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第1页/共178页在岩土工程中的应用西安第2页/共178页主要内容软件介绍快速入门基本原理静力计算FISH语言接触面单元结构单元及应用流固耦合分析非线性动力分析自定义本构模型第3页/共178页软件介绍Fast Lagrangian Analysis of Continua美国Itasca咨询公司开发2D程序(1986)1990年代初引入中国有限差分法(FDM)DOS版→2.0 →2.1 →3.0 →3.1第4页/共178页软件介绍—使用特征命令驱动模式：界面操作/人机交互专一性: 专为岩土工程而开发本构模型 12个（1个空/3个弹性/8个塑性）计算模式 5种（静力/动力/蠕变/渗流/温度）结构单元 6种（梁/锚杆/桩/壳/格栅/衬砌）界面单元 节理/断层/虚拟物理边界机理分析 绘图/时步函数 开放性：命令驱动模式/fish/C++第5页/共178页软件介绍—计算特征 混合离散法 离散集成法 动态松弛法：完全动态运动方程在模拟物理上的不稳定过程不存在数值上的障碍 显式差分法:非线性/大变形/刚度矩阵第6页/共178页软件介绍—应用范围岩土工程/采矿工程 土木建筑 /交通/地质/石油/环境/核电/水利工程岩土体渐进破坏和崩坍现象断层结构影响和加固系统固结过程流变现象地下存储效果变形局部化剪切带演化动力稳定分析岩土体与结构相互作用分析振动液化现象第7页/共178页软件介绍不足之处 求解时间受网格尺寸的影响很大 某些模式下的计算求解时间很长 前处理功能较弱 可以克服！！!第8页/共178页主要内容软件介绍快速入门基本原理静力计算FISH语言接触面单元结构单元及应用流固耦合分析非线性动力分析自定义本构模型第9页/共178页快速入门—图形界面第10页/共178页快速入门—分析的基本组成部分建立分析模型生成网格单元设置初始条件设置边界条件定义材料性质初始地应力平衡模拟求解加载及连续建模求解输出计算结果第11页/共178页快速入门—简单分析命令概要功能命令功能命令清除/调用命令文件NewCall初始平衡计算求解Step/SolveSet mech/grav生成网格GenerateImpgrid/Expgrid执行变更Model/PropertyApply/Fix定义本构关系/性质ModelProperty计算结果保存及应用SaveRestore定义边界/初始条件Apply/FixInital图形绘制及结果输出PlotHist第12页/共178页快速入门—文件类型.dat命令文件call记事本.fis二次开发call记事本.tmp临时文件 自动消失.sav结果文件restore.log日志文件 记事本.flac3d网格文件Impgrid 记事本第13页/共178页快速入门—成果输出图片输出记录结果输出hist id nh nstep=nkeyword … x y zhist id nh nstep=nkeyword … id=nhist write nhist1 nhist2… nhistn key word记事本编辑第14页/共178页快速入门—一个最简单的例子例2.1gen zon bri size 3 3 3 ;建立网格(前处理)model elas;材料参数prop bulk 3e6 shear 1e6ini dens 2000;初始条件fix z ran z -.1 .1;边界条件fix x ran x -.1 .1fix x ran x 2.9 3.1fix y ran y -.1 .1fix y ran y 2.9 3.1set grav 0 0 -10solve;求解app nstr -10e4 ran z 3 x 1 2 y 1 2solveplo con zd;后处理 切片功能RUN FLAC3D第15页/共178页快速入门—收敛标准和变量解释例2.1常用标准不平衡力比10exp(-5)/不平衡力/典型内力自定义标准不平衡力网格节点速度塑性区标识shear-n/ shear-p tension-n/ tension-p历时曲线第16页/共178页主要内容软件介绍快速入门基本原理静力计算FISH语言接触面单元结构单元及应用流固耦合分析非线性动力分析自定义本构模型第17页/共178页基本原理有限差分法Lagrangian网格空间混合离散技术Lagrangian格式动量平衡方程FLAC3D的求解过程FLAC3D的本构模型第18页/共178页基本原理—有限差分法古老的方法(上世纪40年代)用差分格式转化控制方程中的微商格式流体力学；土工渗流问题；固结FDM FEM的混合求解FDM的新进展第19页/共178页基本原理—Lagrangian网格源自流体力学中的拉格朗日法跟踪流体质点的运动状态跟