(poisson). 对于摩尔库伦塑性模型(mohr model), 需要指定的力学参数包括： 体积模量和剪切模量，或杨氏

14、模量和泊松比 内摩擦角和剪胀角 粘聚力 抗拉强度 如果上述参数没有被指定，那么默认情况下该参数为0. 3、边界条件 p 边界条件 边界条件通常通过命令APPLY和FIX/FREE来施加，初始条件通过 命令INITIAL来施加。 在x=10的面上施加10MPa的压应力x分量 apply sxx -10e6 range x 10 施加线性变化的应力 apply syy = -20e6 grad 0,0,20e5 range y -20 z 0,10 Y方向正应力按z坐标线性变化：z = 10时yy = 0 ，z = 0时，yy = 20 106 Pa. 当使用关键词gradient 时，应满足如下

15、关系式： S = S(o) + gxx + gyy + gzz 3、边界条件 p 边界条件 法向速度约束 fix x range x 0 固定约束 fix x y z range x 0 施加初始应力状态 ini sxx -50e6 syy -40e6 szz -10e6 设置重力加速度 set grav 0 0 -9.81 20 3、求解及后处理 3.1、求解前对模型进行检查 网格检查(如前所述) 边界条件检查 速度约束条件 plot gpfix 荷载条件 plot fap 模型检查 模型赋值plo block model 参数赋值plo block prop * 初始应力检查(如后所述) 初始应力的计算时间不会“非常长” 经常检