Extrusion工具的使用技巧(FLAC3D仅有)

1年前浏览2019

1. 引言

许多计算机辅助设计软件都有Extrusion功能，例如AutoCAD和Rhino, 自从版本5.0，FLAC3D开始引入Extrusion工具(FLAC3D三维模型的建立---Extrusion工具)，这个工具最先在FLAC2D使用(FLAC2D 创建网格Extrusion工具),后来扩展到FLAC3D。Extrusion字面上的意思是通过模具把材料塑造成一定形状。在计算机图形学中，它的意思是把一个二维模型通过拉伸变成一个三维模型。对于岩土工程数值模型，如果问题的几何形状可以用二维图形来描述或者只在三维上有微小的变化，那么首先考虑使用Extrusion方法建立三维模型。当使用这种方法建立模型时，工作量主要集中在二维网格划分(Construction View)，Extrusion View的操作很简单。因此这个笔记主要强调了二维模型建立时的一些操作技巧。

2. 输入边界

使用FLAC3D内置的Point-edge工具和Control point工具本质上可以构造出任何形状的二维图形，不过，这样的操作远不如在AutoCAD中操作简单，因此一种更方便方法是从外部文件输入，最常用的输入格式是dxf文件，可以在AutoCAD中产生，也可以从SLIDE中导出dxf文件。我比较喜欢在SLIDE中建立模型。

3. 网格划分

FLAC3D提供了默认的网格参数，如下图所示，显然这种默认值划分出的网格过于稀疏，不能满足实际问题的需要。

Autozone工具可以重载默认的单元边长，单元长度越小，划分的单元数目越多。这个工具有三个选项： Zone Length，Model Extent，Total Number of Zones。使用zone length更直观一些，也可以使用不同的选项对划分结果进行比较，选择最合适的那个。

在划分网格参数(Meshing Parameters)设置中，默认状态下划分出来的网格是结构化网格和非结构化网格的混合体，通过选择第一个选项，仅产生非结构化的网格，这对于复杂的几何边界形状(比如自然状态下的边坡)来说非常适合；通过选择第二个选项，产生仅四边形的网格。我们知道，六面体单元是最合适的单元形式，不过，假如单元边长的值取得太小，使用这个选项将会产生错误信息：Meshing in quad mode failed: [CM2_ERROR] At least one of the closed polygons has odd cumulative number of zones. Unable to proceed with quadrilateral mesh. 四边形模式下的网格划分失败。[CM2_ERROR] 至少有一个封闭的多边形有奇异的累积单元数，无法继续处理四边形网格。因此小心使用这个选项。