【原创】借用interface生成任意空间形状的弧形水面（修正版）

benjackxu

进行边坡稳定行分析时，往往要考虑地下水的影响。在三维空间里，水位面往往是一个空间曲面。用water table face 的办法比较麻烦，所以想了个办法：由于界面单元可以非常容易的依附于不规则模型表面生成，那么可以先生成与水面一致的interface,然后用FISH编制一段小程序，遍历该界面上的节点，生成复杂形状的空间水位面。换句话说，这个界面只是为了生成水面而设置的一个辅助界面，生成水面后删除即可。下面的编码，是一个实现这一目的的一个简单实例的命令流（经由由csuroylin版友修改后推出，个人以为可以作为实现建复杂空间水面的通用做法），该命令流的编制过程中，得到了好多朋友的帮忙，不敢独享，把它贴出来。附件是贴出的命令流和我用这种方法做的一个实例，不过有不完美之处，就是有些节点的孔隙压力没加上，不知是什么原因，希望与大家共同探讨。
new
gen zone brick size 3 3 3 &
p0 (0,0,0) p1 (3,0,0) p2 (0,3,0) p3 (0,0,1.5) &
p4 (3,3,0) p5 (0,3,1.5) p6 (3,0,4.5) p7 (3,3,4.5)
group Base
; Create Top - 1 unit high for initial spacing
gen zone brick size 3 3 3 &
p0 (0,0,2.5) p1 (3,0,5.5) p2 (0,3,2.5) p3 (0,0,7) &
p4 (3,3,5.5) p5 (0,3,7) p6 (3,0,7) p7 (3,3,7)
group Top range group Base not
;
; Create interface elements on the top surface of the base
interface 1 face range plane norm (-1,0,1) origin (1.5,1.5,3) dist 0.1
ini z add -1.0 range group Top

water dens 1000
set grav 0 0 -10

def water_table
p_i=i_head
p_ie=i_elem_head(p_i)　;界面1单元指针赋予p_ie
loop while p_ie # null
;返回界面单元的三个顶点的地址
     p_gp1=ie_vert(p_ie,1)　
     p_gp2=ie_vert(p_ie,2)
     p_gp3=ie_vert(p_ie,3)
;以这三个界面单元顶点为水面的三个顶点，生成水面
;========interface的节点和网格节点的地址是分别存放的

x1=in_pos(p_gp1,1)
y1=in_pos(p_gp1,2)
z1=in_pos(p_gp1,3)
x2=in_pos(p_gp2,1)
y2=in_pos(p_gp2,2)
z2=in_pos(p_gp2,3)
x3=in_pos(p_gp3,1)
y3=in_pos(p_gp3,2)
z3=in_pos(p_gp3,3)
command
   water table face x1,y1,z1  x2,y2,z2  x3,y3,z3
endcommand
p_ie=ie_next(p_ie)
endloop
end
model null range group Base
model null range group Top
water_table
int 1 del
plo water
Sample Text


修正版本：

;================
;导入网格数据以生成水面
impgrid ww
;为建立水面设置“虚拟界面”而分组为水上部分和水下部分
group water_below range group 1 any group 2 any
group water_above range group water_below not
gen separate water_below
interface 1 wrap water_below  water_above
set grav 0 -9.81 0
water den 1000
;==================================
;利用遍历界面单元节点生成水面
def water_table
p_i=i_head
p_ie=i_elem_head(p_i)　;界面1单元指针赋予p_ie
loop while p_ie # null
;返回界面单元的三个顶点的地址
     p_gp1=ie_vert(p_ie,1)　
     p_gp2=ie_vert(p_ie,2)
     p_gp3=ie_vert(p_ie,3)
;以这三个界面单元顶点为水面的三个顶点，生成水面
;========interface的节点和网格节点的地址是分别存放的
x1=in_pos(p_gp1,1)-0.001
y1=in_pos(p_gp1,2)-0.001
z1=in_pos(p_gp1,3)-0.001
x2=in_pos(p_gp2,1)+0.001
y2=in_pos(p_gp2,2)+0.001
z2=in_pos(p_gp2,3)+0.001
x3=in_pos(p_gp3,1)+0.001
y3=in_pos(p_gp3,2)+0.001
z3=in_pos(p_gp3,3)+0.001
command
   water table face x1,y1,z1  x2,y2,z2  x3,y3,z3
endcommand
p_ie=ie_next(p_ie)
endloop
end
;删除单元组water_below和组water_above，为导入实际的材料分组做准备
model null range group water_below
model null range group water_above
;===========================
;建立实际材料分组部分
;导入网格数据，重新分组
impgrid ww
attach face
group soil range group 2 any group 4 any
group rock range group 1 any group 3 any
;建立真实的“界面”
gen separate rock
interface 2 wrap rock soil
;生成水面
water_table
;删除虚拟界面单元
int 1 dele
;彻底删除原先的分组，减少存储空间
dele range group water_below
dele range group water_above

plot set cent 300 125.6 350 dist 2061  rotation 130 290 0 ang 22.5 mag 1.25
plot add axes red scal 0.5
plo add water lgre
plo add sketch red
plo sho

关键部分在于红色突出显示的部分，因为FLAC3D自身似乎有些小BUG，导致界面单元不能完全覆盖所依附的表面，所以把这个界面加上一个比较小的值（比如0.001）扩大范围，使之完全覆盖所依附的表面就可以了（修正程序由ssw1216提供，在此表示感谢）。


[ 本帖最后由 benjackxu 于 2006-11-9 08:24 编辑 ]

benjackxu

第一张图是生成的空间水位面，第二张图是空间水位面在网格模型种的位置。

[ 本帖最后由 benjackxu 于 2006-11-6 19:22 编辑 ]

benjackxu

下面的第一张图是从某侧面观看，孔隙水压力云图，明显表现出不连续，第二张图是从另一侧面观看，孔隙水压力云图，同样表现出不连续。不知何故

benjackxu

这最后一章是模型底部的孔隙水压力云图，从这个视角看，孔隙水压力等值线几近完美。

chunhuo420

很新颖的想法啊，强烈支持。 ！！！！！！！！！！！！！！！！！

dragon_lee

强烈支持，非常好的帖子，又让我开了眼界，多学了一招！！！！！！！！

benjackxu

用sch的程序也非常容易的生成了水面。

chiayanan

很好的思路，我是新手，下下来研究一下。谢谢lz

benjackxu

这次我又练了把手，把水位面以下的模型都剖分成六面体了，可是孔隙水压力云图还是不连续，奇怪之极，是软件本生的原因吗？。按照这个办法，我的水面可是完全依附于网格模型内部空间的某个面上的啊，因为我是借用界面获取点信息，构造的水面，理论上不存在水面与网格模型不公用点的问题，也就是说不会出现sch老大说的水面穿过网格模型内部zone的问题呀。郁闷ing!

[ 本帖最后由 benjackxu 于 2006-11-9 10:04 编辑 ]

sch

我帮你做做看怎样才能解决这个问题！ ！！！！！！！！！！！！！

benjackxu

谢谢sch (sch)，我也在琢磨这个事情，我用不同版本的都试过了，都存在这个问题，本来想把对比的结果给贴出来的，想来也没多少意义，就不贴出来了。最后没试验的就是网格导入方式用call的方式了。

sch

我按着你的思路把你的改了一下，模型边缘没有施加上水位，原因是你生成interface 1没有完全盖住下面模型，也就是你的模型太不规则，解决办法：1）加大interface覆盖面积；2）或者修改一下模型。
你把我的施加水位的代码考入，应该没问题了。

[ 本帖最后由 sch 于 2006-11-10 12:06 编辑 ]

benjackxu

嗯，好，谢谢sch老大，yahoo!!可惜不在北京，要不请你吃饭。搞得这么复杂？我好好研究研究。

[ 本帖最后由 benjackxu 于 2006-11-10 11:08 编辑 ]

benjackxu

把原来命令流稍微修改了一下，效果好了点，不过问题依然存在，边角部分的某些节点还是没能加上孔隙水压力。将原先为建水面导入的网格删除由model null改用del彻底删除，不在占用空间了。
从图1来看，，这个比原来要完美一些，不过不知道那上面的两个“太阳黑子”般的东东怎么会如此不协调得出现在这里。其它地方和还是先前得贴图一样。用print gp pp检查，发现那些“黑子区域”的点的pp确实为0，没加上。估计解决的办法就如sch所说，想办法延展一下界面单元，使它全覆盖水面以下网格模型空间。不过比较麻烦，在ANSYS中把模型设置得比分析的大，生成水面后，删除多余部分。不过不敢再试了。

glj264

你这个模型是模拟什么的？有时间交流以下！！QQ：380928570

xiaochunfa

认真看完了这个帖子，很不错，谢谢benjackxu (君之枫) ！

baiqunli

各位高手真是太厉害了！小弟不胜佩服！各位高手真是太厉害了！小弟不胜佩服！

男人

这种方法不是很完善，我今天按加大inter的方法做了，可是对复杂的模型仍然存在孔压不连续问题。云图好像中毒一样，到处是斑点！  不过对很简单的问题云图比较好 ！
希望有好的方法能处理这个问题，也请版主继续研究，进一步完善！呵呵

benjackxu

原帖由 男人 于 2007-7-17 15:55 发表
这种方法不是很完善，我今天按加大inter的方法做了，可是对复杂的模型仍然存在孔压不连续问题。云图好像中毒一样，到处是斑点！  不过对很简单的问题云图比较好 ！
希望有好的方法能处理这个问题，也请版主继 ...

事实上这个只是边角部分的极个别点的PP没有加上（虽然云图显得有些夸张），我后来是采用输出所有点的PP值，然后找出未加上PP的点，利用附近点的PP值进行线性差值，单独赋上的，方法笨点，不过管用 。

男人

是不是需要对程序作限制？让生成water table face 的顺序从一侧到另一侧，有顺序的进行。版主的好像是随机生成的，然后一块块计算最后拼接成一个整体water 面，这中间计算可能就有计算问题。    手册上的一个例子计算时是按顺序生成的，我在想是不是这个问题哟？

    用这程序对简单的问题 确实很适用，云图完美 只要使inter 的大小超过模型大小，而且inter不用依附于原模型！
  谢谢版主的回答！

[ 本帖最后由 男人 于 2007-7-18 09:24 编辑 ]