第三方的网格生成器---Pointwise,CUBIT和HyperMesh
本文摘要（由AI生成）：本文介绍了将MIDAS GTS中的网格转换为FLAC3D模型的方法，并提到了多款第三方网格生成软件，如Pointwise、Cubit、HyperMesh、TrueGrid等，这些软件均可作为FLAC3D和3DEC模型的输入工具。特别地，Pointwise软件能够生成多种类型的网格，包括结构化、非结构化和混合型网格，适用于计算流体力学(CFD)应用。此外，还探讨了3DEC中的高阶四面体单元，它能在较粗的网格中提供更近似的应力计算，适用于求解块体内部应力分布和显著屈服情况。0 引言FLAC3D和3DEC除了使用Griddle生成网格外，也可以输入ANSYS和Abaqus产生的网格《Griddle---FLAC3D和3DEC的高级网格划分工具; Griddle划分非结构化网格(FLAC3D和3DEC); 3DEC模型转换到FLAC3D模型》。MIDAS GTS中产生的网格使用非常简单的FISH读写语句即可转变为FLAC3D模型。除此之外，一些第三方的专用网格生成软件也可以作为FLAC3D和3DEC模型的输入工具，例如Pointwise, Cubit, HyperMesh, TrueGrid, ANSYS TurboGrid等。这个笔记简要回顾了部分工具信息，不涉及其中的技术细节，其功能大同小异。1 PointwisePointwise是为计算流体力学(CFD)应用开发的网格生成软件。Pointwise主要应用在航空航天领域, 最新版本V18.5R2 (2/10/2022)。Pointwise可以生成结构化、非结构化、混合化、超集和高阶网格。其生成的元素类型包括三角形、四边形、四面体、金字塔、棱柱体和六面体。Pointwise将整个计算空间划分为一个或多个子区域，称为块。二维块完全由表面单元组成，而三维块则完全包含体积单元。每个区块的类型可以是结构化、非结构化或混合型。结构化区块完全由四边形（二维）或六面体(三维)单元组成，这些单元被排列成有序的IxJxK阵列。非结构化区块由三角形和四边形(二维)或四面体、金字塔、棱柱和六面体单元(三维)组成，没有隐含的顺序。如果一个网格中的所有块都是结构化的，那么整个网格类型就被称为结构化。当一个网格中的所有区块都是非结构化的，那么整个网格类型就被称为非结构化的。如果网格由结构化和非结构化的块组成，那么整个网格被称为混合型，是一种特殊的非结构化网格。2 其它工具(1) CUBIT是桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)开发的有限元网格生成器，CUBIT的商业版本是Coreform Cubit，Irazu使用Coreform Cubit作为它的前处理器。根据网上公开的招投标信息，中国矿业大学和东北大学购买了Irazu---一个由加拿大geomechanica公司生产的有限元和离散元(FDEM)数值模拟软件。 (2) HyperMesh现在是HyperWorks的一部分，这是国内一个相对流行使用的有限元网格划分软件。(3) TrueGird也是一个不错的有限元网格生成工具。3 3DEC的高阶四面体单元Pointwise中有一种单元类型为高阶元，因此联想到3DEC中的高阶元。标准的3DEC单元是4节点的四面体，假设为线性位移插值函数。高阶四面体(Higher-Order Tetrahedra)单元比标准的四面体单元更精确，因为在单元内有额外的网格点节点。高阶四面体单元有10个节点，基于二次位移插值函数。为此，在每个单元边的中点都会创建新的节点。为了产生高阶四面体单元，必须首先使用配置命令model configure hotetra，然后使用普通的单元划分命令划分单元，最后使用命令 block zone generate higher-order-tetra将标准单元网格转换成高阶四面体的网格。例如：model config hotetrablock create tet 0,0,0 1,0,0 0.7,0.7,0 0.5,0.35,0.7block zone generate edgelength 1block zone generate high-order-tetra高阶四面体单元类似于20节点的brick单元。对于10节点的四面体，有4个高斯点用于计算应变和应力, 不需要计算刚度矩阵，通过数值积分从高斯点的应力得到节点力，每个高斯点在每个时步都应用该单元所采用的本构模型，以获得新的应力。高阶四面体单元可以在较粗的网格中计算更近似的应力，为块体的塑性问题提供了更精确的解答。因此，高阶元特别适用于求解块体内部的应力分布以及块体出现显著屈服的情况，例如地基的承载力计算。而对于一般的块状系统，块体之间的接触行为占主导地位，不太适合使用高节元。来源：计算岩土力学
