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使用布尔操作快速建立隧道和裂缝网格(Tunnel and Crack) (5)

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1 引言

布尔操作(Boolean)是计算机图形学的一个基础概念,当使用基元建立模型【在Cubit中使用Python创建基元(2)】时需要使用布尔操作。布尔操作可以用于二维(Surface)模型,也可以用于三维模型(Volume)。二维和三维布尔操作均有三种形式:相交(Intersect), 相减(Subtract)和联合(Unite)。此外,三维布尔操作还有一个移除重叠(Remove Overlap)功能。本文仅讨论了其中的一种方法---Subtract,其含义是从对象A减去对象B形成的模型。使用Subtract建立了两个岩石工程中经常遇到的模型:一个是隧道模型,另一个是裂缝模型。 

2 裂缝网格

裂缝模拟是断裂力学的基本问题,在最近的一篇文章【有限元模拟岩石边坡阶梯式破坏(Step-Path Failure of Rock Slopes)】中,讨论了各种方法模拟裂缝,这些方法的一个共同特点是裂缝没有真实的宽度,均使用了虚拟裂缝,用不同于周围介质的法向刚度和剪切刚度表示裂缝。当使用真实的裂缝宽度时,网格划分便成为一个棘手的问题。使用Cubit,能够快速实现这种类型的网格划分,具体步骤如下:
(1) 建立一个1*1的正方形固体1;
(2) 建立一个0.01*0.1的矩形固体2;
(3) 固体1减去固体2形成裂缝;
(4) 选择使用trimesh网格方法;
(5) 调节裂缝端点的网格划分方式;
(6) 划分网格
网格生成的命令如下:








resetcreate surf rect width 1 height 1create surf rect width .01 height .1subtract body 2 from 1compresssurf 1 scheme trimeshCurve 5 7 interval 4mesh surf 1

3 隧道网格

隧道网格的操作步骤与上述裂缝网格的操作步骤基本相同:

(1) 创建一个边长为10的Brick作为围岩(V1);

(2) 创建一个高度为12,半径为3的圆柱体作为隧道(V2);

(3) V1-V2得到隧道几何;

(4) 设置隧道网格尺寸;
(5) 设置隧道网格划分方式;
(6) 划分隧道边界网格;
(7) 划分体积网格
生成隧道网格的命令如下:











resetbrick x 10create Cylinder height 12 radius 3subtract volume 2  from volume 1curve 16  size 0.5curve 16  scheme equalmesh curve 16surface 11  scheme automesh surface 11volume 1  scheme automesh volume 1

划分面mesh surface 11产生的结果:

Matching intervals successful.

Smoothing Surface Mesh

Surface 11 meshing completed using scheme: pave

Generated 134 quads


划分体mesh volume 1产生的结果:

Finding Sweep Dependent Volumes...

Grouping Mesh Dependent Volumes Completed...

Matching intervals successful.

Meshing Linking Surfaces!

Meshed All Linking Surfaces!

Sweeper Setup: 0.000 seconds

Sweeper Mesh Gen: 0.000 seconds

Sweeper Output: 0.000 seconds

Mesh indicates volume 1 (Volume 1) has 1+ through holes.

Volume 1 meshing completed using scheme: sweep

Generated 1608 hexes


4 后记

(1) Cubit笔记发展到301条记录(11/26/2022)

(2) Cubit软件更新到2022.11.0版本


来源:计算岩土力学
Meshing断裂岩土
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2022-12-02
最近编辑:2年前
计算岩土力学
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