1. 引言

許多計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件都有Extrusion功能，例如AutoCAD和Rhino, 自從版本5.0，F(xiàn)LAC3D開(kāi)始引入Extrusion工具(FLAC3D三維模型的建立---Extrusion工具)，這個(gè)工具最先在FLAC2D使用(FLAC2D 創(chuàng)建網(wǎng)格Extrusion工具),后來(lái)擴(kuò)展到FLAC3D。Extrusion字面上的意思是通過(guò)模具把材料塑造成一定形狀。在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中，它的意思是把一個(gè)二維模型通過(guò)拉伸變成一個(gè)三維模型。對(duì)于巖土工程數(shù)值模型，如果問(wèn)題的幾何形狀可以用二維圖形來(lái)描述或者只在三維上有微小的變化，那么首先考慮使用Extrusion方法建立三維模型。當(dāng)使用這種方法建立模型時(shí)，工作量主要集中在二維網(wǎng)格劃分(Construction View)，Extrusion View的操作很簡(jiǎn)單。因此這個(gè)筆記主要強(qiáng)調(diào)了二維模型建立時(shí)的一些操作技巧。

2. 輸入邊界

使用FLAC3D內(nèi)置的Point-edge工具和Control point工具本質(zhì)上可以構(gòu)造出任何形狀的二維圖形，不過(guò)，這樣的操作遠(yuǎn)不如在AutoCAD中操作簡(jiǎn)單，因此一種更方便方法是從外部文件輸入，最常用的輸入格式是dxf文件，可以在AutoCAD中產(chǎn)生，也可以從SLIDE中導(dǎo)出dxf文件。我比較喜歡在SLIDE中建立模型。

3. 網(wǎng)格劃分

FLAC3D提供了默認(rèn)的網(wǎng)格參數(shù)，如下圖所示，顯然這種默認(rèn)值劃分出的網(wǎng)格過(guò)于稀疏，不能滿足實(shí)際問(wèn)題的需要。 

Autozone工具可以重載默認(rèn)的單元邊長(zhǎng)，單元長(zhǎng)度越小，劃分的單元數(shù)目越多。這個(gè)工具有三個(gè)選項(xiàng)： Zone Length，Model Extent，Total Number of Zones。使用zone length更直觀一些，也可以使用不同的選項(xiàng)對(duì)劃分結(jié)果進(jìn)行比較，選擇最合適的那個(gè)。

在劃分網(wǎng)格參數(shù)(Meshing Parameters)設(shè)置中，默認(rèn)狀態(tài)下劃分出來(lái)的網(wǎng)格是結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的混合體，通過(guò)選擇第一個(gè)選項(xiàng)，僅產(chǎn)生非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格，這對(duì)于復(fù)雜的幾何邊界形狀(比如自然狀態(tài)下的邊坡)來(lái)說(shuō)非常適合；通過(guò)選擇第二個(gè)選項(xiàng)，產(chǎn)生僅四邊形的網(wǎng)格。我們知道，六面體單元是最合適的單元形式，不過(guò)，假如單元邊長(zhǎng)的值取得太小，使用這個(gè)選項(xiàng)將會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤信息：Meshing in quad mode failed: [CM2_ERROR] At least one of the closed polygons has odd cumulative number of zones. Unable to proceed with quadrilateral mesh. 四邊形模式下的網(wǎng)格劃分失敗。[CM2_ERROR] 至少有一個(gè)封閉的多邊形有奇異的累積單元數(shù)，無(wú)法繼續(xù)處理四邊形網(wǎng)格。因此小心使用這個(gè)選項(xiàng)。

4. Extrusion

一旦二維網(wǎng)格生成，便可以轉(zhuǎn)到Extrusion View進(jìn)行三維擴(kuò)展。在縱向(Y軸)可以劃分不同厚度的模型用以表示不同的組，實(shí)際的用途可以用來(lái)模擬礦脈，軟弱夾層或大的斷層。