APE/FLAC对比
简介：在音频压缩领域，有两种压缩方式，分别是有损压缩和无损压缩！我们常见到的MP3、WMA、OGG被称为有损压缩，有损压缩顾名思义就是降低音频采样频率与比特率，输出的音频文件会比原文件小。另一种音频压缩被称为无 ...
在音频压缩领域，有两种压缩方式，分别是有损压缩和无损压缩！我们常见到的MP3、WMA、OGG被称为有损压缩，有损压缩顾名思义就是降低音频采样频率与比特率，输出的音频文件会比原文件小。另一种音频压缩被称为无损压缩，也就是我们今天所要说的主题内容。无损压缩能够在100%保存原文件的所有数据的前提下，将音频文件的体积压缩的更小，而将压缩后的音频文件还原后，能够实现与源文件相同的大小、相同的码率。目前无损压缩格式有APE、FLAC、WavPack、LPAC、WMALossless、AppleLossless、La、OptimFROG、Shorten，而常见的、主流的无损压缩格式目前只有APE、FLAC。下面就针对这两种无损压缩格式进行一下对比！
APE是Monkey's Audio，一种无损压缩格式。这种格式的压缩比远低于其他音频格式，但能够做到真正无损，同时其开放源码的特性，也获得了不少音乐发烧友的青睐。在现有不少无损压缩方案中，APE是一种有着突出性能的格式，令人满意的压缩比以及飞快的压缩速度，在国内应用比较广泛，成为了不少朋友私下交流发烧音乐的选择之一。
目前，基于国产炬力ATJ 2097解码芯片的MP3大厂中，已有厂商如：昂达的VX939、台电科技的C133+ 支持APE格式！
FLAC是Free Lossless Audio Codec的简称，是一种非常成熟的无损压缩格式，名气不在APE之下！该格式的源码完全开放，而且兼容几乎所有的操作系统平台。它的编码算法相当成熟，已经通过了严格的测试，当在编码损坏时依然能正常播放。另外，该格式是最先得到广泛硬件支持的无损格式，世界知名数码产品如：Rio公司的硬盘随身听Karma，建伍的车载音响MusicKeg以及PhatBox公司的数码播放机都能支持FLAC格式。
目前采用闪存芯片的随身听还少有支持FLAC无损压缩格式，但就在近日，国内知名厂商台电科技的TL-T19 ( 资料文章价格评论)第二代双核心电影MP3，已经
宣布对FLAC无损压缩格式的支持，这是国内目前为止第一款支持FLAC无损压缩格式的电影MP3，也是目前世界上少有的几款支持FLAC音乐的闪存MP3。
前面已经说明，无损压缩是在保证不损失源文件所有码率的前提下，将音频文件压缩的更小，也就是说这两种音频格式都能保证源文件码率的无损。但两种压缩格式毕竟为两种压缩算法，下面列举一下两种压缩格式的异同点：
相同点：
一、压缩比决定无损压缩文件所占存储空间
FLAC与AEP的压缩比基本相同，FLAC的压缩比为58.70%，而APE的压缩比则要更高一些，为55.50%，都能压缩到接近源文件一半大小。
二、编码速度考验用户的耐心，速度快者优
非常值得赞扬的是，FLAC与APE的编码速度都相差无几，这是因为两者的压缩技术是开源的，开发者可以借鉴两者在编码上的不同优势进行开发，不过目前编码速度最快的是WavPack和Shorten两种无损压缩格式，但这两种格式的非开源性限制了其普及。
三、平台的支持决定普及度
音频压缩不但需要硬件的支持，也需要的软件的支持，因此能够被更广泛的平台支持，也就意味着被更多用户使用。FLAC与APE在这方面做的都非常出色，能够兼容所有系统平台，现在无论您是Windows用户还是众多版本的Linux用户，哪怕您是Mac OS的忠实FANS，都无需担心无法使用FLAC或APE。
四、两者的开源特性，完全免费的技术
两者的开源特性，意味着任何组织或个人都可以免费使用这两种压缩技术，任何组织或个人都可以修改和发布基于这两种技术的新产品，这给众多MP3厂商降低成本提供了有力保障，且消费者也能够以相对低廉的价格购买到只有世界级MP3（例如：iPod支持ALAC）才支持的无损压缩音频、CD级的音质表现！
不同点：
一、自我纠错能力，谁更人性化？
很多消费者都经历过MP3的爆音问题，然后归咎于MP3质量有问题，其实，很大一部分爆音是因为音频压缩过程中，编码的微小损坏，造成在解码时，处理出来的数据与音频不一致，导致爆音现象。无损格式压缩的不好也会导致编码损坏，而在处理这种问题时，FLAC的会以静音方式代替有损部分，而APE的处理则与常见的有损压缩格式处理的方式相同，以爆音方式代替有损部分。这一点FLAC设计的更人性化！
二、优化的编码结构，决定了解码的速度！
由于编码方式的不同，将影响两种无损压缩格式的解码速度，通常FLAC的解码速度比APE快30%，这是因为，FLAC只需执行整数运算，而无需执行占用系统更高频率和更大数据处理量的浮点运算。基于这一点，一般硬件均可完美实现实时解码。
三、方便的资源获取，意味着能够得到更广泛的应用与支持
无论FLAC还是APE，在资源获取上，两者都能通过网络搜索轻松获得！
通过以上的对比，相信很多用户对FLAC和APE的认识更加深了一些，单从技术角
度讲，FLAC要明显比APE优秀，原因在于，FLAC是第一个开源的且被世界公认的无损压缩格式，有来自世界各地的顶尖级开发高手对FLAC进行免费的开发与技术完善，同时，FLAC有广泛的硬件平台的支持，几乎所有采用便携式设计的高端解码芯片都能够支持FLAC格式的音乐，FLAC第三个优势在于：优秀的编码使得硬件在解码时只需采用简单的整数运算即可，这将大大降低所占用的硬件资源！不过两种公开的技术具有极强的互补性，任何一方都不可能全面超越另一方！
第1部分命令流按照顺序进行 2-1定义一个FISH函数 new def abc abc = 25 * 3 + 5 End print abc 2-2使用一个变量 new def abc hh = 25 abc = hh * 3 + 5 End Print hh Print abc 2-3对变量和函数的理解 new def abc hh = 25 abc = hh * 3 + 5 End set abc=0 hh=0 print hh print abc print hh new def abc abc = hh * 3 + 5 end set hh=25 print abc set abc=0 hh=0 print hh print abc print hh 2-4获取变量的历史记录 new gen zone brick size 1 2 1 model mohr prop shear=1e8 bulk=2e8 cohes=1e5 tens=1e10 fix x y z range y -0.1 0.1 apply yvel -1e-5 range y 1.9 2.1 plot set rotation 0 0 45
plot block group def get_ad ad1 = gp_near(0,2,0) ad2 = gp_near(1,2,0) ad3 = gp_near(0,2,1) ad4 = gp_near(1,2,1) end get_ad def load load=gp_yfunbal(ad1)+gp_yfunbal(ad2)+gp_yfunbal(ad3)+gp_yfunbal(ad4) end hist load hist gp ydis 0,2,0 step 1000 plot his 1 vs -2 2-5用FISH函数计算体积模量和剪砌模量 new def derive s_mod = y_mod / (2.0 * (1.0 + p_ratio)) b_mod = y_mod / (3.0 * (1.0 - 2.0 * p_ratio)) end set y_mod = 5e8 p_ratio = 0.25 derive print b_mod print s_mod 2-6 在FLAC输入中使用符号变量 New def derive s_mod = y_mod / (2.0 * (1.0 + p_ratio)) b_mod = y_mod / (3.0 * (1.0 - 2.0 * p_ratio)) end set y_mod = 5e8 p_ratio = 0.25 derive gen zone brick size 2,2,2 model elastic prop bulk=b_mod shear=s_mod print zone prop bulk print zone prop shear 2-7 控制循环 New def xxx sum = 0 prod = 1 loop n (1,10)
;**************************************** group命令 group soil range z 1 2 ;定义group prop bulk 7.8e6 shear 3.0e6 coh 10e3 fric 15 ran group soil ;给group赋值 model null range group soil model elastic range group soil plot block group range group dam ;只显示dam range命令 range name trench x 0 1 y 0 4 z 0 2 model null range trench model null range x=2,4 y=2,6 z=5,10 range name Big_Brick x -3 3 y -2 2 z -1 1 model elastic range Big_Brick prop bulk 1e8 shear 1e8 range Big_Brick range name Layer1 plane dip 0 dd 0 ori 0 0 0 above range name Layer2 plane dip 0 dd 0 ori 0 0 0 below range cylinder end1 x1 y1 z1 end2 x2 y2 z2 radius r cylindrical range with one end of the cylinder axis (end1) at location (x1, y1, z1), the other end (end2) at location (x2, y2, z2), and with a cylinder radius of r '由(x1, y1, z1) 、(x2, y2, z2)两点确定旋转轴 macro命令 macro Sand 'bulk 1e8 shear 0.5e8 coh 0 tens 0 fric 35' macro Clay 'bulk 1e7 shear 0.3e7 coh 1e7 tens 0 fric 0' prop sand range Layer1 prop clay range layer2 macro Pt0 'p0 0 0 0' macro Pt1 'p1 add 10 0 0' macro Pt2 'p2 add 0 10 0' macro Pt3 'p3 add 0 0 10' macro Model_Size 'size 4 5 6'
;模型镜像 gen zone radcylinder size 25 1 25 25 gen zone reflect normal -1 0 0 origin x y z(面上一点）;沿X轴镜像,通过对称平面法线向量确定对称面 gen zone reflect normal 0 0 -1 ;沿z轴镜像 ;绘图控制 pl
1 FLAC 实例分析教程 刘波韩彦辉（美国）编著《FLAC 原理实例与应用指南》 北京：人民交通出版社，2005.9 Appendix(附录) 版权所有：人民交通出版社，Itasca Consulting Group, USA 说明： 1．本实例分析教程是为方便读者学习、应用FLAC 和FLAC3D 而编写的，作为《FLAC 原理、实例与应用指南》一书的附录。2．计算算例参考了Itasca Consulting Group 的培训算例，命令流的解析旨在方便读者理解FLAC 和FLAC3D 建模及求解问题的一般原则 与步骤。 3．实例分析的算例中，FLAC 算例是基于FLAC 5.00 版本、FLAC 3D 算例是基于FLAC 3D 3.00 版本实现计算分析的。读者在学习 和研究相关算例时，请务必采用Itasca 授权的合法版本进行分析计算。 4．本实例分析教程仅供读者参考，读者在参考本教程算例进行工程分析时，编者对可能产生的任何问题概不负责。 编者 2005.10.18
2 Project: [tunnel.prj] 隧道分析-- Example 1-1 Record Tree ?[new] ?[tun1.sav] o config o grid 10,10 o ；10*10 建立网格 o model elastic o ；设定为弹性模型 o gen circle 5.0,5.0 2.0 o ；生成圆, 该圆圆心位置为（5.0 5.0），半径为2.0 o group 'Tunnel:strong rock' notnull o ；设定非零的区域为group 'Tunnel:strong rock' o model mohr notnull group 'Tunnel:strong rock' o ；设定group'Tunnel:strong rock'的非零模型的区域为弹性模型 o prop density=2000.0 bulk=1E8 shear=3E7 cohesion=1000000.0 friction=35.0 dilation=0.0 tension=0.0 notnull group 'Tunnel:strong rock' o ；对group 'Tunnel:strong rock'的非空区域，设定模型材料参数。密度2000，体积模量 1e8，剪切模量3e7，粘聚力1e6，内摩擦角35 度，剪胀角0 度，抗拉强度0。 o fix x y j 1 o ；在j＝1 处固定x、y 方向的位移，即该处不允许出现位移 o fix x i 11 o ；在i＝11 处固定x 方向的位移，即该处不允许出现x 方向的位移 o fix x i 1 o ；在i＝1 处固定x 方向的位移即该处不允许出现x 方向的位移 o history 1 ydisp i=6, j=11 o ；设定第一监测对象为点i＝6，j＝11 处的y 方向位移 o set gravity=9.81 o ；设定重力加速度为9.81 o set =large o ；设定大应变，即每一个step 其格网座标自动更新 o history 999 unbalanced o solve elastic o ；按弹性求解 ?Branch: branch A o [tun2.sav] model null region 6 5 o ；model null region 命令可以用来设定零模型。其中，region 后的点为已建立的闭合区域内的一点。使用该命令后，可设定整个该闭合区域为零模型 《FLAC 原理实例与应用指南》FLAC 实例分析教程
实用标准文档 1、怎样查看模型？ 答：plot grid 可以查看网格，plot grid num 可以查看节点号。 2、请问在圆柱体四周如何施加约束条件？ 答：可以用fix ... ran cylinder end1 end2 radius r1 cylinder end1 end2 radius r2 not，其中r2 一、建立模型笔记 1键盘上的键的功能:X,Y,Z分别控制所建立的模型围绕X,Y,Z三个轴做逆时针旋转.如果打开大小写锁定键,分边按XYZ时建立的模型会做顺时针旋转.+号的功能是加大模型旋转的角度，-号的功能是减小模型旋转的角度。 2键盘上的上下左右四个键可以实现图形的向上向下,向左和向右的移动. 3当在一个区域建立多个模型的时候,有时候为了镜像单个模块儿,需要预先编组,编组的方法如下: gen zon tunint p0 0 0 0 p1 0 10 0 p2 5 5 0 p3 0 0 -5 p4 5 10 0 & p5 5 5 -5 p6 0 10 -5 p7 5 10 -5 dim sq2 sq2 1 sq2 1 1 1 group(编组) z1(组名为:z1) & fill group tunnel 4镜像整个模型的方法:首先判断即将镜像的模型在原模型的哪个方向(即三个轴的方向),然后在轴所在的方向上去两个点.其中一个是原点(origin(xyz)). 5镜像部分模型的方法: gen zone reflect normal (x,y,z) origin (x,y,z) range group z1就可以了. 6特别要注意的一点:交叉巷道的巷道充填和巷道的网格是两个组,所以在镜像的时候不要忘了给充填部分镜像. 7 group radcyl range group cylint not(编组的时候不包括cylint) 7 快捷键总结 Ctrl+Z 局部缩放的功能。Ctrl+R的功能是恢复到初始状态。 8模型建立的方法: 方法1:利用默认值生成网格, 各个默认值:(1)p0的默认值是(0,0,0),网格的每边的单元格数size默认值是10,网格每边的长度默认值为size的值. 方法2:利用4个点的坐标来生成矩形网格.p0~p3 size 方法3:利用edge来确定边长生成矩形网格. 方法4:利用参数ratio来确定单元体几何边画边生成矩形网格. 方法5:利用参数add(相对坐标)来生成矩形网格. 方法6:利用八个点的左边来生成矩形网格. 9、用户自定义模型的方法 我来贡献一点自己的成果： FLAC3D的二次开发环境提供了开放的用户接口，在软件安装文件中包含了软件自带所有本构模型的源代码，且给出了Mohr-Coulomb模型和应变软化模型的编译示例，因此可以方便地进行本构模型的修改与开发。为了方便起见，下面的说明以建立UserModel模型为例。 (1) 在模型头文件(usermodel.h)中进行新的本构模型派生类的声明，修改模型的ID(为避免与已有模型冲突，一般要求大于100)、名称和版本，修改派生类的私有成员，主要包括模型的基本参数及程序执行过程中主要的中间变量。( ? p6 u' J5 Q3 y( a (2) 在程序C++文件(usermodel.cpp)中修改模型结构(UserModel::UserModel(bool bRegister): Constit -utive Model)的定义，这是一个空函数，主要功能是给(1)中定义的所有私有成员赋初值，一般均赋值为0.0。(3) 修改const char **UserModel: roperties()函数，该函数包含了给定模型的参数名称字符串，在FLAC3D的计算命令中需要用到这些字符串进行模型参数赋值。 (4) const char **UserModel::States()函数是单元在计算过程中的状态指示器，可以按照需要进行修改指示器的内容。 (5) 按照派生类中定义的模型参数变量修改double UserModel::GetProperty()和void UserModel:: SetProperty()函数，这两个函数共同完成模型参数的赋值功能。' U; e G' W" Q# R4 q/ @9 G" h (6) const char * UserModel::Initialize()函数在执行CYCLE命令或大应变模式下对于每个模型单元(zone)调用一次，主要执行参数和状态指示器的初始化，并对派生类声明中定义的私有变量进行赋值。值得注意的是，Initialize()函数调用时没有定义应变分量，但可以调用应力分量，但不能对应力进行修改。9 n# e8 |' c- B/ q, B B5 m F L A C D命令流挺实用 Revised final draft November 26, 2020 1、怎样查看模型 答：plot grid 可以查看网格，plot grid num 可以查看节点号。 2、请问在圆柱体四周如何施加约束条件 答：可以用fix ... ran cylinder end1 end2 radius r1 cylinder end1 end2 radius r2 not，其中r2 6、 reflect问题 问：gen zone radbrick &p0 (0,0,0) p1 (10,0,0) p2 (0,10,0) p3 (0,0,10) &size 3,5,5,7 &ratio 1,1,1,1.5 &dim 1 4 2 fill plot surf gen zone reflect dip 0 dd 90 （对xy面做镜像） gen zone reflect dip 90 dd 90 （对yz面做镜像） （1）dd表示y轴正向顺时针到那条射线的夹角，dip表示对称参照面与xy平面的夹角，对称参照面与xy平面的夹角在xy平面的投影是一条射线。首先应该按照dd的方向大体确定这个面的朝向，dd 指的是从y轴正方向按顺时针（clockwise）方向转向所要确定面的法线方向 在xy平面上的投影的夹角，然后再确定dip，dip指的是从xy平面转向所要确定的平面的角．（及z轴负方向转过角度） （2）命令：reflect normal xyz origin xyz （根据法线和过一点建的面）最常用，至于实际使用过程中有人问道：normal -1 0 0 与normal 1 0 0的区别，我试过两者的效果是一样的，没区别，虽然方向不同，但表达的是同一个面。reflect dd a dip b origin xyz 这个就是用里建立斜面镜像的。 有一点注意了，镜像的时候如果是模型镜像的话，相当于在建立一个模型，故，在reflect的前面要加建模的关键字，gen zone reflect…… 1、怎样查看模型？ 答：plot grid 可以查看网格，plot grid num 可以查看节点号。 2、请问在圆柱体四周如何施加约束条件？ 答：可以用fix ... ran cylinder end1 end2 radius r1 cylinder end1 end2 radius r2 not，其中r2 4 自定义新的本构模型 介绍 FLAC3D自定义本构模型跟FLAC手册中讲到的用FISH来自定义本构模型一样。然而在FLAC3D中不支撑FISH语言来自定义本构模型，自定义本构模型开发必须用C++语言，且编译成DLL文件（动态链接库），动态链接库文件能在需要的时候随时加载上去。本构模型的主函数主要是返回新的应力，给出应变增量。然而自定义本构模型也必须给出一些其他的信息：比如模型名称和读入、写出保存文件等操作。 C++语言是一种面向对象的程序设计语言，使用类（classes）来代表对象（objects）。对象的数据被对象封装起来，在对象的外面数据是不可见的。通过成员函数来访问对象，而成员函数可以对封装的数据进行操作。另外C++语言强烈支持对象的等级结构，新的对象性质可以从一个基本对象产生，基本对象的成员函数可以被派生出来的对象的成员函数替代。这些特点使程序更加模块化。举个例子：主程序需要在程序代码的不同地方建立与派生类的不同变量之间的接口关系，但是这些仅仅只关系到基类，与派生类无关。运行时间系统自动的调用适当的派生类的成员函数。对C++比较好的介绍来自Stevens (1994)；它假象读者有一定得编程语言知识，特别是对C语言的了解。 在部分将介绍怎么用C++语言开发自定义本构模型。这节主要包括基类、成员函数、本构模型编号、自定义本构模型与FLAC3D之间的传递信息，本构模型状态指示器。在节中将介绍怎样生成DLL本构模型。这一节主要包括自定义本构模型的支持函数，实例本构的源代码，FISH支持的用户自定义本构，和怎样生成和加载一个DLL文件。在这一节中所有的参考文件被包含在“\ITASCA\Models\UDM”文件夹下面的“”这个压缩包文件里面。 注意：FLAC3D 版本是用Microsoft Visual C++（VC++）版本编译的。用户自定义的DLL文件最好采用与其相当的编译器来编译，以使用户自定义的DLL文件能与FLAC3D兼容。 自定义本构的方法 自定义本构的基类 以上介绍的方法是FLAC3D自定义本构支持的方法。基类为从基类派生出来的实际的本构模型提供框架。这个基类叫ConstitutiveModel类，被称为“绝对”的类，因为他声明了许多完全虚有的成员函数（通过=0语法附加到函数原型）。这意味着这个基类不能产生任何对象，以及从这个基类派生出来的任何对象都必须提供真实的成员函数，以替代ConstitutiveModel类中的虚有成员函数。例子，提供了ConstitutiveModel（包含在文件“”中）这个类的部分代码，ConstitutiveModel类中的一些成员函数，像公共函数在例子中省略掉了。公有函数的使用（像YoungPoissonFromBulkShear）是不用证明的，有关他们使用的例子可以在提供的本构模型源程序中找到，FLAC3D使用其它的函数来操作和访问本构模型，用户可以毫无理由的使用和重新定义这些。 class ConstitutiveModel { public: EXPORT ConstitutiveModel(unsigned uTypeIn,bool bRegister=false); EXPORT virtual ?ConstitutiveModel(void); double ConfinedModulus(void)这个对象返回一个值，这个值可以更好的估计最大的受压模量。它应用在FLAC3D计算稳定时间步中，对于一个线性的弹性模型来说，这个受压模量是K + 4G/3。 double ShearModulus(void)这个对象返回一值，这个值可以更好的估计当前的正切剪切模量。这个使用在FLAC3D动力本构模型中粘滞静态边界系数。 double BulkModulus(void) FLAC3D目前还没有使用这个对象，但是这个对象可以很好的返 第1部分命令流按照顺序进行2-1定义一个FISH函数 new def abc abc = 25 * 3 + 5 End print abc 2-2使用一个变量 new def abc hh = 25 abc = hh * 3 + 5 End Print hh Print abc 2-3对变量和函数的理解 new def abc hh = 25 abc = hh * 3 + 5 End set abc=0 hh=0 print hh print abc print hh new def abc abc = hh * 3 + 5 end set hh=25 print abc set abc=0 hh=0 print hh print abc print hh 2-4获取变量的历史记录 new gen zone brick size 1 2 1 model mohr prop shear=1e8 bulk=2e8 cohes=1e5 tens=1e10 fix x y z range y -0.1 0.1 apply yvel -1e-5 range y 1.9 2.1 plot set rotation 0 0 45 plot block group def get_ad ad1 = gp_near(0,2,0) ad2 = gp_near(1,2,0) ad3 = gp_near(0,2,1) ad4 = gp_near(1,2,1) end get_ad def load load=gp_yfunbal(ad1)+gp_yfunbal(ad2)+gp_yfunbal(ad3)+gp_yfunbal(ad4) end hist load hist gp ydis 0,2,0 step 1000 plot his 1 vs -2 2-5用FISH函数计算体积模量和剪砌模量 new def derive s_mod = y_mod / (2.0 * (1.0 + p_ratio)) b_mod = y_mod / (3.0 * (1.0 - 2.0 * p_ratio)) end set y_mod = 5e8 p_ratio = 0.25 derive print b_mod print s_mod 2-6 在FLAC输入中使用符号变量 New def derive s_mod = y_mod / (2.0 * (1.0 + p_ratio)) b_mod = y_mod / (3.0 * (1.0 - 2.0 * p_ratio)) end set y_mod = 5e8 p_ratio = 0.25 derive gen zone brick size 2,2,2 model elastic prop bulk=b_mod shear=s_mod print zone prop bulk print zone prop shear 1、怎样查瞧模型？ 答:plot grid 可以查瞧网格,plot grid num 可以查瞧节点号。 2、请问在圆柱体四周如何施加约束条件？ 答:可以用fix 、、、ran cylinder end1 end2 radius r1 cylinder end1 end2 radius r2 not,其中r2 建模 1、调用文件： ①文件与工程在同一个文件夹，只写文件名即可：If the called file is located in the same folder as the FLAC3D project file, then only the file name need be entered with the CALL command. ②不在同一个文件夹，全路径：Otherwise, the file may be called by specifying its complete path (e.g., c:\myfolder\file.dat). Undo ;撤销上一条命令 2、创建旋转缩放视图 3、建模命令 model mech mohr ;莫尔库伦模型 model mech elastic ;弹性模型 set grav 0, 0, -9.81 ; 重力加速度negative z-direction. （垂直向下！常用的） gen zone brick size 6,8,8 p0 -10, -10, -20 ... ;省略号表示写不下后面继续 p1 10, -10, -20 ... p2 -10, 10, -20 ... p3 -10, -10, 0 plot zone gen zone brick size 6,8,8 p0 -10, -10, -20 ... ;不规则六面体 p1 10, -10, -20 p2 -10, 10, -20 ... p3 -10, -10, 0 p4 10, 10, -20 ... p5 -10, 10, 10 p6 10, -10, 0 ... p7 10, 10, 10 plot current plot Plot01 plot clear plot zone Undo ;撤销命令 set logfile 127X1001.txt set log on truncate set log off list zone prin range x 0 1 y 0 1 z 0 1 ;显示指定范围内各单元的主应力，结果如下 FLAC3D快速入门 及简单实例 李佳宇编 LJY指南针教程 前言 FLAC及FLAC3D是由国际著名学者、英国皇家工程院院士、离散元的 发明人Peter Cundall博士在70年代中期开始研究的，主要面对岩土工程的通 用软件系统，目前已经在全球70多个国家得到广泛应用，在岩土工程学术界 和工业界赢得了广泛的赞誉。前国际岩石力学会主席 C.Fairhurst(1994)对 FLAC程序的评价是：“现在它是国际上广泛应用的可靠程序。” 我从研二(2010年)开始接触FLAC3D，最初的原因是导师要求每一个人至 少学会一个数值计算软件，而他嘴里每天念叨最多的就是FLAC，自己当时对数 值计算一无所知，便答应老师要学会FLAC3D。第一次打开软件界面，我心里 就凉了大半截，面对着一个操作界面跟记事本无异的所谓“功能强大”的岩土工 程专业软件，半点兴趣也提不起来。年底，从项目工地回到学校准备论文开题， 老师对我的开题报告非常不满意，当着全教研室师生的面，劈头盖脸大批一顿， 第二天又找谈话。在巨大的压力和强烈的自尊心驱使下，我硬着头皮开始啃 FLAC3D，一个半月之后，终于有了初步的计算结果，对老师有个交代，我也能 回家过年了。 前面这一段过程可能是大多数FLAC3D初学者的必经阶段，或者是即将 开始软件学习的人惧怕的事情。毫无疑问，FLAC3D极其不友好的界面是阻碍 初学者前进的很大障碍，当然还包括它是一个全英文的软件。但是当你费尽周折 的走进FLAC3D的世界，你就会发现它独特的魅力，比如简洁的界面，快捷的 命令流操作，高效的计算方法，不易报错等等。另外一个拿不上台面的优点就是 它非常小巧，包括Manual在内一共才几十兆大小，而且已经被破解成绿色版， 只要把它和命令流装进U盘，你就可以随便找一个身边功能最强大的电脑开始 计算了，如果你有过ANSYS、ABAQUS等大型软件痛苦的安装经历，你便能 毕业之后，本以为不用再接触数值计算，但工作需要使得我又一次开始与理解“绿色版”的含义，当然还请大家尊重知识产权，支持正版。 FLAC3D进行亲密接触。我的领导给了我很多新思路和很大的支持，如今我的 水平比研究生时有了不少提高。于是，我想把我的经验总结成文，希望对初学 者起 FLAC3D学习笔记(自己总结版) 一、建立模型笔记1键盘上的键的功能:X,Y,Z分别控制所建立的模型围绕X,Y,Z三个轴做逆时针旋转、如果打开大小写锁定键,分边按XYZ时建立的模型会做顺时针旋转、+号的功能是加大模型旋转的角度，-号的功能是减小模型旋转的角度。2键盘上的上下左右四个键可以实现图形的向上向下,向左和向右的移动、3当在一个区域建立多个模型的时候,有时候为了镜像单个模块儿,需要预先编组,编组的方法如下:gen zon tunint p0 0 0 0 p1 010 0 p255 0 p3 0 05 p6 0105 dim sq2 sq21 sq2111 group(编组) z1(组名为:z1) &fill group tunnel4镜像整个模型的方法:首先判断即将镜像的模型在原模型的哪个方向(即三个轴的方向),然后在轴所在的方向上去两个点、其中一个是原点(origin(xyz))、5镜像部分模型的方法: gen zone reflect normal (x,y,z) origin (x,y,z) range group z1就可以了、6特别要注意的一点:交叉巷道的巷道充填和巷道的网格是两个组,所以在镜像的时候不要忘了给充填部分镜像、7 group radcyl range group cylint not (编组的时候不包括cylint)7 快捷键总结Ctrl+Z 局部缩放的功能。 Ctrl+R的功能是恢复到初始状态。8模型建立的方法:方法1:利用 默认值生成网格,各个默认值:(1)p0的默认值是(0,0,0),网格的每边的单元格数size默认值是10,网格每边的长度默认值为size的值、方法2:利用4个点的坐标来生成矩形网格、p0~p3 size方法3:利用edge来确定边长生成矩形网格、方法4:利用参数ratio来确定单元体几何边画边生成矩形网格、方法5:利用参数add(相对坐标)来生成矩形网格、方法6:利用八个点的左边来生成矩形网格、9、用户自定义模型的方法我来贡献一点自己的成果：; U" j/ ?7 L+ a0 uFLAC3D的二次开发环境提供了开放的用户接口，在软件安装文件中包含了软件自带所有本构模型的源代码，且给出了Mohr-Coulomb模型和应变软化模型的编译示例，因此可以方便地进行本构模型的修改与开发。为了方便起见，下面的说明以建立UserModel模型为例。c % b1 h、 \ K6 Q: l(1) 在模型头文件(usermodel、h)中进行新的本构模型派生类的声明，修改模型的ID(为避免与已有模型冲突，一般要求大于100)、名称和版本，修改派生类的私有成员，主要包括模型的基本参数及程序执行过程中主要的中间变量。( ? p6 u J5 Q3 y( a(2) 在程序C++文件(usermodel、cpp)中修改模型结构(UserModel::UserModel(bool bRegister): Constit L, t% V、D(4) FLAC 3D基础知识介绍 一、概述 FLAC（Fast Lagrangian Analysis of Continua）由美国Itasca公司开发的。目前，FLAC有二维和三维计算程序两个版本，二维计算程序V3.0以前的为DOS版本，V2.5版本仅仅能够使用计算机的基本内存64K），所以，程序求解的最大结点数仅限于2000个以内。1995年，FLAC2D已升级为V3.3的版本，其程序能够使用护展内存。因此，大大发护展了计算规模。FLAC3D是一个三维有限差分程序，目前已发展到V3.0版本。 FLAC3D的输入和一般的数值分析程序不同，它可以用交互的方式，从键盘输入各种命令，也可以写成命令（集）文件，类似于批处理，由文件来驱动。因此，采用FLAC程序进行计算，必须了解各种命令关键词的功能，然后，按照计算顺序，将命令按先后，依次排列，形成可以完成一定计算任务的命令文件。 FLAC3D是二维的有限差分程序FLAC2D的护展，能够进行土质、岩石和其它材料的三维结构受力特性模拟和塑性流动分析。调整三维网格中的多面体单元来拟合实际的结构。单元材料可采用线性或非线性本构模型，在外力作用下，当材料发生屈服流动后，网格能够相应发生变形和移动（大变形模式）。FLAC3D采用的显式拉格朗日算法和混合-离散分区技术，能够非常准确的模拟材料的塑性破坏和流动。由于无须形成刚度矩阵，因此，基于较小内存空间就能够求解大范围 的三维问题。 三维快速拉格朗日法是一种基于三维显式有限差分法的数值分析方法，它可以模拟岩土或其他材料的三维力学行为。三维快速拉格朗日分析将计算区域划分为若干四面体单元，每个单元在给定的边界条件下遵循指定的线性或非线性本构关系，如果单元应力使得材料屈服或产生塑性流动，则单元网格可以随着材料的变形而变形，这就是所谓的拉格朗日算法，这种算法非常适合于模拟大变形问题。三维快速拉格朗日分析采用了显式有限差分格式来求解场的控制微分方程，并应用了混合单元离散模型，可以准确地模拟材料的屈服、塑性流动、软化直至大变形，尤其在材料的弹塑性分析、大变形分析以及模拟施工过程等领域有其独到的优点。 FLAC-3D(Three Dimensional Fast Lagrangian Analysis of Continua)是美国Itasca Consulting Goup lnc开发的三维快速拉格朗日分析程序，该程序能较好地模拟地质材料在达到强度极限或屈服极限时发生的破坏或塑性流动的力学行为，特别适用于分析渐进破坏和失稳以及模拟大变形。它包含10种弹塑性材料本构模型，有静力、动力、蠕变、渗流、温度五种计算模式，各种模式间可以互相藕合，可以模拟多种结构形式，如岩体、土体或其他材料实体，梁、锚元、桩、壳以及人工结构如支护、衬砌、锚索、岩栓、土工织物、摩擦桩、板桩、界面单元等，可以模拟复杂的岩土工程或力学问题。 FLAC3D采用ANSI C++语言编写的。 二、FLAC3D的优点与不足FLAC3D学习笔记(自己总结版)
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