FLAC2D 创建网格Extrusion工具

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1 引言

尽管FLAC3D逐渐流行起来，但是在实践的岩土工程咨询中，FLAC2D仍然是主要的分析工具。一方面大多数实践的岩土工程问题可以近似简化为平面应变模型，另一方面FLAC2D的价格相对便宜，而且FLAC3D的模拟需要更高的模拟技巧，如果不经过一定的专业训练很难建立一个真实的三维模型。FLAC3D的Extrusion工具能够把一个二维模型通过拉伸变成一个三维模型。新的FLAC2D GUI中仍然保留着Extrusion，用法与FLAC3D相同，也可以Extrusion，然后在FLAC3D中导入模型。本文描述FLAC2D中Extrusion的使用方法。FLAC3D的使用参考《FLAC3D三维模型的建立---Extrusion工具》。

2 Extrusion Pane

Extrusion Pane的作用是用鼠标选择或操作完成建立模型的命令。这个菜单与FLAC3D相比，没有了"Building Blocks"和“Geometry", 因为这两个功能是为产生三维模型准备的。

背景图形输入与FLAC3D的操作方法相同，如下图所示，包括png图形文件，Autocad的dxf文件，FLAC2D的geom文件以及Solidworks的stl文件。对于一般工程计算来说，输入dxf文件是最好的选择，因为dxf文件包含了真实的坐标位置。一些第三方的岩土工程软件也提供了dxf文件的输出，比如Rocscience的SLIDE就可以输出dxf文件，经测试非常好用。用Point-edge Tool工具勾勒出模型的几何形状后便可以把背景图形删除。

在大多数情况下我们可以直接创建模型的几何形状。下面讨论如何创建一个几何形状及其操作时的注意事项。

3 创建二维模型

(1) 首先产生一个新的Set，命名为ucs。

extrude set select "geom"

(2) 产生几何形状。实践中发现使用Point-edge Tool直接画的方法不好，因为画完之后需要对每个点的坐标进行修改，直接增加点然后生成线的方法更好一些。从结果上来讲，点的生成和线的生成顺序没有差别，可以增加两个点，产生一条线，然后再产生点，再产生线。不过，这样做在生成代码时太乱，不容易检查错误以及点和线的ID。因此，一个好的方法是先产生出所有的点，然后再亮相。下面描述了这个过程。

(3) 产生点。在Extrusion内右击鼠标，选择Add a point, 然后输入该点的坐标。在输入各个点的过程中，可以随时右击鼠标，选择Reset view看点的分布状况。FLAC3D可以使用同样的方法。

extrude point create (-1,0) tolerance-merge 0

extrude point create (1,0) tolerance-merge 0

extrude point create (1,4) tolerance-merge 0.0091963949

extrude point create (-1,4) tolerance-merge 0.0091963949

(4) 产生线。输入完点后，选择Point-edge Tool，顺序把点连成线。

extrude edge create by-points 1 2 type simple

extrude edge create by-points 2 3 type simple

extrude edge create by-points 3 4 type simple

extrude edge create by-points 4 1 type simple

(5) 划分单元。当点连成线时，默认的每边单元划分为4个，无论边的长度有多长，FLAC每条边最大的单元数为10000个，显然，这个数目对于所有实际的问题都已经足够；还有一种方法是设置每个单元的长度，如果设定的单元长度导致单元数目超过10000，那么单元数目设置为10000，事实上这种情况在实际问题中也不会出现。