利用RBlock實現“類有限元”可視化

lobby

2022年9月9日 15:45

瀏覽：2837 收藏：4

0 引言

PFC的結果往往都是離散化的結果，我們對于結果大部分都是采用ball的一些顯示，比如速度場、位移場等，或者是接觸的一些東西，這些在PFC后處理中也講到了很多。當然我是支持利用離散化的結果去進行描述的，這點也符合離散元的理論特性。

但是當某些情況下，顆粒的離散化比較大的時候，我們需要將一部分顆粒集合體作為單元來顯示，作為某一部分的結果。這時候就是我們測量圓的概念，這點在很多地方也會遇到，比如式樣內部的應力分布、空隙分布等。這個是單個或者少部分顆粒無法描述的性狀。

這時候或許用有限元那種單元的可視化效果會更加好一點。

1 案例

以一個土體自重沉降的案例為例：

成樣：

model new

def par    width = 0.2    hight = width*2        rdmin = 0.009    rdmax = 0.006            poro = 0.4  end

@pardomain extent [-width*2.0] [width*2.0] ...              [-hight*2.0] [hight*2.0]   model random 10001

wall generate box [-width*0.5] [width*0.5] ...              [-hight*0.5] [hight*0.5] expand 1.5cmat default model  linear method deform emod 100e6 kratio 1.5

ball distribute porosity  @poro ...               radius [rdmin] [rdmax] ...                box [-width*0.5] [width*0.5] ...                   [-hight*0.5] [hight*0.5] ...                   [-hight*0.5] [hight*0.5]              ball attribute density 2200 damp 0.7



model cycle 2000 calm 10

model cycle 1 

model solve  

ball delete range pos-x [-width] [-width*0.5]ball delete range pos-x [width*0.5] [width] ball delete range pos-y [-hight] [-hight*0.5]ball delete range pos-y [hight*0.5] [hight] ball delete range pos-z [-hight] [-hight*0.5]ball delete range pos-z [hight*0.5] [hight] 

model save "ball_sample"

沉降：

model restore "ball_sample"

model gravity 9.8

wall delete walls range id 2

model cycle 1model solve

model save "zizhong"

沉降后的結果如圖;

利用RBlock實現“類有限元”可視化的圖1

可以從力鏈上分析這個應力是上小下大的，是一個比較典型的力的分布。

3 繪制

這里使用的概念是，先把計算范圍網格化，然后以網格中心為測中心，最小的長度作為半徑生成測量圓。后面把測量圓的相關數據存到rblock的extra中，ball、clump和rblock這些基礎元素都有這種extra屬性用來存儲用戶自定義的數據。

model restore "zizhong"



def create_measure(x_min,x_max,y_min,y_max,z_min,z_max,n_x,n_y,n_z)    x_length=(x_max-x_min)/float(n_x)    y_length=(y_max-y_min)/float(n_y)    z_length=(z_max-z_min)/float(n_z)    rad=math.min(x_length,y_length)    rad=math.min(rad,z_length)    loop local n(1,n_x)        x_pos=x_min+x_length*(n-1)+x_length*0.5        loop local m(1,n_y)            y_pos=y_min+y_length*(m-1)+y_length*0.5            loop local k(1,n_z)                 z_pos=z_min+z_length*(k-1)+z_length*0.5                command                    measure create position [x_pos] [y_pos] [z_pos] radius [rad*0.5]                     rblock create box [x_pos-x_length*0.5] [x_pos+x_length*0.5] ...                            [y_pos-y_length*0.5] [y_pos+y_length*0.5]  ...                            [z_pos-z_length*0.5] [z_pos+z_length*0.5]                endcommand                            endloop        endloop    endloopend

@create_measure([-width*0.5],[width*0.5],[-hight*0.5],[hight*0.5],[-hight*0.5],[hight*0.5],2,4,4)

def get_data    loop foreach mp measure.list        id=measure.id(mp)        rb=rblock.find(id)        rblock.extra(rb,1)=measure.stress.zz(mp)    endloopend@get_data