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基于数值流形法的裂纹扩展及流固耦合研究

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1 引言

《计算岩土力学》2群的一位毕业于天大的同学开源了他在攻读博士学位期间编写的程序,期望有兴趣的同学能继续他的研究工作。为了使更多人了解和学习这个研究领域的知识,为这位同学作个免费推广,需要的同学可直接与他联系。同时,我们也诚挚邀请这位同学有时间为本公 众 号撰写他的研究工作

首先,简要解释一下程序中涉及到的两个简称:NMM代表Numerical Manifold Method,这是中国学者偏爱的研究方法,可以搜索出一大推论文;SPH代表Smooth Particle Hydrodynamics,相比NMM的论文要少一些。其次,应当说明的是,NMM和SPH的算法本身在岩土工程领域其实已经发展了至少20年,但由于这些算法很少得到工业校准和证实,因此目前还只停留在学术研究,在岩土工程实践中并未得到广泛应用。

2 程序简介
以下内容直接引用这位同学在群内的发言:
整个程序分为MC和MF两部分,其中MC中可以生成随机裂纹以及需要计算SPH粒子时,生成对应区域的粒子,在MC中的Debug文件夹中有exe,这个exe调用NMM_SPH.INI文件,NMM_SPH.INI文件中存储的是需要运行的算例的文件夹,路径中不能有空格,并且保存的的时候,需要另存为与exe同一个文件夹才可以,并且需要另存为ANSI的格式才能被MC中的exe调用。当运行完MC中的exe以后,在指定的路径下生成相应的文件供后续MF的计算。
MF运行也是一样,在MF的Debug文件夹中有一个exe,同样运行这个exe,并且这个exe会调用NMM_SPH.INI文件,NMM_SPH.INI文件中存储的是需要运行的算例的文件夹,路径中不能有空格,并且保存的的时候,需要另存为与exe同一个文件夹才可以,并且需要另存为ANSI的格式才能被MF的exe调用。当运行完MF中的exe以后,指定的路径下会生成结果文件。
注意点:
(1) NMM_SPH.INI中的路径不能有空格
(2) NMM_SPH.INI必须与exe在同一个文件夹下
(3) NMM_SPH.INI必须保存为ANSI格式

之前博士做NMM和SPH耦合,群里之前有很多人要过,那个比较乱,论文《基于数值流形法的裂纹扩展及流固耦合研究》的程序已经完全整理好。
程序包括:
(1)生成裂纹随机(强不连续,MC前处理生成);
(2)生成物理参数随机(弱不连续,MF计算直接生成);
(3)计算强不连续裂纹扩展(不建议计算随机裂纹下的裂纹扩展,很难计算,计算量大);
(4)计算强和弱不连续的损伤(可以生成随机裂纹,然后计算损伤;也可以没有裂纹计算损伤);
(5)计算NMM和SPH耦合的流固相互作用(FSI)问题。
(6)提供了11个算例。
如果需要,可以发我邮箱yu_longone@163.com,邮箱注明姓名和学校信息即可。我通过邮箱分享网盘的信息,到时候可以直接下载。

3 SPH应用
补充一点儿SPH应用研究方面的内容,与这位同学提供的程序没有直接关联。SPH在岩土工程的研究主要应用在边坡和大坝的稳定性,代表性的软件有CSIRO-SPH和DAN3D【露天矿边坡大规模破坏的滑流分析---滑坡体能跑多远?(Landslide Runout Analysis)】,下面这些相关论文来自GeotechSet数据集。
[1] (2009) Integrated back and forward analysis of rock slope stability and rockslide runout at Afternoon Creek, Washington
[2] (2010) Simulation of the rock caving process using a mesh-free method 
[3] (2015) Runout Exceedance Prediction For Open Pit Slope Failures
[4] (2016) Recent advances in the stability assessment of natural and engineered rock slopes Trends in large-deformation analysis of landslide mass movements with particular emphasis on the material point method
[5] (2016) Recent advances in the stability assessment of natural and engineered rock slopes
[6] (2016) Landslide Runout Analysis - Current Practice and Challenges
[7] (2017) Runout analysis and mobility observations for large open pit slope failures
[8] (2022) A continuum consistent discrete particle method for continuum-discontinuum transitions and complex fracture problems

来源:计算岩土力学
岩土裂纹
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:2023-03-20
最近编辑:1年前
计算岩土力学
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