数值模拟软件通过CAD-ANSYS-FLAC转换说明

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时间:2019-06-17

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1、CAD-ANSYS-FLAC转换过程说明目前,Flac3d在岩土工程中应用极为广泛,但是其命令流式的建模方法存在诸多不便,特别是在建立复杂几何模型时,更是显得力不从心,操作性差。坐标控制点多,查错量大,修改冗杂,阅读困难,单元体网格数目多,计算速度慢。虽然随着高版本FLAC软件的开发在功能性及计算速度上有明显提升,但是借助专业三维建模软件进行前处理,导入FLAC中计算仍然是一种方便、简洁、快速、精准的建模方法,同时有助于对几何模型的理解。数值模型就是一个对象,在任何一个软件中都是以该软件可读写的文件类型为存在形式,在不同

2、软件之间转换只是将其转换为另一种软件可读写的文件类型而已,其核心的数据均无变化。因此其具体流程如下:1、简化地质剖面图一般我们会首先获得区域地质剖面图,进行简化处理,将各地层标识出来,下图为地层示意图,较为简单,实际工程中的地层剖面较为复杂,呈起伏状,并伴有地质构造等。地质剖面示意图2、创建三维几何模型对于三维几何模型的创建方法有很多种,可以借助很多三维软件进行,如UG,Pro-e,Solidworks,AutoCAD等,根据不同的工程概况,实际三维模型可能复杂很多,这里主要介绍导入flac的思路,因此例中的模型简单,可

3、直接借助CAD进行建模。首先,将各地层用线(line-L命令)连接成一个独立、闭合的多边形,使用region面域命令生成区域,借助extrude拉伸命令,在第三维方向上进行拉伸,拓展为三维(这里实际非真实的三维模型,实际应根据多个相邻连续间隔的剖面图创建较接近真实情况的模型)。PS:注意应事先将计划开挖的部分进行绘制,以方便模型在赋予本构关系时通过坐标控制。由平面拓展的三维模型示意图3、导出至ANSYS选中三维模型,选择“输出”——“其他格式”,另存为.sat文件格式成功安装ANSYS软件后,打开软件,点击File——I

4、mport——SAT,找到保存好的sat格式文件,点击ok。在ANSYS的菜单栏里,plot可以设置显示体,网格,面,线等,plotctrls——numbering下可以设置将体,面,线等对应编号显示打开,这里可以将体的编号显示打开。导入ansys步骤找到保存好的文件导入ansys后的三维模型在ANSYS的菜单栏里,plot可以设置显示体,网格,面,线等,plotctrls——numbering下可以设置将体,面,线等对应编号显示打开,这里可以将体的编号显示打开。显示体如图。4、ANSYS中三维模型网格划分首先,在Pre

5、processor下,选择ElementType——Add/Edit/Delete,添加solid,Brick8node45选择单元体类型ANSYS划分网格后对应到flac模型中需要区分各地层,已进行参数的赋值,则在ansys中添加参数,参数组数对应地层数,比如有14个地层则添加14个参数,如下图中,选择MaterialProps--MaterialMoldes—Structural—Density,密度随意输入即可。PS:这里添加的参数非真实的参数,只是方便ANSYS进行材料属性的区分,真实的参数仍然在FLAC内进行赋

6、值。添加材料参数添加模型参数后接下来,将添加的参数对应到每一个地层,然后即可以开始进行网格的自动划分。但是在赋参数前,需要进行一项布尔运算。在Modeling——Operate——Booleans——Glue——Volumes,为粘合操作。这里使用命令进行在命令栏里输入“VGLUE,ALL”。此项操作的主要目的是为了消除重合的边,因为在CAD中建模时每个相邻的体都是分别建模的,对应相邻的边绘制的了多次,在ANSYS自动划分网格时,会导致每个体的节点在各自的边上进行,节点不能一一严格对应,这在FLAC计算中是极为不利的。命

7、令栏打开meshing——MeshTool,第一部分为单元属性,将下拉框中改为volume,点击set,出现选择框。pick为选择,unpick为取消选择,即为反选,single表示每次选择一个对象,box为矩形选择框,polygon为多边形框选,circle为圆形选择框。一般很少用。listofitems表示在下面的输入框中直接输入选择对象的编号,可以输入多个,以逗号隔开;Min,Max,Inc表示输入选择对象的初始编号,最大编号和编号间隔,快速多选。这里显示体及对应编号,将每一个体的编号输入到输入框中,点击apply

8、,一次选择Materialnumber对应到各地层。赋参数的体显示如下,然后即可进行网格自动划分,依然使用meshtoolsmartsize勾选表示打开自动调节网格尺寸,下面的滑动条表示调节尺寸的,向左为精细,向右为粗糙,共分为10个等级。sizecontrols:表示对网格单元尺寸更精细的调整,可以分别设置整体,面

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