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FLAC3D和3DEC的区别(itasca论坛).pdf
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FLAC3D 和 3DEC 的区别(itasca 论坛)
在“三维可视化”专区中一位坛友讲到了 3DEC 建模和参数取值困
难的问题,且被业界所“诟病”。楼主是 3DEC 的忠实用户,也用过
FLAC3D 和 PFC,就 3DEC 自身的这些“问题”,略谈一二。
在建模环节上,3DEC 是典型的“欺生”,即生手上来的时候可能
觉得无从下手,而掌握以后觉得游刃有余。有兴趣的坛友可以访问
Itasca 网站中咨询研究专题下的一些应用实例,看看那里的 3DEC 模
型,所有这些模型,除其中一个以外,建模时间都在 5 天以内,一般
为 3 天,不助任何第三方软件。大家可以比较一下,这些模型用其他
软件建模时需要花多长时间。
与其他 ITASCA 软件如 FLAC3D 一致地,3DEC 采用命令流建
模,可以嵌入 FISH。这对初学者而言有些困难,但如果掌握了就很
灵活:
相比较菜单操作而言,命令流显然要困难一些,因此难学。但一
旦掌握,修改模型只需要修改命令流,无需进行重复的菜单操作,熟
手因此多喜欢命令流的方式;
FISH 本身就不是为初学者准备的,但掌握了 FISH 以后,任何
有规律性对象的建模就容易得多。比如多机组的地下厂房洞室群,用
FISH 建立起来了其中一个单元以后,修改参数即可很快获得其他单
元。建模过程中 FISH 的应用可以大大提高效率,是命令流、特别是
菜单操作所难以比拟的。
因此,3DEC 是典型的“欺生”,学习 3DEC 和训一匹“烈马”有得
--
一比,如果你不能驯服它,你只能是望而却步。
学习 3DEC 还需要“洗脑”,即固有的理论和思维模式可能会有所
障碍。
不知道哪位坛友在基础理论学习过程中系统学习过非连续力学
方法、或者说学习过离散元方法。以楼主的理解,国内一些关于离散
元的文献中,只要谈深一点,就不乏误解和错误。其中的原因是多方
面的,一是没有跟上国际潮流,没有真正弄懂就开始写文章。二是既
往的教育背景基本都是连续理论和有限元方法,当用这种思维定式来
应用离散元程序如 3DEC 时,可能会受到一些制约。
3DEC 处理的对象包括两大部分,即块体和接触(结构面),
相比较而言,有限元乃至 FLAC3D 针对的对象只是其中的块体,即
便存在结构面,但在程序结构中的处理方式也与 3DEC 有着本质的
差别。
如果说单元网格是数值模型的基本单元,那么,3DEC 中包括两
种网格体系,即接触网格和块体网格。这要求用户在脑子里建立这种
概念,即 3DEC 程序结构中有两个系列的网格,而不是传统的一个
系列。当然,从应用角度,如果不理会这一点也无所谓,但如果是达
到写文章和理解程序的深度,则需要理解这种差别及其带来的不同。
在 3DEC 中,接触被作为块体的边界,因此,两个块体相接触
时,无需节点之间有任何的对应关系。在 FLAC 专区中有一幅帖子问
“这样的网格行不行”,如果放在 3DEC 中,这不是问题。这一差别显
--
然对用户有利--你无需考虑块体之间的单元节点匹配问题,简单地
说,一个块体相当于一个独立的 FLAC3D 或有限元模型,块体边界
相当于模型边界,3DEC 把这些模型综合到了一起,形成一个超级模
型。
既然接触时块体边界,因此,计算结果可以在边界附近出现应
力和位移的不连续,这是看 3DEC 成果时需要注意的环节。按传统
方式输出应力等值线图时,3DEC 就算结果的等值线可能很难看,但
却真实。当大家都习惯了漂亮的“等值线”时,可能就会“诟病”3DEC
的计算结果和 3DEC 程序。事实上,问题很可能出现在自身,即用
固有的理念看待新问题。
所以,当决定学习 3DEC 时,请先做好“洗脑”的思想准备。
再就是对“调参”的诟病。对于数值计算中的“调参”,楼主倒是有
话要说。
首先,我不止一次听到工程界对数值计算的抱怨,即只知道坐
在计算机跟前去调参,以获得与现场“一致”的结果。而不是真正去探
讨问题的本质,在解决本质问题上下功夫。
水电界的一些坛友可能都知道锦屏一级地下厂房下游拱肩一带
出现的持续变形问题,以楼主之见,毫无疑问是破裂随时间扩展的工
程表现,从本质上考察问题时,需要采取相适应的数值方法、即微力
学程序与 PFC 开展工作。如果使用 FLAC3D 等这些程序进行“调参”,
要诟病的很可能是用户自己。
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