1. 引言

這個筆記是《Extrusion工具的使用技巧(FLAC3D僅有)》的繼續，使用Extrusion工具產生非結構化的網格。主要討論了單元網格劃分參數對網格生成的影響。

2. 導入dxf文件

如前所述，理論上使用FLAC3D內置的Point-edge工具和Control point工具可以構造出任何形狀的二維圖形[extrude set select "tunnel"]，不過，從外部導入dxf文件[geometry import "tunnel.dxf" format dxf set "tunnel"]是一種比較快捷的方法。在本例中，從Phase2 [邊坡剪切強度折減分析(Shear Strength Reduction Analysis)]中導入一個隧道模型的dxf文件，這個模型外部邊界尺寸大約為32m, 隧道尺寸大約為3.5m, 采用3節點三角形單元劃分模型，外部邊界的單元邊長約為1.8m，使用梯度方法劃分單元，即隧道周圍網格劃分密一些，遠離隧道邊界的區域網格劃分稀疏一些。

3. 網格劃分

導入dxf文件后，第一件要做的事情是改變默認的單元長度(Set default edge paramaters )。每條邊的單元數目最小值為1，最大值為10000；如果設置的單元長度太小，導致一條邊的單元數目超過10000，那么使用最大值10000作為該條邊的單元數目。根據dxf文件的外部邊界長度32m，推算出每個三角形單元的長度大約為1.8m, 近似取每個單元的邊長為2m[extrude edge length-default 2], 邊界劃分如下圖所示[extrude edge create auto]。

(1) 由于僅創建非結構化的網格，因此選擇Create unstructured meshes only[extrude mesh type unstructured]。(2) Target zone size 該參數指定在塊體內所需的單元尺寸(目標尺寸)，默認值為0。目標尺寸是包圍四邊形或三角形單元在內的圓的半徑。當它們遠離區塊體邊界時，單元的尺寸趨向于這個值。目標區域大小可能比在塊體邊緣指定的默認單元尺寸更小或更大[extrude mesh target-size 0.1]。(3) Max gradation該參數指定非結構化網格器的最大梯度，默認值為0.5。該參數控制單元尺寸的漸變，從塊體邊界上指定的尺寸到塊體內部目標區塊尺寸所定義的尺寸。接近0的值會導致區域大小的漸進變化(更平滑)[extrude mesh gradation 0.1]。

(4) Optimization level 該參數指定非結構化網格器的優化級別0≤i≤10, 默認值為5。0使網格器跳過優化步驟, 在這種情況下，網格劃分速度最快，但網格質量可能很差。從1開始，優化算法使用多種技術來改善單元的形狀質量和尺寸質量。5通常是質量和速度之間的很好的權衡值[extrude mesh optimization 10]。(5) Shape quality weight 這個參數指定非結構化網格器的形狀質量 , 0≤f≤1, 默認值為0.7。該參數控制形狀優化和尺寸優化之間的權衡。它是形狀質量在衡量一個單元整體質量的權重。默認值(0.7)使形狀質量稍稍優先于尺寸質量。(6) Weight on quadrilaterals 這個參數為非結構化網格器指定四邊形的權重, 0≤f≤1, 默認值是0.75。這個參數不能用于純四邊形的非結構化網格。該參數控制了更高的四邊形比例和更多三角形更好網格之間的權衡。

(i) 當f = 0時，不使用四邊形；

(ii) 當f = 0.5時，四邊形只有在提高網格質量時才被使用(當一個四邊形比兩個三角形好時);

(iii) 對于0.5 < f < 1，四邊形被越來越多地使用，即使這導致網格的整體質量下降;

(iv) 當f = 1時，使用最小數量的三角形來獲得一個有效的網格(可能質量很差);

默認值(0.75)使得四邊形/三角形比例明顯優于網格質量。

4. Extrusion

一旦二維網格生成，便可以轉到Extrusion View進行三維擴展[zone generate from-extruder]。隧道Tunnel組會自動設置到Construction Slot[extrude edge group "Tunnel" slot "Construction" range id-list]，使用Shift+L鍵可以隱藏(Hide)一個組。