(完整word版)FLAC动力分析
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1.FLAC3D知识基本介绍SimWe岩土工程结构的数值解是建立在满足基本方程(平衡方程、几何方程、本构方程)和边界条件下推导的。
由于基本方程和边界条件多以微分方程的形式出现,因此,将基本方程近假发改用差分方程(代数方程)表示,把求解微分方程的问题改换成求解代数方程的问题,这就是所谓的差分法。
差分法由来已久,但差分法需要求解高阶代数方程组,只有在计算机的出现,才使该法得以实施和发展。
FLAC3D(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V2.1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发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。
FLAC3D采用ANSI C++语言编写的。
FLAC3D有以下几个优点:1 对模拟塑性破坏和塑性流动采用的是“混合离散法“。
FLAC3D流力耦合作用1. 1耦合作用简介 (1)1. 2数学模型描述 (2)1.2.1 规定和定义 (2)1.2.2 流体重量平衡方程 (3)1.2.3 流动法则 (4)1.2.4 力学结构法则 (4)1.2.5 边界及初始条件 (5)1. 3数值公式 (5)1.3.1空间导数的有限差分近似 (5)1.3.2质量平衡方程的节点公式 (6)1.3.3显式有限差分公式 (8)1.3.3.1稳定标准 (9)1.3.4隐式有限差分公式 (9)1.3.4.1收敛准则 (11)1.3.5力学时间步和力学稳定性 (12)1.3.6总应力修正 (12)1. 4流动耦合问题的属性和单位 (12)1.4.1 渗透系数 (13)1.4.2 Biot系数 和Biot模数M (13)1.4.3流体体积模量 (14)1.4.4孔隙率 (14)1.4.5密度 (14)1.4.6流体张力限 (15)1. 5单一流动问题和耦合流动问题 (15)1.5.1恒定孔压(用于有效应力计算) (15)1.5.2 建立了孔压分配的单一流动计算 (16)1.5.3 非流动,力学变形产生的孔隙压力 (16)1.5.4耦合流动和力学计算 (17)1. 6对于渗流分析的输入指导 (18)1.6.1 FLAC3D命令 (18)1.6.2 FISH变量 (21)1.7 验证举例 (22)1.7.1在限制层内的不稳定地下水流动 (22)1.7.2单方向固结 (25)1.7.3 穿透浅含水层限制边界的井水流动 (29)1.1耦合作用简介FLAC3D允许在饱和多孔材料中进行流体流动的瞬时模拟。
流动计算可以脱离FLAC 3D 中的力学计算独立进行,也可以与其他力学模型进行耦合计算,以控制流——固耦合作用的影响,其计算具有如下特征。
1. 提供了在各向同性条件下的流体运动法则,也提供了在流动区域中的无渗流材料的流动零模型。
2. 不同的区域可以有不同的流动模型和法则。
2.2 三维数值模拟方法及其原理2.2.1 FLAC3D工程分析软件特点FLAC3D是由美国Itasca Consulting Group, Inc. 为地质工程应用而开发的连续介质显式有限差分计算机软件。
FLAC即Fast Lagrangian Analysis of Continua 的缩写。
该软件主要适用于模拟计算岩土体材料的力学行为及岩土材料达到屈服极限后产生的塑性流动,对大变形情况应用效果更好。
FLAC3D程序在数学上采用的是快速拉格朗日方法,基于显式差分来获得模型全部运动方程和本构方程的步长解,其本构方程由基本应力应变定义及虎克定律导出,运动平衡方程则直接应用了柯西运动方程,该方程由牛顿运动定律导出。
计算模型一般是由若干不同形状的三维单元体组成,也即剖分的空间单元网络区,计算中又将每个单元体进一步划分成由四个节点构成的四面体,四面体的应力应变只通过四个节点向其它四面体传递,进而传递到其它单元体。
当对某一节点施加荷载后,在某一个微小的时间段内,作用于该点的荷载只对周围的若干节点(相邻节点)有影响。
利用运动方程,根据单元节点的速度变化和时间,可计算出单元之间的相对位移,进而求出单元应变,再利用单元模型的本构方程,可求出单元应力。
在计算应变过程中,利用高斯积分理论,将三维问题转化为二维问题而使其简单化。
在运动方程中,还充分考虑了岩土体所具有的粘滞性,将其视作阻尼附加于方程中。
FLAC3D具有一个功能强大的网格生成器,有12种基本形状的单元体可供选择,利用这12种基本单元体,几乎可以构成任何形状的空间立体模型。
FLAC3D主要是为地质工程应用而开发的岩土体力学数值评价计算程序,自身设计有九种材料本构模型:(1)空模型(Null Model)(2)弹性各向同性材料模型(Elastic, Isotropic Model)(3)弹性各向异性材料模型(Elastic, anisotropic Model)(4)德拉克-普拉格弹塑性材料模型(Drucker-Prager Model)(5)莫尔-库伦弹塑性材料模型(Mohr-Coulomb Model)—29 —(6)应变硬化、软化弹塑性材料模型(Strain-Hardening/Softening Mohr-Coulomb Model)(7)多节理裂隙材料模型(Ubiquitous-Joint Model)(8)双曲型应变硬化、软化多节理裂隙材料模型(Bilinear Strain-Hardening/Softening Ubiquitous-Joint Model)(9)修正的Cam粘土材料模型(Modified Cam-clay Model)除上述本构模型之外,FLAC3D还可进行动力学问题、水力学问题、热力学问题等的数值模拟。
采矿工程数值计算方法——FLAC建模技巧与工程应用1 FLAC建模方法1。
1 建模(1)设计计算模型的尺寸(2)规划计算网格数目和分布(3)安排工程对象(开挖、支护等)(4)给出材料的力学参数(5)确定边界条件(6)计算模拟1。
2 网格生成:Grid i,j 例如:grid 30,201。
3 网格规划:Gen x1,y1 x2,y2 x3,y3 x4,y4例如:Gen 0,0 0,10 10,20 20,01.4 分区规划网格。
例如:Gen xI1,yI1 xI2,yI2 xI3,yI3 xI4,yI4 i=1,10 j=1,21 (I区)Gen xII1,yII1 xII2,yII2 xII3,yII3 xII4,yII4 i=10,20 j=1,21 (II区)1。
5 特殊形状的网格(1)圆形gen circle xc,yc rad(2)弧线gen arc xc,yc xb,yb theta(3)直线gen line x1,y1 x2,y2(4)任意形状tab 1 x1,y1,x2,y2,¼,xn,yn,x1,y1 gen tab 11.6 赋给单元材料性质mod e (弹性)prop d 1800e-6 bu 12.5 sh 5。
77 i=1,20 j=1,10prop d 2400e-6 bu 1250 sh 577 i=1,20 j=11,20mod m (弹塑性Mohr—Coulumb准则)prop d 1800e-6 bu 12.5 sh 5.77 c 0 fri 20 ten 0。
015 reg i,j 1.7 赋给模型边界条件(1)固定边界(结点)Fix x i=1,j=1,21 Fix y i=1,21 j=1(2)施加边界力(结点)apply yf —10 i=1,21 j=21或apply syy -10 i=1,21 j=21或apply xf —5 i=21,j=1,21或apply sxx -5 i=21, j=1,21(3)赋单元内应力(单元)ini sxx -10 i=1,20 j=1,20ini syy -5 var 0 4 i=1,21 j=1,211.8 计算Set grav 9。
Flac 2d的建模步骤1.file-new project-如图-ok注意:名字必须为英文,中文不识别2.build-sketch-import-打开格式为dxf(CAD)中转换-open-输入xy的最大范围-ok顺序:Copy-execute-ok1.确定2.选择要导入显示的图层—ok点击ok即可3.导入完成3.build-generate-simple-输入xy的最大范围Build -edit对整个图形的分配进行分割,尽量分割的线靠近土层分界线然后进行调整,靠近分界线可以点击分割线进行点的添加,然后移动,贴合分界线进行网格的划分-I是竖向线,J是横向线,可以分别设置,但是必须满足相邻分块的横向线相同,竖向线相同,还要注意划分网格尽量呈现正方形,不然会出现错误网格最后点击ok之后必须进行保存,file-save project-输入名字-注意必须为英文-execute3.alter-shape-table-选择编号(这个编号为导入的dxf中的线)点击看在图中显示位置选择-generate-execute在进入shape中进行个别点的调整右击绘图区域-zones-region,观察分区是否正确,不正确继续调整,知道正确Material-assignprop s=0.3e8 b=1e8 d=1500 fri=20 coh=1e4 ten=0 shear 模量=0.3e8(Pa)bulk 模量=1e8(Pa)friction=20度(内摩擦角)cohension=1e4 (Pa)(粘聚力)tension=0(抗拉强度)density=1500(kg/m3)选中region-选中材料类别-进行点击绘图区域的分块-execute设置边界条件,左右边左右不能动,fix x 上表面自由,下面既固定X 又固定y ,其实左右边左右固定,底部只需固定Y方向即可,同样能达到上面的效果-execute设置重力加速度,向下为正,只需输入9.81即可设置成功如图然后进行初始应力的计算,在左侧第一个栏中输入,solve然后回车或者点击默认-ok 然后在左侧第一栏中输入- save sl1.sav 然后回车或者点击save-输入名字或者用程序进行输入,可以点击follow -继续建一个文件-分块方便更改-输入-然后rebuildini xdis=0.0 ydis=0.0设置水位线,但是这个table不一定是连续的水位线,cad中可以用多段线画试试,然后选中ID,水的密度为1000kg/m3比奥系数默认即可1.0-execute或者用程序语言进行编程,如下:water table 1 den 1000 设置水位线编号,设置水的密度table 1 (0,5) (6.11,5) (20,9) 自己从cad中将水位线的坐标进行导出-list def wet den 定义一个水位fishloop i (1,izones)loop j (1,jzones)if model(i,j)>1 thenxa=(x(i,j)+x(i+1,j)+x(i+1,j+1)+x(i,j+1))xc=0.25*xaya=(y(i,j)+y(i+1,j)+y(i+1,j+1)+y(i,j+1))yc=0.25*ya 取网格的正中心if yc<table(1,xc) then 然后将中心坐标与水位线进行比较case_of density(i,j) /100 case的数值必须在0-225之间,所以进行除法变换case 15density(i,j) = 1700 如果满足15就赋值1700kg/m3case 16density(i,j) = 1800 如果满足15就赋值1700kg/m3END_CASEEND_IFEND_IFEnd_loopEnd_loopendwet den进行左侧水头压力的设置,insti-apply;Insti apply add stress pressures 画上-assign-2e4,x0,y-2e4 然后可以进行保存 save sl4.sav最后进行安全系数的求解。
FLAC3D动力分析功能的几点改进动力分析模块作为FLAC3D的主要模块之一,自3.1版本以来持续经历了功能更新的过程,目前FLAC3D V7.0版本则进一步强调了对动力边界、粘滞阻尼模型及波动信号处理等若干主要环节的功能优化。
本期推文简要介绍如下内容:1.动力边界条件2.粘滞阻尼模型3.波动信号处理动力边界条件地震波及其孔洞动力作用(如爆破)是岩土体动力响应分析涉及的两类代表性问题。
岩土体在自然状态中实际以半无限空间的方式赋存,数值分析模型显然在模型边界部位对该半无限空间具有的连续条件进行了截断处理,因此模型边界条件设置的合理性是数值分析需考察的常规环节之一。
在静力分析如开挖或堆载作用中,因工程荷载对岩土体扰动范围较为有限,一般采用固定边界(即位移约束)方法即可满足模拟分析的要求。
与此不同,动力分析由于动荷载的持续作用,将形成自模型中向模型外部传播的波动能量,因此需考察数值模型边界对该部分外行波动能量的吸收作用。
视波动条件的不同,外行波动能量主要来源于:•地震作用问题:地表或物理力学性质不连续界面(如地层面)可以对地震波形成反射与折射作用,并综合叠加形成外行波动能量;•孔洞问题:主要来自于人工扰动如爆破产生的外行波动能量。
静力分析中常用的位移固定边界(刚性边界)由于不具有变形能力,因此无法对外行波动能量予以吸收。
或者说,当外行波动运行至刚性边界时将再次完全反射至模型内部参与作用,导致岩土体动力响应水平一般被高估。
为此,大量专有的边界条件技术被引入至动力分析中,如粘性边界、粘-弹性边界、透射边界、一致边界、傍轴边界、自由场边界等,这些边界技术的理论背景均以平面入射波动作为前提b) 现版本自由场边界技式中,G土体初始最大剪切模量;G为对应于某一幅值剪切应式中,γ为需通过校核确定的模型参数。
自V3.1版本以来,FLAC3D引入粘滞阻尼模型来丰富完全非线性方法对包括剪切模量、阻尼比随剪应变幅值提高分别呈退化与增大的土体动力特性。
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。
(1)用hist id=1(不写id的话,电脑会自己按123456的顺序进行排序)gp(点,如果是体的话用zone)zdis xyz(xyz点处z向位移)这里应力应变之类的都是用zone,位移之类的都是用gp最后相要出相应的结果用命令plot hist 1;(2)考虑选择阻尼:对于静力分析, 默认的阻尼是局部阻尼, 对于消除大多数网格顶点的速度分量周期性为零时的动能很有效. 这是因为质量的调节过程依赖于速度的改变. 局部阻尼对于求解静力平衡是一个非常有效的计算法则且不会引入错误的阻尼力(见Cundall 1987).如果在求解最后状态, 重要区域的网格海域的速度分量不为零, 那么说明默认的阻尼对于达到平衡状态是不够的. 有另外一种形式的阻尼, 叫组合阻尼, 相比局部阻尼可以使稳定状态达到更好的收敛, 这时网格将发生明显的刚性移动. 例如, 求解轴向荷载作用下桩的承载力或模拟蠕变时都可能发生. 使用SETmechanical damp combined命令来调用组合阻尼. 组合阻尼对于减小动能方面不如局部阻尼有效, 所以应注意使系统的动力激发最小化. 可以用SET mechanical damp local命令转换到默认阻尼.(3)考虑选择阻尼静态分析中默认的力学阻尼是局部阻尼(local damping),当大多数节点的速度分量周期性地过穿零值时,用局部阻尼来移去动能是最有效的办法。
这是因为质量调整过程取决于速度符号改变。
为了不引入错误的阻尼力而达到静态平衡解,局部阻尼是一种非常有效的算法。
如果问题中有重要部分的网格在解答的最后状态具有非零的速度分量, 那么默认的damping不适合去达到平衡状态.一种不同的damping形式,即combined damping, 在网格中有重要的刚体运动发生时, 能比local damping 提供更好的收敛以达到稳定状态 . This may occur, 例如, 在蠕变模型中或在计算轴向受荷的桩的极限承载力时. 用命令 SET mechanical damp combined 去触发combined damping. Combined damping 在removing kinetic energy不那么有效, 因此要注意minimize dynamic excitation of the system (see Example3.14). 用命令SET mechanical damp local可以转回默认的damping .(4) sel link id * * target zone 中的id 后的两个值怎么确定,什么含义?第一个*是link的ID号第二个*是源节点的ID号!比如说sel link id 10 0 2 target zone 意思是将ID=2的节点连接到实体单元上,新创建的link的ID号是100。
3D的动力(爆破)分析问题我刚在做一个隧道爆破掘进的模拟,想这样做:q0HG tZ9u!tIl1.先模拟原岩应力状态-V0pvT\mo mohr v)p4FvX;岩体参数V%ws~'c r}T!]1r7F+wpro bulk 4.2e6 she 9.23e5 fric 12 coh 1e4 ten 9.6e3 range z 18.1 17.2ini density 1800 range z 18.1 17.2pro bulk 7.02e6 she 1.83e6 fric 7.2 coh 4.7e3 ten 4.7e3 range z 17.2 13.6 {+u(gHf T^k\ ini density 1650 range z 17.2 13.6 R4kg8ek'_3\bpro bulk 9.9e6 she 2.82e6 fric 29 coh 0 ten 0 range z 13.6 7.1 E l Ny U7T X"K K+Ptini density 1900 range z 13.6 7.1f/IL;I)s1\-g.Lpro bulk 4.37e7 she 1.46e7 fric 30 coh 3e4 ten 3e4 range z 7.1 6.4ini density 1990 range z 7.1 6.4 J-q^!e&c \!cprop bulk 4.95e7 she 1.65e7 fric 38 coh 5e4 ten 5e4 range z 6.4 -0.4ini density 2100 range z 6.4 -0.4HB$O-g}gA#tM&i\prop bulk 6.52e7 she 2.67e7 fric 40 coh 4e4 ten 4e4 range z -0.4 -9.1ini density 2480 range z -0.4 -9.1PS]r0Vu0v4N/{prop bulk 6.78e7 she 3.12e7 fric 43 coh 5e4 ten 5e4 range z -9.1 -17.6ini density 2510 range z -9.1 -17.6prop bulk 6.53e8 she 3.37e8 fric 44 coh 5e6 ten 5e6 range z -17.6 -26.9ini density 2520 range z -17.6 -26.9;设定边界条件(上边界z自由)Y$o?W:e!Lmfix z range z -26.8 -270?cN9c Hmfix x range x -39.9 -40.1fix x range x 39.9 40.1,d%l2mJP QX"YRfix y range y -0.1 0.1fix y range y 39.9 40.19s@u @-e&[N:D3zset grav 0 0 -9.8pj;w#^J_?3L;施加地面面状荷载#O+L t6v)~gapply szz -50e3 range z 18 18.2sol rat 1e-5save geom.sav2.模拟爆破掘进new&L c-C1ayu)W,EuMrest geom.sav ]]^+d!B2W4@config dynset dyn onini xdisp 0 ydisp 0 zdisp 0ini xvel 0 yvel 0 zvel 0kTG$[0hNah-~ini state 0def setup#Jt S~R~ {omega = 2.0 * pi * freq!F!d0Q(P[j8Pendsetup|e4GW){3YC;y向速度时程曲线z \\-a8m'kdef wavewave = 1/2.718282^(1.5*pi*dytime)*ampl*sin(omega * dytime) ;大概震动1.3sendset freq = 40.625 ampl = 0.04765setup;p1为隧道掘进面apply yvel=0.0 hist=wave range gro p1 y -0.01 0.01N%y&l(ue;k1@)}5U/]O-a;设定粘滞边界8{VG E$G2S H;b Dapply xquiet yquiet ran z -26.8 -27]q:A9d*O5gapply xquiet yquiet ran x -39.9 -40.1apply xquiet yquiet ran x 39.9 40.1apply xquiet yquiet ran y -0.1 0.1apply xquiet yquiet ran y 39.9 40.1B4Y;L(t*c8I3a1p2QOhist dytimehist waveset dyn damp local 0.15a;DfR%]V1SH"Rsol age 1.0m null range group p1 y 0 1sol age 2.0:B;z$n*j'i-J%d3U{-k;之后就是循环的向前掘进,施加爆破波,掘进……请大家帮忙看看这些命令流有没有什么错误有这样几个问题:(用flac没多久,也是刚刚才接触动力模块,所以应该都是很浅显的问题,希望大家不要不屑于赐教哈)1.施加动力荷载时,apply yvel=0.0 hist=wave range gro p1 y -0.01 0.01中的yvel=?我看好多例子似乎都是=1.0,不知道这个赋的值代表啥?EN2g7@~O o5CA&]l2.同样是这一句,apply yvel=0.0 hist=wave range gro p1 y -0.01 0.01,最后那施加的位置好像多是一个面吧,能否施加在一定体积内呢?比如range gro p1 y 0 1?或者一条线上(线装炸药)?3.粘滞边界的设定跟之前静力计算中的约束条件有冲突么?比如fix z range z -26.8 -27与apply xquiet yquiet ran z -26.8 -27?r1C u"N9w4.如果同时施加x、y、z三个方向的速度时程,是否就是这样写:9|)~+oa$Fapply xvel=0.0 hist=wave1 range gro p1 y -0.01 0.01O"p*|-^2P Bbapply yvel=0.0 hist=wave2 range gro p1 y -0.01 0.01apply zvel=0.0 hist=wave3 range gro p1 y -0.01 0.013@:^bl(p BkU6[M(f;S?主要就是设置粘滞边界条件和apply动力荷载这两个地方就是搞不清楚,希望版主或者明白的朋友能给些指点,谢谢啦。
FLAC动力分析FLAC,全称Free Lossless Audio Codec,是一款免费的无损音频压缩编码器。
由于其无损压缩的特性,FLAC已被广泛应用于音乐存储和播放领域。
本文将从以下几个方面进行FLAC动力分析。
1. FLAC的原理FLAC采用无损压缩技术,在保持音频信号完整性基础上,将大文件压缩到更小的文件大小。
FLAC使用线性预测算法将音频信号转换成预测误差和线性系数,并将其压缩。
在恢复音频时,FLAC根据压缩得到的预测误差和线性系数,恢复出原始的音频信号。
2. FLAC的使用FLAC对音频数据进行编码和解码,常见的应用场景包括音乐存储、音乐播放、音乐编辑等。
目前,市面上大多数的音乐播放器均支持FLAC格式,包括PC端的Winamp、Foobar2000等,手机端的酷我、网易云音乐等。
同时,FLAC也被广泛用于音乐存储,对于无法接受音质丢失的音乐爱好者,FLAC成为了很好的选择。
3. FLAC动力学分析FLAC动力学分析是对FLAC格式文件的音频信号进行分析的过程。
常见的FLAC动力学分析内容包括声道数、比特率、采样率、长度等。
下面对这些内容进行详细的介绍。
声道数FLAC文件的声道数指的是其中有几个声道,常见的有单声道、双声道、5.1声道等。
单声道是指文件中只包含一个声道的音频信号,例如FM广播,因为只有一个收听者,所以只需要一个声道。
双声道是指文件中包含左右两个声道的音频信号,例如CD音乐。
5.1声道是指文件中包含前中后三组声道和一个低音炮声道的音频信号,例如家庭影院环绕音响。
比特率FLAC文件的比特率指的是每秒钟传输的比特数。
FLAC的比特率通常是变量比特率(Variable Bit Rate,VBR),这意味着在音频信号中出现复杂程度较低的部分时,FLAC将信号进行压缩,以节省空间。
反之,当信号较为复杂时,FLAC会将信号保持原样,以保证音频信号的完整性。
采样率FLAC文件的采样率指的是每秒钟采集多少个样本。
1、FLAC3D常见命令:1. FLAC3D是有限元程序吗?答:不是!是有限差分法。
2。
最先需要掌握的命令有哪些?答:需要掌握gen, ini, app,plo,solve等建模、初始条件、边界条件、后处理和求解的命令. 3。
怎样看模型的样子?答:plo blo gro可以看到不同的group的颜色分布4. 怎样看模型的边界情况?答:plo gpfix red5。
怎样看模型的体力分布?答:plo fap red6。
怎样看模型的云图?答:位移:plo con dis (xdis,ydis,zdis)应力:plo con sz (sy, sx, sxy, syz,sxz)7。
怎样看模型的矢量图?答:plo dis (xdis,ydis, zdis)8。
怎样看模型有多少单元、节点?答:pri info9。
怎样输出模型的后处理图?答:File/Print type/Jpg file,然后选择File/Print,将保存格式选择为jpe文件10. 怎样调用一个文件?答:File/call或者call命令10. 如何施加面力?答:app nstress11. 如何调整视图的大小、角度?答:综合使用x, y, z, m,Shift键,配合使用Ctrl+R,Ctrl+Z等快捷键12. 如何进行边界约束?答:fix x ran (约束的是速度,在初始情况下约束等效于位移约束)13. 如何知道每个单元的ID?答:用鼠标双击单元的表面,可以知道单元的ID和坐标14。
如何进行切片?答:plo set plane ori (点坐标) norm (法向矢量)plo con sz plane (显示z方向应力的切片)15. 如何保存计算结果?答:save +文件名.16. 如何调用已保存的结果?答:rest +文件名;或者File / Restore17。
如何暂停计算?答:Esc18。
如何在程序中进行暂停,并可恢复计算?答:在命令中加入pause命令,用continue进行继续19. 如何跳过某个计算步?答:在计算中按空格键跳过本次计算,自动进入下一步20。
第二章FLAC3D 原理及入门指南2-1 定义一个FISH 函数newdef abcabc = 25 * 3 + 5Endprint abc2-2 使用一个变量newdef abchh = 25abc = hh * 3 + 5EndPrint hhPrint abc2-3 对变量和函数的理解newdef abchh = 25abc = hh * 3 + 5Endset abc=0 hh=0print hhprint abcprint hhnewdef abcabc = hh * 3 + 5endset hh=25print abcset abc=0 hh=0print hhprint abcprint hh2-4 获取变量的历史记录newgen zone brick size 1 2 1model mohrprop shear=1e8 bulk=2e8 cohes=1e5 tens=1e10fix x y z range y -0.1 0.1apply yvel -1e-5 range y 1.9 2.1plot set rotation 0 0 45plot block groupdef get_adad1 = gp_near(0,2,0)ad2 = gp_near(1,2,0)ad3 = gp_near(0,2,1)ad4 = gp_near(1,2,1)endget_addef loadload=gp_yfunbal(ad1)+gp_yfunbal(ad2)+gp_yfunbal(ad3)+gp_yfunbal(ad4) endhist loadhist gp ydis 0,2,0step 1000plot his 1 vs -22-5 用FISH 函数计算体积模量和剪砌模量newdef derives_mod = y_mod / (2.0 * (1.0 + p_ratio))b_mod = y_mod / (3.0 * (1.0 - 2.0 * p_ratio))endset y_mod = 5e8 p_ratio = 0.25deriveprint b_modprint s_mod2-6 在FLAC 输入中使用符号变量Newdef derives_mod = y_mod / (2.0 * (1.0 + p_ratio))b_mod = y_mod / (3.0 * (1.0 - 2.0 * p_ratio))endset y_mod = 5e8 p_ratio = 0.25derivegen zone brick size 2,2,2model elasticprop bulk=b_mod shear=s_modprint zone prop bulkprint zone prop shear2-7 控制循环Newdef xxxsum = 0prod = 1loop n (1,10)sum = sum + nprod = prod * nend_loopendxxxprint sum, prodnewgen zone brick p0 (0,0,0) p1 (-10,0,0) p2 (0,10,0) p3 (0,0,-10) model elasplot set rotation 0 0 45plot block groupdef installpnt = zone_headloop while pnt #nullz_depth = -z_zcen(pnt)y_mod = y_zero + cc * sqrt(z_depth)z_prop(pnt, ’shear’) = y_mod / (2.0*(1.0+p_ratio))z_prop(pnt, ’bulk’) = y_mod / (3.0*(1.0-2.0*p_ratio))pnt = zone_next(pnt)end_loopendset p_ratio=0.25 y_zero=1e7 cc=1e8install2-8 拆分命令行new ;example of a sum of many thingsdef long_sumtemp = v1 + v2 + v3 + v4 + v5 + v6 + v7 + v8 + v9 + v10long_sum = temp + v11 + v12 + v13 + v14 + v15end2-9 变量类型newdef haveoneaa = 2bb = 3.4cc = ’Have a nice day’dd = aa * bbee = cc + ’, old chap’endhaveoneprint fish2-10 IF 条件语句newdef abcif xx > 0 thenabc = 1000elseabc = -1000end_ifendset xx = 10print abcset xx = 0print abc2-11 索单元自动生成newgen zone brick size 10 3 5plot set rotation 0 0 45plot block groupdef place_cablesloop n (1,5)z_d = float(n) - 0.5commandsel cable beg 0.0,1.5,z_d end 7.0,1.5,z_d nseg 7 end_commandend_loopendplace_cablesplot grid sel geom rednewgen zone brick size 10 3 5plot set rotation 15 0 60plot block groupmod mohrprop bulk 1e8 shear .3e8 fric 35prop coh 1e3 tens 1e3ini dens 1000set grav 0,0,-10fix x y z range z -.1 .1fix y range y -.1 .1fix y range y 2.9 3.1fix x range x -.1 .1fix x range x 9.9 10.1set largehist unbalsolvesave cab_str.savini xdis 0 ydis 0 zdis 0hist gp xdisp 0,1,5def place_cablesloop n (1,5)z_d = 5.5 - float(n)z_t = z_d + 0.5z_b = z_d - 0.5commandfree x range x -.1,.1 z z_b z_tsolvesel cable beg 0.0,0.5,z_d end 7.0,0.5,z_d nseg 7sel cable beg 0.0,1.5,z_d end 7.0,1.5,z_d nseg 7sel cable beg 0.0,2.5,z_d end 7.0,2.5,z_d nseg 7sel cable prop emod 2e10 ytension 1e8 xcarea 1.0 & gr_k 2e10 gr_coh 1e10 gr_per 1.0end_commandend_loopendplace_cablessave cab_end.savplot sketch sel cable force red2-12 圆形隧道开挖模拟计算;建立模型gen zon radcyl p0 0 0 0 p1 6 0 0 p2 0 1 0 p3 0 0 6 &size 4 2 8 4 dim 3 3 3 3 rat 1 1 1 1.2 group outsiderockgen zone cshell p0 0 0 0 p1 3 0 0 p2 0 1 0 p3 0 0 3 &size 1 2 8 4 dim 2.7 2.7 2.7 2.7 rat 1 1 1 1 group concretliner fill group insiderock gen zon reflect dip 90 dd 90 orig 0 0 0gen zon reflect dip 0 dd 0 ori 0 0 0gen zon brick p0 0 0 6 p1 6 0 6 p2 0 1 6 p3 0 0 13 size 4 2 6 group outsiderock1 gen zon brick p0 0 0 -12 p1 6 0 -12 p2 0 1 -12 p3 0 0 -6 size 4 2 5 group outsiderock2 gen zon brick p0 6 0 0 p1 21 0 0 p2 6 1 0 p3 6 0 6 size 10 2 4 group outsiderock3 gen zon reflect dip 0 dd 0 orig 0 0 0 range group outsiderock3gen zon brick p0 6 0 6 p1 21 0 6 p2 6 1 6 p3 6 0 13 size 10 2 6 group outsiderock4gen zon brick p0 6 0 -12 p1 21 0 -12 p2 6 1 -12 p3 6 0 -6 size 10 2 5 group outsiderock5 gen zon reflect dip 90 dd 90 orig 0 0 0 range x -0.1 6.1 z 6.1 13.1gen zon reflect dip 90 dd 90 orig 0 0 0 range x -0.1 6.1 z -6.1 -12.1gen zon reflect dip 90 dd 90 orig 0 0 0 range x 6.1 21.1 z -12.1 13.1;绘制模型图plot block groupplot add axes red;plot set rotation 0 0 45 用于显示三维模型;设置重力set gravity 0 0 -10;给定边界条件fix z range z -12.01,-11.99fix x range x -21.01,-20.99fix x range x 20.99,21.01fix y range y -0.01 0.01fix y range y 0.99,1.01;求解自重应力场model mohrini density 1800 ;围岩的密度prop bulk=1.47e8 shear=5.6e7 fric=20 coh=5.0e4 tension=1.0e4 ;体积、剪切、摩擦角、凝聚力、抗拉强度set mech ratio=1e-4solvesave Gravsol.savplot cont zdisp outl onplot cont szz;毛洞开挖计算initial xdisp=0 ydisp=0 zdisp=0model null range group insiderock any group concretliner anyplot block groupplot add axes redset mech ratio=5e-4solvesave Kaiwsol.savplot cont zdispplot cont sdispplot cont szzplot cont xzz;模筑衬砌计算model elas range group concretliner anyplot block groupplot add axes redini density 2500 range group concretliner any ;衬砌混凝土的密度prop bulk=16.67e9,shear=12.5e9 range group concretliner any ;衬砌混凝土的体积弹模、剪切弹模set mech ratio=1e-4solvesave zhihusol.savplot cont zdispplot cont sdispplot cont szzplot cont xzz;完成计算分析第四章FISH 语言及建模技术4-1 数组newdef afill ;fill matrix with random numbersarray var(4,3)loop m (1,4)loop n (1,3)var(m,n) = urandendloopendloopenddef ashow ;display contents of matrixloop m (1,4)hed = ’ ’msg = ’ ’+string(m)loop n (1,3)hed = hed + ’ ’+string(n)msg = msg + ’ ’+string(var(m,n))end afillendloopif m = 1dum = out(hed) endifdum = out(msg) endloopAshow4-2 函数操作newdef xxxaa = 2 * 3xxx = aa + bbendnewdef stress_sumstress_sum = 0.0pnt = zone headloop while pnt # nullStress_sum = stress_sum + z_sxx(pnt)pnt=z_next(pnt)end_loopendnewdef stress_sumsum = 0.0pnt = zone headloop while pnt # nullsum = sum + z_sxx(pnt)pnt=z next(pnt)end loopstress_sum = sumendnewdef h_var_1ipz = z_near(1,2,3)H_var_1 = sxx(ipz) + facH_var_2 = syy(ipz) + facend H_var_3 = szz(ipz) + fac H_var_4 = sxy(ipz) + fac H_var_5 = syz(ipz) + fac H_var_6 = sxz(ipz) + fac4-3 函数删除与重定义newdef joeii=out(‘This is A Function’)enddef fredjoefred endfreddef joeii=(‘This is A New Function’) end4-4 字符串newdef in_defxx = in(msg+’(’+’default:’+string(default)+’):’)if type(xx) = 3in_def = defaultelsein_def = xxendifend;def moduli_datadefault = 1.0e9msg=’Input Young‘s modulus ’Y_mod = in_defdefault = 0.25msg=’Input Poisson‘s ratio ’p_ratio = in_defif p_ratio = 0.5 thenii = out(’ Bulk mod is undefined at Poisson‘s ratio = 0.5’)ii = out(’ Select a different value --’)p_ratio = in_defend ; endifs_mod = y_mod / (2.0 * (1.0 + p_ratio))b_mod = y_mod / (3.0 * (1.0 - 2.0 * p_ratio))moduli_datagen zone brick size 2,2,2model elasticprop bulk = b_mod shear = s_modprint p_ratio y_mod b_mod s_modpauseprint zone prop bulkpauseprint zone prop shear4-5 马蹄形隧道网格newgen zone radcyl size 5 10 6 12 rat 1 1 1 1.2 &p0 0,0,0 p1 100,0,0 p2 0,200,0 p3 0,0,100gen zone radtun size 5 10 5 12 rat 1 1 1 1.2 &p0 0,0,0 p1 0,0,-100 p2 0,200,0 p3 100,0,0gen zone reflect dip 90 dd 270 origin 0,0,0plot set rotation 30 0 30plot block group4-6 复杂形状网格生成new; 主隧道网格gen zon radcyl p0 15 0 0 p1 23 0 0 p2 15 50 0 p3 15 0 8 &size 4 10 6 4 dim 4 4 4 4 rat 1 1 1 1 fillgen zon reflect dip 90 dd 90 orig 15 0 0gen zon reflect dip 0 ori 0 0 0; 辅助隧道网格gen point id 1 (2.969848,0.0,-0.575736)gen point id 2 (2.969848,50.0,-0.575736)gen zon radcyl p0 0 0 -1 p1 7 0 0 p2 0 50 -1 p3 0 0 8 p4 7 50 0 &p5 0 50 8 p6 7 0 8 p7 7 50 8 p8 point 1 p10 point 2 & size 3 10 6 4 dim 3 3 3 3 rat 1 1 1 1gen zon radcyl p0 0 0 -1 p1 0 0 -8 p2 0 50 -1 p3 7 0 0 p4 0 50 -8 &p5 7 50 0 p6 7 0 -8 p7 7 50 -8 p9 point 1 p11 point 2 & size 3 10 6 4 dim 3 3 3 3 rat 1 1 1 1;衬砌网格sel shell range cyl end1 0 0 -1 end2 0 50 -1 rad 3; 隧道外围边界网格gen zone radtun p0 7 0 0 p1 50 0 0 p2 7 50 0 p3 15 0 50 p4 50 50 0 & p5 15 50 50 p6 50 0 50 p7 50 50 50 &p8 23 0 0 p9 7 0 8 p10 23 50 0 p11 7 50 8 &size 6 10 3 10 rat 1 1 1 1.1gen zone brick p0 0 0 8 p1 7 0 8 p2 0 50 8 p3 0 0 50 &p4 7 50 8 p5 0 50 50 p6 15 0 50 p7 15 50 50 &size 3 10 10 rat 1 1 1.1;对称得出1/2 模型gen zon reflect dip 0 ori 0 0 0 range x 0 23 y 0 50 z 8 50gen zon reflect dip 0 ori 0 0 0 range x 23 50 y 0 50 z 0 50;建立主隧道和辅助隧道块名称group service range cyl end1 0 0 -1 end2 0 50 -1 rad 3group main range cyl end1 15 0 0 end2 15 50 0 rad 4;对称得出完整模型gen zon reflect dip 90 dd 270 ori 0 0 0;网格显示plot set rotation 30 0 30plot block group4-7 网格连接newgen zone brick size 4 4 4 p0 0,0,0 p1 4,0,0 p2 0,4,0 p3 0,0,2gen zone brick size 8 8 4 p0 0,0,2 p1 4,0,2 p2 0,4,2 p3 0,0,4attach face range z 1.9 2.1model elasprop bulk 8e9 shear 5e9fix z range z -.1 .1fix x range x -.1 .1fix x range x 3.9 4.1fix y range y -.1 .1fix y range y 3.9 4.1apply szz -1e6 range z 3.9 4.1 x 0,2 y 0,2hist unbal;网格显示plot set rotation 30 0 30plot block groupsolvesave att.savplot cont zdisp outl on单一网格(小)程序newgen zone brick size 8 8 8 p0 0,0,0 p1 4,0,0 p2 0,4,0 p3 0,0,4 model elasprop bulk 8e9 shear 5e9fix z range z -.1 .1fix x range x -.1 .1fix x range x 3.9 4.1fix y range y -.1 .1fix y range y 3.9 4.1apply szz -1e6 range z 3.9 4.1 x 0,2 y 0,2hist unbal;网格显示plot set rotation 30 0 30plot block groupsolvesave noattx.savplot cont zdisp outl on单一网格(大)程序newgen zone brick size 4 4 4 p0 0,0,0 p1 4,0,0 p2 0,4,0 p3 0,0,4 model elasprop bulk 8e9 shear 5e9fix z range z -.1 .1fix x range x -.1 .1fix x range x 3.9 4.1fix y range y -.1 .1fix y range y 3.9 4.1apply szz -1e6 range z 3.9 4.1 x 0,2 y 0,2hist unbal;网格显示plot set rotation 30 0 30plot block groupsolvesave noattx.savplot cont zdisp outl on4-8 立方体洞穴网格生成newdef parmrad=4.0len=10.0in_size=6rad_size=10endparmgen zone radbrick edge len size in_size in_size in_size rad_size &rat 1.0 1.0 1.0 1.2 dim rad rad rad;对称得出完整模型gen zon reflect dip 0 dd 0 ori 0 0 0gen zon reflect dip 90 dd 270 ori 0 0 0;网格显示plot set rotation 30 0 30plot block group4-9 球体洞穴网格生成newdef parmrad=4.0len=10.0in_size=6rad_size=10endparmdef make_spherep_gp=gp_headloop while p_gp#nullpx=gp_xpos(p_gp)py=gp_ypos(p_gp)pz=gp_zpos(p_gp)dist=sqrt(px*px+py*py+pz*pz)if dist>0 thenk=rad/distax=px*kay=py*kaz=pz*kmaxp=max(px,max(py,pz))k=len/maxpbx=px*kby=py*kbz=pz*ku=(maxp-rad)/(len-rad)gp_xpos(p_gp)=ax+u*(bx-ax)gp_ypos(p_gp)=ay+u*(by-ay)gp_zpos(p_gp)=az+u*(bz-az)end_ifendp_gp=gp_next(p_gp) end_loopgen zone radbrick edge len size in_size in_size in_size rad_size & rat 1.0 1.0 1.0 1.2 dim rad rad radmake_sphere;对称得出完整模型gen zon reflect dip 0 dd 0 ori 0 0 0gen zon reflect dip 90 dd 270 ori 0 0 0;网格显示plot set rotation 15 0 30plot block group4-10 应力边界newgen zone brick size (4,4,4) p0 (0,0,0) p1 (4,0,0) &p2 (0,4,0) p3 (2,0,3.464)model elasticprop bulk 1e8 shear .3e8apply nstress -1e6 range plane dip 60 dd 270 origin 0.1,0,0 above step 1;网格显示plot set rotation 30 0 30plot block groupplot grid red fap green4-11 改变应力边界条件newgen zone brick size 6 6 6model elasprop bulk 1e8 shear 7e7fix x range x -0.1 0.1def supersteploop ns (1,n_steps)x_stress = stress_inccommandapply sxx add x_stress range x 5.9,6.1 y 0,6 z 0,2step 100end_commandend_loopendset n_steps=100 stress_inc=-1e3hist zone sxx 6,0,0plot create sxx_histplot showSuperstep;网格显示plot set rotation 30 0 30plot block groupplot grid red fap greennewgen zone brick size 6 6 6model elasprop bulk 1e8 shear 7e7fix x range x -0.1 0.1def x_stressx_stress = stress_inc * stependset stress_inc = -1e3apply sxx 1.0 hist x_stress range x 5.9,6.1 y 0,6 z 0,2 hist zone sxx 6,0,0hist x_stressstep 100;网格显示plot set rotation 30 0 30plot grid red fap greennewgen zone brick size 6 6 6model elasprop bulk 1e8 shear 7e7fix x range x -0.1 0.1table 1 0,0 100,-1e5apply sxx 1.0 hist table 1 range x 5.9,6.1 y 0,6 z 0,2 hist zone sxx 6,0,0step 100;网格显示plotset rotation 30 0 30 plotgrid red fap greennewgen zone brick size 6,6,6 p1 6,0,-1model elasprop bulk 8e9 shear 5e9apply sxx -2e6 range x -0.1 0.1apply sxx -2e6 range x 5.9 6.1step 500plot grid dispnewgen zone brick size 5,5,5model elasprop bulk 8e9 shear 5e9set grav 0 0 -10ini dens 1000fix x range x -.1 .1fix x range x 4.9 5.1fix y range y -.1 .1fix y range y 4.9 5.1ini szz -5e4 grad 0 0 -1e4app szz -5e4 range z -.1 .1solvemodel null range x 1,4 y 1 4 z 3 5step 100plot set plane dip 90 dd 180 origin 0,2.5,0plot add surf plane behind yellplot add vel plane behind blackplot set rotation 30 0 30plot block groupplot show4-12 位移边界newgen zone brick size 4,4,4 p3 2,0,3.464model elasprop bulk 1e8 shear .3e8macro left_boun ’plane dip 60 dd 270 origin 0.1,0,0 above’ macro right_boun ’plane dip 60 dd 270 origin 3.9,0,0 below’ apply nvel 0.1 plane dip 60 dd 270 range left_bounapply nvel 0.1 plane dip 120 dd 90 range right_bounstep 1;网格显示plot set rotation 30 0 30plot block groupplot grid velnewnewgen zone brick size 4 4 4model elasticprop bulk 1e8 shear .3e8apply nstress -1e6 plane dip 0 dd 0 range y 3.9 4.1apply nvel 0.0 plane dip 0 dd 0 range y -.1 .1apply nvel 0.0 plane dip 0 dd 0 range x -.1 .1step 10;网格显示plot set rotation 30 0 30plot block groupplot grid velnewgen zone brick size 10 5 5mod elprop shear 1e8 bulk 2e8fix x y z range x -.1 .1 y 0 5 z 0 5fix x y z range x 0 10 y 0 5 z -.1 .1fix x y z range x 9.9 10.1 y 0 5 z 0 5table 1def find_addhead = nullp_gp = gp_headloop while p_gp # nullx_pos = gp_xpos(p_gp)if x_pos = width thennew = get_mem(2)mem(new) = headmem(new+1) = p_gphead = newendifp_gp = gp_next(p_gp)endloopendset width=10.0find_adddef apply_velwhile_steppingad = headloop while ad # nullp_gp = mem(ad+1)gp_xvel(p_gp) = vel_max * gp_zpos(p_gp) / heightgp_zvel(p_gp) = -vel_max * (gp_xpos(p_gp) - width) / height ad = mem(ad)endloopendset large vel_max=1e-2 height=5.0step 100;网格显示plot set rotation 30 0 30plot block groupplot grid vel4-13 不考虑重力影响的均匀应力new ;set grav 0 0 0gen zone brick size 6 6 6model elasini sxx=-5e6 syy=-1e7 szz=-2e7apply sxx=-5e6 range x -0.1 0.1apply sxx=-5e6 range x 5.9 6.1apply syy=-1e7 range y -0.1 0.1apply syy=-1e7 range y 5.9 6.1apply szz=-2e7 range z -0.1 0.1apply szz=-2e7 range z 5.9 6.1prop bulk 8e9 shear 5e9ini dens 2000fix x range z -.1 .1step 10plot set rotation 30 0 30 ;网格三维显示plot cont zdisp outl on4-14 考虑应力梯度的均匀材料newgen zone brick size 10 10 10 p1 20,0,0 p2 0,20,0 p3 0,0,20 model mohrprop bulk 5e9 shear 3e9 fric 35ini density 2500set gravity 0,0,-10fix x y z range z -0.1 0.1ini szz -5.0e6 grad 0,0,2.5e4ini syy -2.5e6 grad 0,0,1.25e4ini sxx -2.5e6 grad 0,0,1.25e4apply szz -4.5e6 range z 19.9 20.1apply szz -5.0e6 range z -0.1 0.1apply sxx -2.5e6 grad 0,0,1.25e4 range x -0.1 0.1apply sxx -2.5e6 grad 0,0,1.25e4 range x 19.9 20.1apply syy -2.5e6 grad 0,0,1.25e4 range y -0.1 0.1apply syy -2.5e6 grad 0,0,1.25e4 range y 19.9 20.1step 10;网格三维显示plot set rotation 30 0 30plot cont zdisp outl on4-15 考虑应力梯度的非均匀材料newgen zone brick size 10 10 10 &p0 0,-25,0 p1 20,-25,0 p2 0,0,0 p3 0,-25,20model elasprop bulk 5e9 shear 3e9ini density 1600 range y -10,0ini density 2000 range y -15,-10ini density 2200 range y -25,-15set gravity 0,-10,0fix x range x -.1 .1fix x range x 19.9 20.1fix z range z -.1 .1fix z range z 19.9 20.1fix y range y -25.1 -24.9ini syy 0.0 grad 0,1.6e4,0 range y -10,0ini syy 4e4 grad 0,2.0e4,0 range y -15,-10ini syy 7e4 grad 0,2.2e4,0 range y -15,-25step 10;网格三维显示plot set rotation 30 0 30plot cont zdisp outl on4-16 非均匀网格应力初始化newgen zone radcyl size 3 8 4 5 fill p1 10,0,0 p2 0,10,0 p3 0,0,10 mode elasticprop shear 3e8 bulk 5e8fix x range x -.1 .1fix x range x 9.9 10.1fix y range y -.1 .1fix y range y 9.9 10.1fix z range z -.1 .1ini szz = -2.5e5 grad 0,0,2.5e4ini density 2500set grav 0,0,-10step 10;网格三维显示plot set rotation 30 0 30plot cont zdisp outl on4-17 不规则自由面应力初始化gen zone brick size 15 15 10 p0 0,0,0 edge=100.0model elasticprop shear 3e8 bulk 5e8def mountaingp = gp_headloop while gp # nullzz = sqrt(gp_xpos(gp)ˆ2 + gp_ypos(gp)ˆ2)dz = 0.06 * sin(0.2 * zz + 100.0) ; Sum Fourier terms fordz = dz + 0.06 * sin(0.22 * zz - 20.3) ; quasi-random surfacedz = dz - 0.04 * sin(0.33 * zz + 33.3) ; topology. gp_zpos(gp)= 0.5 * gp_zpos(gp) * (1.0 + dz)gp = gp_next(gp)end_loopendmountainfix x range x -.1 .1fix x range x 99.9 100.1fix y range y -.1 .1fix y range y 99.9 100.1fix z range z -.1 .1set grav 0,0,-10ini density=2000ini szz=-2.0e6 (grad 0,0,2.0e4) sxx=-4.0e6 (grad 0,0,4.0e4) syy=-4.0e6 (grad 0,0,4.0e4) step 100plot set rotation 30 0 30plot cont zdisp outl on;网格三维显示4-18 非均网格内部压实newgen zone brick size 8 8 10 ratio 1.2 1 1model mohrini dens 2000prop bulk 2e8 shear 1e8prop fric 30fix x range x -.1 .1fix x range x 7.9 8.1fix y range y -.1 .1fix y range y 7.9 8.1fix z range z -.1 .1;ini szz -2.0e5 grad 0,0,2e4;ini sxx -1.5e5 grad 0,0,1.5e4;ini syy -1.5e5 grad 0,0,1.5e4set grav 10step 1000;pause;prop tens 1e10 coh 1e10;step 750;prop tens 0 coh 0;step 250;网格三维显示plot set rotation 30 0 30plot cont zdisp outl on4-19 模型改变后初始应力变化newgen zone brick size 5 5 5model elasprop sh 2e8 bu 3e8fix x y z range z -.1 .1set grav 0 0 -10ini dens 2000Solve;网格三维显示plot set rotation 30 0 30plot cont zdisp outl on;模型改变model mohr range x 0 2 y 0 5 z 0 2prop sh 2e8 bu 3e8 fric 35 range x 0 2 y 0 5 z 0 2 Step 2000;网格三维显示plot set rotation 30 0 30plot cont zdisp outl on4-20 应力与孔隙压力的初始化newconfig fluidgen zone brick size 8 5 10model elasmodel fl_isoini dens 2000prop bulk 1e9 shear 5e8prop poros 0.5 perm 1e-10ini fmod 2e9ini fdensity 1e3ini sat 0ini sat 1 range z -.1 5.1set grav 0 0 -10fix x range x -.1 .1fix x range x 7.9 8.1fix y range y -.1 .1fix y range y 4.9 5.1fix z range z -.1 .1ini pp 5.e4 grad 0,0,-1.e4 range z 0.0 5.ini szz -20e4 grad 0,0,20e3ini szz add -1.5e4 grad 0,0,.25e4 range z 5,6 ini szz add -2.5e4 grad 0,0,.5e4 range z 0,5 ini szz add -.25e4 range z 0,5solve;网格三维显示plot set rotation 30 0 30plot cont zdisp outl onnewgen zone brick size 1 1 10model elasini dens 2500 range z 0 5ini dens 2250 range z 5 6ini dens 2000 range z 6 10prop bulk 1e9 shear 5e8set grav 10water dens 1000water table ori 0 0 5 normal 0 0 1fix x range x -.1 .1fix x range x 7.9 8.1fix y range y -.1 .1fix y range y 4.9 5.1fix z range z -.1 .1ini szz -20e4 grad 0,0,20e3ini szz add -1.5e4 grad 0,0,.25e4 range z 5,6 ini szz add -2.5e4 grad 0,0,.5e4 range z 0,5 ini szz add -.25e4 range z 0,5solve;网格三维显示plot set rotation 30 0 30plot cont zdisp outl on4-21 加载顺序new; 主隧道建模gen zon radcyl p0 15 0 0 p1 23 0 0 p2 15 50 0 p3 15 0 8 &size 4 10 6 4 dim 4 4 4 4 rat 1 1 1 1 fillgen zon reflect dip 90 dd 90 orig 15 0 0gen zon reflect dip 0 ori 0 0 0;辅助隧道建模gen point id 1 (2.969848,0.0,-0.575736)gen point id 2 (2.969848,50.0,-0.575736)gen zon radcyl p0 0 0 -1 p1 7 0 0 p2 0 50 -1 p3 0 0 8 p4 7 50 0 &p5 0 50 8 p6 7 0 8 p7 7 50 8 p8 point 1 p10 point 2 &size 3 10 6 4 dim 3 3 3 3 rat 1 1 1 1 fillgen zon radcyl p0 0 0 -1 p1 0 0 -8 p2 0 50 -1 p3 7 0 0 p4 0 50 -8 &p5 7 50 0 p6 7 0 -8 p7 7 50 -8 p9 point 1 p11 point 2 &size 3 10 6 4 dim 3 3 3 3 rat 1 1 1 1 fill;隧道边界网格gen zone radtun p0 7 0 0 p1 50 0 0 p2 7 50 0 p3 15 0 50 p4 50 50 0 & p5 15 50 50 p6 50 0 50 p7 50 50 50 &p8 23 0 0 p9 7 0 8 p10 23 50 0 p11 7 50 8 &size 6 10 3 10 rat 1 1 1 1.1gen zone brick p0 0 0 8 p1 7 0 8 p2 0 50 8 p3 0 0 50 &p4 7 50 8 p5 0 50 50 p6 15 0 50 p7 15 50 50 &size 3 10 10 rat 1 1 1.1gen zon reflect dip 0 ori 0 0 0 range x 0 23 y 0 50 z 8 50gen zon reflect dip 0 ori 0 0 0 range x 23 50 y 0 50 z 0 50group main1 range cyl end1 15 0 0 end2 15 25 0 rad 4group main2 range cyl end1 15 25 0 end2 15 50 0 rad 4group service range cyl end1 0.0,0.0,-0.575736 &end2 0.0,50.0,-0.575736 rad 3.0save tun0.savrest tun0.sav; 初始应力场模量model mohrprop shear 0.36e9 bulk 0.6e9 coh 1e5 fric 20 tens 1e5apply szz -1.4e6 range z 49.9 50.1fix z range z -50.1 -49.1fix x range x -.1 .1fix x range x 49.9 50.1fix y range y -.1 .1fix y range y 49.9 50.1ini sxx -1.4e6 syy -1.4e6 szz -1.4e6hist unbalhist gp xdis 3,0,-1hist gp zdis 0,0,2hist gp xdis 3,25,-1hist gp zdis 0,25,2step 1000save tun1.sav; 辅助隧道开挖25 m 计算rest tun1.savini xdis 0.0 ydis 0.0 zdis 0.0model null range group service y 0,25step 1000save tun2.sav; 在辅助隧道上施加衬砌restore tun2.savsel shell id=1 range cyl end1 0 0 -1 end2 0 25 -1 rad 3sel shell prop iso=(25.3e9, 0.266) thick = 0.5sel node fix y xr zr range y -0.1 0.1 ; symmetry cond.sel node fix x yr zr range x -0.1 0.1 ; symmetry cond.model mohr range group service y 25 50prop shear 0.36e9 bulk 0.6e9 coh 1e5 fric 20 tens 1e5; 主隧道开挖25mmodel null range group main1step 1000save tun3.savplot set rotation 0 0 60plot cont zdisp outl on第六章双线铁路隧道施工过程分析6-2 V 级围岩施工过程模拟(1)建立隧道1/4 圆周模型gen zon radcyl p0 0 0 0 p1 10.55 0 0 p2 0 1 0 p3 0 0 10.55 &size 5 2 10 4 dim 5.55 5.55 5.55 5.55 rat 1 1 1 1.2 group outsiderocksyplot block groupplot add axes redgen zone cshell p0 0 0 0 p1 5.55 0 0 p2 0 1 0 p3 0 0 5.55 &size 1 2 10 4 dim 5.05 5.05 5.05 5.05 rat 1 1 1 1 group concretlinersy fill group insiderocksy gen zon radcyl p0 0 0 0 p1 0 0 -9 p2 0 1 0 p3 10.55 0 0 &size 5 2 10 4 dim 4 5.55 4 5.55 rat 1 1 1 1.2 group outsiderockxygen zone cshell p0 0 0 0 p1 0 0 -4 p2 0 1 0 p3 5.55 0 0 &size 1 2 10 4 dim 3.5 5.05 3.5 5.05 rat 1 1 1 1 group concretlinerxy fill group insiderockxy plot block groupplot add axes redgen zon brick p0 0 0 10.55 p1 10.55 0 10.55 p2 0 1 10.55 p3 0 0 25.55 &size 5 2 8 group outsiderock1gen zon brick p0 0 0 -34.55 p1 10.55 0 -34.55 p2 0 1 -34.55 p3 0 0 -9 &size 5 2 12 group outsiderock2gen zon brick p0 10.55 0 0 p1 50 0 0 p2 10.55 1 0 p3 10.55 0 10.55 &size 20 2 5 group outsiderock3gen zon brick p0 10.55 0 -9 p1 50 0 -9 p2 10.55 1 -9 p3 10.55 0 0 &size 20 2 5 group outsiderock3gen zon brick p0 10.55 0 10.55 p1 50 0 10.55 p2 10.55 1 10.55 p3 10.55 0 25.55 & size 20 2 8 group outsiderock4gen zon brick p0 10.55 0 -34.55 p1 50 0 -34.55 p2 10.55 1 -34.55 p3 10.55 0 -9 & size 20 2 12 group outsiderock5gen zon reflect dip 90 dd 90 orig 0 0 0plot set rotation 30 0 30 ;显示三维图,绕x 轴负方向转30 度set gravity 0 0 -10 ;设置重力加速度为z 方向-10fix z range z -34.56,-34.54 ;设置底边界fix x range x -50.01,-49.99 ;设置左边界fix x range x 49.99,50.01 ;设置右边界fix y range y -0.01 0.01 ;设置前边界fix y range y 0.99,1.01 ;设置后边界model mohr ;莫尔~库仑模型ini density 2000 ;围岩的密度prop bulk=7.14e8 shear=3.333e9 fric=25 coh=2e5 tension=1.0e5Setp 6000 ;求解6000 次Solve ;求解计算save Gsol.sav ;计算结果保存在Gsol.sav 文件中plot cont zdisp ;绘制竖向位移场,如图6-14 所示plot cont xdisp ;绘制竖向位移场,如图6-15 所示plot cont szz ;绘制竖向应力场,如图6-16 所示plot cont sxx ;绘制竖向应力场,如图6-17 所示;1-左上半断面开挖rest Gsol.savplot block groupplot add axes redini xdis 0.0 ydis 0.0 zdis 0.0ini density 2200 range group outsiderocksy any group outsiderocksz anyprop bulk=1.923e9, shear=4.167e9 fric=35, coh=0.5e6 &tension=5e5, range group outsiderocksy any group outsiderocksz anymodel null range group insiderocksz any group concretlinersz anystep 2000save stepp1.savplot cont zdisprest stepp1.savsel shell id=1 range x -0.01 0.01 z -0.01 5.56 cyl end1 0 0 0 end2 0 1 0 rad 5.55sel shell id=1 range x -0.01 0.01 z -0.01 5.56sel shell id=1 prop iso=(21.0e9,0.2) thick=0.25step 2000plot cont zdispsave stepp2.sav;3-左下半断面开挖rest stepp2.savplot block groupplot add axes redmodel null range group insiderockxz any group concretlinerxz anystep 2000save stepp3.savplot cont zdisprest stepp3.savsel shell id=1 range x -0.01 0.01 z -4.01 0.01sel shell id=1 prop iso=(21.0e9,0.2) thick=0.25step 2000plot cont zdispsave stepp4.sav;5-右上半断面开挖rest stepp4.savplot block groupplot add axes redmodel null range group insiderocksy any group concretlinersy anystep 2000save stepp5.savplot cont zdisprest stepp5.savsel shell id=1 range x -0.01 5.56 z -0.01 5.56 cyl end1 0 0 0 end2 0 1 0 rad 5.55 sel shell id=1 prop iso=(21.0e9,0.2) thick=0.25step 2000plot cont zdispsave stepp6.sav;7-右下半断面开挖rest stepp6.savplot block groupplot add axes redmodel null range group insiderockxy any group concretlinerxy anystep 2000save stepp7.savplot cont zdisprest stepp7.savsel delete shell id=1 range x -0.01 0.01sel shell id=1 prop iso=(21.0e9,0.2) thick=0.25step 2000save stepp8.savrest stepp8.savmodel elas range group concretlinerxymodel elas range group concretlinerxzmodel elas range group concretlinersymodel elas range group concretlinerszini density 2600 range group concretlinerxyini density 2600 range group concretlinerxzini density 2600 range group concretlinersyini density 2600 range group concretlinerszprop bulk=12.5e9, shear=16.667e9 range group concretlinerxyprop bulk=12.5e9, shear=16.667e9 range group concretlinerxzprop bulk=12.5e9, shear=16.667e9 range group concretlinersyprop bulk=12.5e9, shear=16.667e9 range group concretlinerszstep 2000plot cont zdispsave stepp9.savplot block groupplot add axes red6.3 IV 级围岩施工过程模拟new;1/4 上半部分gen zon radcyl p0 0 0 0 p1 10.55 0 0 p2 0 1 0 p3 0 0 10.55 size 5 2 10 4&dim 5.55 5.55 5.55 5.55 rat 1 1 1 1.2 group outsiderocksygen zone cshell p0 0 0 0 p1 5.55 0 0 p2 0 1 0 p3 0 0 5.55 size 1 2 10 4&dim 5.15 5.15 5.15 5.15 rat 1 1 1 1 group concretlinersy fill group insiderocksy;1/4 下半部分gen zon radcyl p0 0 0 0 p1 0 0 -9 p2 0 1 0 p3 10.55 0 0 &size 5 2 10 4 dim 4 5.55 4 5.55 rat 1 1 1 1.2 group outsiderockxygen zone cshell p0 0 0 0 p1 0 0 -4 p2 0 1 0 p3 5.55 0 0 size 1 2 10 4&dim 3.6 5.15 3.6 5.15 rat 1 1 1 1 group concretlinerxy fill group insiderockxy;1/2 绘制上下地层网格gen zon brick p0 0 0 10.55 p1 10.55 0 10.55 p2 0 1 10.55 p3 0 0 25.55 size 5 2 8 group outsiderock1gen zon brick p0 0 0 -34.55 p1 10.55 0 -34.55 p2 0 1 -34.55 p3 0 0 -9 size 5 2 12 group outsiderock2;1/2 右侧中间部分土体网格gen zon brick p0 10.55 0 0 p1 50 0 0 p2 10.55 1 0 p3 10.55 0 10.55 size 20 2 5 group outsiderock3gen zon brick p0 10.55 0 -9 p1 50 0 -9 p2 10.55 1 -9 p3 10.55 0 0 size 20 2 5 group outsiderock3。
1热分析简介FLAC3D的热选择包含了传导模型和平流模型。
传导对材料的瞬态热传导模型进行了模拟,并对热传导过程进行了研究,引起的位移和压力。
对流模型采用对流传热。
考虑到它可以模拟温度相关的流体密度和流体的热对流。
这个热选择有儿个具体的特点:1•四种热材料模型:各向同性传导,各向异性传导,各向同性传导/平流和零热模型。
2.在FLAC3D的标准版本中,不同的区域可能有不同的模型属性。
3.所示。
任何力学模型都可以与热模型一起使用。
4.所示,温度、通量、对流和绝热边界条件可以规定。
3.热源可以作为点源或体积源插入材料中。
这些来源可能随时间呈指数衰减。
6.显式和隐含求解算法都是可用的。
7.所示。
热选择为机械应力和孔隙压力提供单向耦合。
通过热膨胀系数计算。
8.用户可以通过FISH访问温度来定义温度相关的属性。
本章描述了热配方(笫节)和数值实现节)。
还提供了解决热问题的建议。
节)。
用于热分析的FLAC3D输入命令(笫节)和系统给出了热分析的单元(笫节)。
最后,儿个验证问题(部分)。
请参考这些例子,作为创建FLAC3D模型的指南。
分析和耦合热应力或热-地下水流动分析。
数学模型描述约定和定义作为符号约定,符号ai表示向量a在笛卡尔坐标系中的分量i; Aij是张量[A] 的分量(i, j)o同样,f,我被用来表示f对xi的偏导数。
(f可以是标量变量,也可以是矢量分量。
)爱因斯坦求和约定只适用于i、j和k的指数,它们取包含空间维度的分量的值1、2、3o在矩阵方程中,指数可以取任意值。
SI单位用于说明变量的参数和维度。
请参阅第节转换到其他单元系统。
以下无量纲的数字在瞬态热传导的表征中是有用的。
特征长度:vol time of solid= --- : ------- : --- : -----surface area exchanging heat热扩散系数:疋=~R PC L,where; k is the thermal conductivity;p is the density; andC v is the specific heat at constant volume・特征时间热传导FLAC3D热传导中涉及的变量是温度和热通量的三个分量。