关于FLAC3D软件计算渗流问题的若干讨论
1.流体的体积模量这里之所以着重强调流体的体积模量,是因为这个参数对计算时步影响非常显著。水的真实体积模量为2.24GPA,在计算时如果将水的体积模量取为真实值,则会发现为了保证计算收敛,流体计算时步必须取得非常小,从而导致计算时间显著增加,有时甚至要计算好几天。
同时需要指出的是,对于稳定渗流,流体的体积模量对最终的计算结果没有太大的影响,例如,将流体的体积模量取一个较小值(很多例子里面取1000或者10000),通过计算可以发现,两种情况下最终的孔压分布差别不大。但是对于非稳定渗流(例如模拟水库蓄水过程),流体的体积模量就非常关键了。原因在于:1.流体的体积模量和释水系数有关;2.只有当流体体积模量为真实值时,solve age value 中设置的时间才是和真实时间一致。3.蓄水一段时间后,利用软件计算得到的浸润锋面位置和实际坝体中浸润锋面的位置是否一致,应该也和流体体积模量有关。
2.材料渗透系数
在FLAC3D计算渗流时,可以发现一个比较明显的问题就是材料的渗透系数的相互关系,即当材料的渗透系数相差比较大时,计算收敛速度非常缓慢,难以接受。之前做过一个面板堆石坝渗流的例子,设计方提供的参数是(单位:cm/s):面板1e-7,堆石1e-4,过渡层2e-3....这个例子里面,面板透水能力与堆石和过渡层相差十分显著,结果直接导致计算难以收敛,算了好几天。
3.边界条件问题
默认情况下,FLAC3D的边界均是不透水的。这就意味着,对于复杂几何边界的模型,需要首先判断出渗流的潜在溢出面,对其进行单独的设置。我看到过的一些例子,对于定义潜在溢出边界,有的写的是fix pp range ...,有的写的是fix pp 0 range ...。这里我一直没有搞清楚的是,FLAC3D在计算时是否会自动搜索出潜在溢出点。比如,模型下游面铅直,高程范围为0~10,下游水面高程为5m。我在设置下游边界条件时写的是 :
ini pp 49000 grad 0 0 -9800 range z 0 5 x 9.9 10.1
fix pp range z 0 5 x 9.9 10.1
该语句将下游0~5m范围内的单元节点设置为透水边界,那么5~10m范围内的单元节点是否也同时从不透水边界改为透水边界?如果上游水位较高,上下游边界相距较近,介质透水能力较强,使得自由面在下游的溢出点高于下游水位,那么FLAC3D是否能自动找出该溢出点?
手册上有这么一个例子,讲的是下游溢出点位置的数值解与理论解的对比,可是我没怎么明白这个例子是怎么确定下游溢出点的,好像是根据流量。
4.浸润面位置
确定浸润面的位置应该是FLAC3D的一个硬伤。在FLAC3D中确定浸润面的位置,一般都是通过饱和度来实现的,但是这种方法显然只能提供一个近似的位置。
5.非饱和渗流
在FLAC3D的控制方程中,运动方程和本构方程中都包含饱和度这个参数,但是没有对于土水特征曲线的相关定义,这就使得FLAC3D在计算非饱和渗流时可能存在一定的局限性。
上述几个问题是我在用FLAC3D计算渗流时遇到的一些问题,其中很多都没有理解清楚,这里想提出来跟大家讨论一下。 你好,有问题指教呀 做模拟要用,但是还没学到这,先挺一下楼主 大好银一生平安 还没有到楼主这么高的水平,继续学习呀 楼主威武。膜拜学习。 先mark,回去再好好学习 :victory:哈哈好贴 楼主厉害啊
楼主威武。膜拜学习 楼主牛逼,佩服 楼主真是个好人啊 为什么在加面力,nstress时就加不上,这是什么原因 同求,同求:'( 谢谢 很好的解答
楼主厉害啊 谁能具体讲下有排水孔的边界条件应该如何设置
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