静态问题平衡解的阻尼选择(Mechanical Damping)
1 引言
由于Itasca软件是基于运动方程建立起来的，因此为了求解静态问题，需要在运动方程中增加阻尼项来达到静态或准静态(非惯性)解，否则系统会产生无限制的震荡。阻尼的形式有多种：contact, combined, global, initial, local, rayleigh, structure-local和timestep-factor。本文简要讨论了为了达到静态平衡使用的两种阻尼方法：局部阻尼(local damping)和联合阻尼(combined damping)，不考虑为解决动态问题而使用的瑞利阻尼(Rayleigh damping)和滞回阻尼(Hysteretic damping)。
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2 局部阻尼
局部阻尼是一种非常有效的算法，可以在不引入错误阻尼力的情况下实现静态平衡解。静态分析的默认机械阻尼是局部非粘性阻尼或称局部阻尼，当大多数网格点的速度分量周期性通过零时，局部阻尼能够最有效地消除动能，这是因为质量调整过程取决于速度符号的变化。
FLAC3D: zone mechanical damping local <f>3DEC: block mechanical damping local <f>
其中f是局部阻尼，默认值是0.8。
3 联合阻尼
如果问题涉及到网格中相当多的区域在最终解的状态下有非零速度分量，那么默认的局部阻尼可能不足以达到平衡状态。当一个系统除了要耗散振荡运动外，还有大的刚体运动，那么联合阻尼比局部阻尼更能收敛到稳态。例如蠕变模拟或模拟桩在软土中的承载力。值得注意的是，当使用model config creep模拟蠕变时，程序会自动切换成联合阻尼，因此不必写联合阻尼的命令。
FLAC3D: zone mechanical damping combined <f>3DEC: block mechanical damping combined <f>
默认的阻尼是0.8。不过，联合阻尼在消除动能方面的效率不高，比基于速度的局部阻尼耗散能量的速度要慢。因此在大多数情况下，首先选择局部阻尼。
4 阻尼比较
一个弹性块体的下边界被固定，然后网格点以一个恒定的速度向上移动(zone gridpoint initialize velocity-z 1.0)，如果使用默认的局部阻尼，则该弹性体会无限期地震荡，不可能到大预期的稳定状态，而当使用联合阻尼后，系统很快就达到了平衡状态。
联合阻尼适用于在一个方向上有恒定运动的模型，局部阻尼适用于速度改变符号的模型。下图所示的是一个中间含有垂直节理的brick梁在重力作用下的位移，在这种情况下，联合阻尼的位移比局部阻尼的位移量大，更能真实地显示梁的破坏特征(Cable-Reinforced Beam)。
