利用Sufer和FISH进行复杂地形建模
应斑竹君之枫的邀请，偶也来班门弄斧，谈谈复杂地形建模的一些方法。今天，仔细看了starsmoon大牛的《FLAC中关于曲面的生成》，很受启发，用Sufer来建模，是一个比较容易的方法。由于Sufer生成的是规则的网格，所以用程序实现是比较方便的。鉴于利用FISH进行二次开发是很好的主意，我就在starsmoon编的fish程序的基础上，稍微改进一下，让其可以支持多个地层的建模（程序中只考虑两个地层soil和rock，多个地层可以修改程序加入），在FLAC3D中把四棱柱改成了三棱柱。同时也加入了ANSYS 和 3DEC的建模模块。ANSYS中采用六面体，3DEC中采用三棱柱体。仿真论坛上有不少大牛在建模上都很有一套，比如starsmoon，君之枫，SCH等等。在三维地质建模计算机辅助系统板块上就更多了。我这里只是介绍一些简单实用的方法，供大家参考吧。程序中应用了starsmoon的程序和例子，在此表示感谢。
starsmoon的链接地址：http://www.simwe.com/forum/viewthread.php?tid=395448&extra=page%3D2%26filter%3Ddigest
本例子采用starsmoon的例子，并分为两层，第一层为地表面，第二层为soil和rock的分界面（可以是曲面，用sufer插值生成，但是注意网格要对应。）。FLAC3d中在z方向剖分为2个单元，x，y方向剖分为1个单元。这些在command.txt中可以修改。详细设置见命令流。下面贴出生成的模型的图片。
sufer的使用
sufer的使用，读入数据，生成图形。这个系统挺麻烦的，我想在回复中贴图片，还得等2分钟阿。
用kriging法建出的地表模型。
用kriging法建出的地表模型。如下所示。第二个为Nod.grd。存储了插值后网格点的高程信息。
再贴grd图形
呵呵。仿真对字数有限制，不达到字数还不给回复。下一张为生成的flac3d模型
再贴两张
再贴两张ansys和3dec的模型效果图。详细可以用flac3d执行命令流command.txt，即可生成flac3d，ansys和3dec的模型的命令流。:victory:[ 本帖最后由 haitang 于 2007-2-1 18:58 编辑 ] haitang (海棠) ,you are knight-errant and a strong man here:victory::D. 原帖由 haitang 于 2007-2-1 18:42 发表
应斑竹君之枫的邀请，偶也来班门弄斧，谈谈复杂地形建模的一些方法。今天，仔细看了starsmoon大牛的《FLAC中关于曲面的生成》，很受启发，用Sufer来建模，是一个比较容易的方法。由于Sufer生成的是规则的网格，所 ...
三棱柱代替四棱柱，好想法，我以前研究top.fis时，没想到这个，呵呵，学习了:D。 海棠写fish很强啊！生成楔形体单元不错！
如何在建好的地形上建一个建筑物例如拱坝，还请海棠fish高手设计一下如何解决。如果能够解决这个问题，那么就不用再通过ansys进行建模了，生成网格单元计算精度也就提高了！ 呵呵。双曲拱坝用fish实现比较难，用ansys比较方便。
多个地层的曲面插值数据放在Sufer_Data.dat中。
X,Y, Z1, Z2, ... Zn
0,0,5.2109784409276,2.210978441
2,0,5.2530368758511,2.253036876
4,0,5.2963541616273,2.296354162
6,0,5.3423741282441,2.342374128
8,0,5.3926157829582,2.392615783
10,0,5.4485340056776,2.448534006
我这里只是简单把第一层减去3m。其实也可以用单独的曲面。但是用对应相同的x，y来插值。 用surfer导到flac3d里面的模型好像不能进行划分group的操作，导入flac后就是一个整体，请教诸位，可有办法解决啊？ 命令流中考虑到了，不同的地层划分为不同的group，这个例子中分成两个group。soil和rock。详细请看命令流。 请教haitang (海棠)老师，您是在命令流中控制了地层的划分，可是若该层面很复杂，或者层面起伏很大，该怎么做啊？还有就是断层，以及开挖面应该怎样做进去啊？ 由于用三棱柱生成单元，所以在复杂的地层都可以模拟的很好，只是增加了单元数。我觉得可以将三棱柱和四棱柱结合起来，用四个顶点的相差容许度来判断是否生成四棱柱。如果地形扭曲较大，则拆分成两个三棱柱。
对于断层和开挖面的模拟。程序中生成了ANSYS模型的命令流，这一步可以在ansys中处理。利用工作平面切割。是一个好办法，可参鉴君之枫。如果用3dec，开挖和断层处理就更方便了，详细看3dec的帮助文件。 我想问一下楼主，我如果想借用一下你开发的fish程序建立三维模型，是不是把sufer里面的点坐标改成自己的就能用啊？
FISH程序说明
newdef para_set
suferfile = 'Sufer_Data.dat' ;File from Sufer which contains the layers' coords.
Tablefile = 'Table_data.dat' ;File which contains the table.
AnsysFile = 'Ansys_Model.dat';AnsysModel
D3DECFile = 'D3dec_Model.dat';3dec Model
FlacFile= 'Flac3D_Model.dat' ;Flac3D Model
Col_Num = 36 ;Sufer中插值网格X方向上的插值点个数
Row_Num = 26 ;Sufer中插值网格Y方向上的插值点个数
dx_size = 2 ;X方向上的单元的大小(m)
dy_size = 2 ;Y方向上的单元的大小(m)
z_base = 0.0 ;模型z方向底座高程
xor = 0.0 ;模型左下角的x坐标
yor = 0.0 ;模型左下角的y坐标
n_zon_col = Col_Num - 1
n_zon_row = Row_Num - 1
xdiv = 1 ;flac模型中每个单元在x方向上的剖分个数
ydiv = 1 ;flac模型中每个单元在y方向上的剖分个数
zdiv = 2 ;flac模型中每个单元在z方向上的剖分个数
end
para_set
构建的sufer插值数据文件如下：
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
x坐标，y坐标，第一层插值高程，第二层插值高程。
0,0,5.2109784409276,2.210978441
2,0,5.2530368758511,2.253036876
4,0,5.2963541616273,2.296354162
6,0,5.3423741282441,2.342374128
8,0,5.3926157829582,2.392615783
... .... ... ...
这个例子中，只有考虑两层，第一层为地貌，第二层为基岩分界面。如果要多考虑几个地层，可以构建sufer数据文件
x坐标，y坐标，第一层插值高程，第二层插值高程，第三层插值高程，... ... ...
相应的在程序中要加入第三层的fish模块，参照第二层的做法复制代码即可。
多层地层插值信息在flac中的table存储格式在Table_data.dat，请自行查看。 其实这个方法与手册中FISH LIB中的那个TOPO.FIS的思路如出一辙：思路就是沿x、y向采用条柱不停的循环累加而成。手册中的只不过是只能考虑单一地层，haitang进行了进一步的开发，拓展到了能考虑两层、三层，甚好，学习一下。这个对编程基础好的朋友来说看懂不是难事，我由于编程能力太差，对于两层的问题没法解决，所以最后才转求ANSYS的。 超级棒！！！！！狠顶！！！！！！！！
但想问一下就象这个图，那个Z=0平面以下如果是基岩，Z以上的隆起都是堆沙，想把他们分成两组，他们带自然休止角的过渡隆起的地方如果将那地方的柱体也分几个Z_size的话会造成单元十分紧密。。。。。请问这个问题有没有什么办法解决呀，十分头痛。。。
是不是要用IF一下，如果高度太下就让他一个，达到一定高度就可以多分，，，是这样吗？我编程太菜了，，，唉``````` 原帖由 ansys2007 于 2007-2-3 13:48 发表
超级棒！！！！！狠顶！！！！！！！！
但想问一下就象这个图，那个Z=0平面以下如果是基岩，Z以上的隆起都是堆沙，想把他们分成两组，他们带自然休止角的过渡隆起的地方如果将那地方的柱体也分几个Z_size的话会造 ...
你这个问题以前我建模的时候也有这个疑惑，由于在竖直方向上，模型等分为一样的份数，这样如果地形本身起伏比较大的话，会造成有些地方网格很密，虽然大多数情况下，这种网格密集地区与力学分析时应力集中地带相一致，满足网格细化加密的要求，但感觉不是很通用。因此，如果要有更好的网格，且相邻网格大小比较协调的话，这种问题还是在其它有限元软件里解决为好。如果FLAC3D的建模顺序是先建几何实体模型，然后再划分网格的话，相信他的应用领域和人群会扩大很多。估计这和FLAC3D初期研发的定位有关系，记得它早起版本是以隧道网格为图标的，可能先前是应用隧道等地下工程领域的吧。我也实在搞不明白，手册中出现的gen surface之类的用来建空间曲面的命令有什么用，想来是留待以后进一步开发的吧。 z_size = 10 代表什么意思？具体修改程序对于初学者有点难度，楼主能不能修改一下程序，能应用于多个地层，这样更加具有通用性！ 这么好的帖子加5分都不为过，嘎嘎。。。。。。。。。。。