CAD TO ANSYS TO FLAC3D边坡稳定性分析全程揭密
最近看到不少朋友在问这个方面的问题，我现在把我过去几个月做的工程实例贡献出来，与大家共享。（1）从CAD图获取等高线点的数据
这个过程我是采用捕捉点获取数据的方式，不过是用软件实现的，否则手工操作十分费事。这样的软件在论坛上的ANSYS版块已经有了。有时候，CAD图也并非全有三维信息，不过只要知道二维信息，辅之以高程，就可以了，这个工作量不大。将得到的点的坐标导入到EXCEL中进行处理，转换为下面的格式
k, 1, 600 ,0, 0
k, 2, 600 ,0, 700
k, 3, 0 ,0, 700
k, 4, 0 ,0, 0
k, 5, 600 ,24, 0
k, 6, 600 ,24, 700
k, 7, 0 ,24, 700
k, 8, 0 ,24, 0
即关键点坐标，然后就可以由点生成线了。至于为什么要导入到EXCEL，因为得出的数据点格式未必是符合ANSYS的数据格式，采用她可以进行批量处理，减少工作量。处理完毕后，这些数据点格式可以直接拷贝到记事本中，就成为符合ANSYS输入要求的数据点格式了。
（2）有了数据点，就进入到下一步，即由点在ANSYS中建立几何模型。
通过数据点生成几何模型的方法多种多样，因人而异，没有统一的方法。不过对于我来说，个人觉得岩土工程模型比较复杂，最好是采用点生成线、线生面，面生成体的办法。至于地质界面，我是采用先生成面，然后切割体的方式生成。附件是我的ANSYS命令流，里面配有说明，大家可以参考一下。附图是按上述步骤得到的结果图和网格模型图，说明一下，这些图和我现在贴出的命令流得到的结果有些差异，原因是我后来更改了模型，不过步骤完全一样；后面我提到的在ANSYS生成水面的方式也是采用面切割体的方式得到的。 （4）FLAC3D计算
对导入后的FLAC3D加上相关约束条件并赋上参数值就可以进行计算了。
下面是命令流和相关解释，做得比较简单，没有考虑其它，仅考虑了静水压力而已，呵呵。
n
;导入网格数据以生成水面
impgrid ww.flac3d
attach face
;为建立水面设置“辅助界面”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_belowwater_above
set grav 0 -9.81 0
water den 1000
;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)
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,z1x2,y2,z2x3,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.flac3d
group soil range group 2 any group 4 any
group rock range group 1 any group 3 any
;执行生成水面的函数water_table
water_table
;删除辅助界面单元
int 1 dele
;彻底删除原先的分组，释放空间
dele range group water_below
dele range group water_above
;施加边界约束条件
fix x y z rang y -0.1 0.1
fix z range x 0 600 z -0.1 0.1
fix x range x -0.1 0.1 z 0 700
fix z range x 0 600 z 699.9 700.1
fix x range x 599.9 600.1 z 0 700
;初始化材料密度: 饱和的和非饱和的
def ini_dens
p_z = zone_head ;将网格单元指针赋为p_z
;循环，并进行判断,如果隶属于组名为“土”的网格单元孔隙水压力不等于0，那么该单元密度为2120,其它单元密度为2020
loop while p_z # null
if z_group( p_z)='soil' then
if z_pp( p_z) # 0.0 then
z_density( p_z) = 2120
else
z_density( p_z) = 2020
endif
endif
if z_group( p_z)='rock' then
if z_pp( p_z) # 0.0 then
z_density( p_z) = 3460
else
z_density( p_z) = 3360
endif
endif
p_z = z_next( p_z)
endloop
end
;执行ini_dens函数
ini_dens
;通过弹性求解生成初始应力场
model elas
pro bulk 1e10 she 1e10 range group soil
pro bulk 1e10 she 1e10 range group rock
solve fo 1e3
;位移和速度归零
ini xdisp 0
ini ydisp 0
ini zdisp 0
ini xvel 0
ini yvel 0
ini zvel 0
;定义材料特性
;冰碛土物理力学参数指标
model mohr
pro bulk 4.0e8 she 2.4e8 co 2.6e5 fric 28.5 ten 1e4 dil 10 range group soil
;强节理化辉长岩物理力学参数指标
pro bulk 8e8 she 6e8 co 4.60e5 fric 37 ten 4e3 dil 15 range group rock
set mech ratio 1.0e-6
solve （3）ansys模型导入FLAC3D
这个我采用haitang兄的五一纪念版转换软件实现。
具体步骤为：
导入ANSYS命令流得到网格模型后，点击file栏read input from，找到五一纪念版转换软件文件夹中的ANSYS_COMMAND文件，得到单元和节点信息文件，并被保存在D盘根目录下。复制这两个文件，放置到软件文件夹，双击转换软件，即可得到FLAC3D IMPGRID命令所需的数据格式文件（附件1），然后IMPGRID这个文件就可以得到FLAC3D网格模型（附图）了:D。吃饭去了，晚上接着写，呵呵:)。 （5）计算结果分析
下面就是对计算结果进行分析了，呵呵。
计算结果呢，我的习惯是先整体后局部，先三维后二维，即先看整体位移、应力云图，然后切剖面，绘等值线。说实话，我也是第一次做数值分析，也不知道上面的方式是否科学。剖面绘等值线程序来自论坛上前版主dynamax大牛的flac3d to tecplot，具体步骤如下，等命令流计算完毕后，call flac3d to tecplot文件即可，然后在tecplot 软件中切剖面绘等值线，就可以进行分析了。当然用下面的命令：
plot set plane nor() ori()
plo cont smin plane
or plo cont smax plane
等等也可以得到某些剖面的位移或主应力云图。
由于我的分析的图片较多，我就不一一列出，直接以word附件形式给出。
需要说明的是，我的分析也不一定对，毕竟我也没有多少经验，力学基础也不怎么样，分析得不妥之处，尤其是那些剖面水平位移同心圆现象我还不知道怎么解释，希望大家能够指出，跟帖说明;P。 等我手头上得文章写完，并且有回音后，我再主讲一个《巧妙利用FLAC3D与元胞自动机耦合进行岩土工程不确定性分析》，哈哈;P 好贴，顶！！！！！！！！
好好学习一下地下水位的生成
占个沙发。。。。。。。。。哈好 谢谢，期待版主下次精彩的讲解！！！！！！！ 版主是大好人,期待下次的讲座,谢谢!!! 讲的精彩！关注你的《巧妙利用FLAC3D与元胞自动机耦合进行岩土工程不确定性分析》！ 好，棒！！！！！
狂顶！！！！！！！！！！！！！！！！！！！ 版主真是厉害，
狂顶！！！！！！！！！！！！！！！！！！！ benjackxu兄讲的真精彩啊。厉害，羡慕，佩服，崇拜！就羡慕你们这些能建复杂模型的高手，鹅不会ANSYS，一碰到复杂模型就挠头，看来要学学ansys了。 太有帮助了！我也正在做边坡！
但是我想用surfer导入ansys，不知道这样能不能开挖！ 楼主说得有道理，但是ansys地质建模，并进行布尔操作后，往往会出现小面和小线段，会对mesh产生巨大的影响，甚至生成畸变单元，不知楼主有没有好的建议 楼主的帖子让在下学习了地下水位的生成，感谢楼主
我也来听看看讲座 太精彩了
我也来听看看讲座 太精彩了 感谢楼主 原帖由 flywing140 于 2007-1-26 20:01 发表楼主说得有道理，但是ansys地质建模，并进行布尔操作后，往往会出现小面和小线段，会对mesh产生巨大的影响，甚至生成畸变单元，不知楼主有没有好的建议
对于这个问题，我通常是这样处理的，适当做些简化，调整一下点的坐标，尽量使模型变得光滑一些，或使面光滑一些。通常我们建模都会经历这样一个过程：刚开始极力遵从原始数据，想建得精确。事实上这样很容易导致mesh出现畸变单元。比如说，看到那个用于矿产储量计算得surpac（好像是这个名字）得有些模型MESH后导入是不可能计算得。因为FLAC本身也是属于有限域法，模型是要经过离散才能运算得，网格单元质量不好，不能进行计算，几何模型建得再精确也没有实际意义。因此，几何模型建立是为网格模型建立作准备得，必须为它服务，所以通常要做些简化，是锐角变得圆滑一些，避免将来分网时出现畸形单元，导致不能计算或计算不收敛。事实上，经过一些简化处理也未必会使计算结果误差有多大。我是这么理解的，一家之言，还望指正:)。 原帖由 mzmzmz 于 2007-1-26 17:51 发表
太有帮助了！我也正在做边坡！
但是我想用surfer导入ansys，不知道这样能不能开挖！
对于你的问题，我想可以这样解决。所谓sufer 图形导入ANSYS，与ANSYS模型导入FLAC3D是一个功能，即前者是后者的前处理软件，导入几何数据而已。要进行开挖，是可以的。比如你在ANSYS中建好整体几何模型后，采用布尔操作，比如用面切割体的方式，将开挖部分分离出来，随便赋上与其它部分不同的材料参数，然后导入FLAC3D，自然与其它部分分成了不同的组。然后在FLAC3D中赋上值，直接对组进行操作，不就可以实现开挖了吗。 非常不错的贴子,受益非浅!我也一直受这个问题困扰! 受的启发很大，对以后自己的建模有很大的帮助，最近放假拉一定要好好研究，争取全部搞懂，谢谢板主！