abaqus滲流
關(guān)注創(chuàng)建者：Young_7321 創(chuàng)建時(shí)間：2019-03-15
abaqus滲流的視頻教程
abaqus非穩(wěn)態(tài)非飽和滲流教程
abaqus可以用于對(duì)：固結(jié)排水試驗(yàn)，固結(jié)不排水試驗(yàn)，大壩滲流場(chǎng)，邊坡降水等滲流問(wèn)題進(jìn)行分析。 穩(wěn)態(tài)飽和滲流在網(wǎng)上容易找到資料，但是非穩(wěn)態(tài)非飽和滲流目前基本沒(méi)有公開(kāi)的資料供大家學(xué)習(xí)參考。 為給學(xué)習(xí)滲流的莘莘學(xué)子提供方便，特錄制了本教程。 上圖本教程中計(jì)算的飽和度云圖。
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abaqus滲流的實(shí)例教程
(一)當(dāng)進(jìn)行滲流模擬時(shí)要注意：
1、由于Abaqus中缺乏非耦合的孔壓?jiǎn)卧?，這時(shí)可采用耦合單元，但要約束住所有位移的自由度。
2、滲流材料參數(shù)選擇。在CAE中都是(Material-creat-other-porefluid)選項(xiàng)中。
(1)Gel：定義凝膠微粒吸濕膨脹的發(fā)育過(guò)程，這在一般的巖土分析中應(yīng)用不多。
(2)Moistureswelling：定義由于吸濕飽和所引起的固體骨架體積膨脹(或負(fù)吸力引起的骨架收縮)。
(3)Permeability：定義飽和介質(zhì)的滲透系數(shù)，該滲透系數(shù)可以在type選項(xiàng)中定義為各向同性、正交各向異性和各向異性，并且可以根據(jù)VoidRatio定義為孔隙比的函數(shù)。在Suboptions中選擇SaturationDependent參數(shù)來(lái)指定與飽和度相關(guān)性系數(shù)ks(s)，缺省設(shè)置為ks＝s3，而非飽和介質(zhì)滲透系數(shù)k’=ksk。選擇Velocitydependence參數(shù)可以激活Forchheimer定律，缺省的是Darcy定律。
(4)PoreFluidExpansion：定義固體顆粒與流體體積熱變化效應(yīng)。
(5)PorousBulkModuli：定義固體顆粒與流體體積模量。
(6)Sorption：定義負(fù)孔隙壓力與飽和度之間的相關(guān)性。當(dāng)type=Absorption時(shí)，定義吸濕曲線，type=Exsorption時(shí)定義排水曲線。
3、載荷及邊界條件
(1)通過(guò)(Load-creat-step-fluid-surfaceporefluid)選項(xiàng)定義沿著單元表面的外法線方向的滲流速度vn，當(dāng)考慮降雨影響時(shí)可采用此載荷。
展開(kāi) 3、載荷及邊界條件
(1)通過(guò)(Load-creat-step-fluid-surface pore fluid)選項(xiàng)定義沿著單元表面的外法線方向的滲流速度vn，當(dāng)考慮降雨影響時(shí)可采用此載荷
(2)邊界條件(Boundary condition-creat-other-pore pressure)選項(xiàng)定義孔壓邊界條件，此時(shí)要先假定浸潤(rùn)面的位置，然后定義浸潤(rùn)面上的孔壓為零，Abaqus會(huì)在后續(xù)的分析計(jì)算中自動(dòng)計(jì)算出浸潤(rùn)面的位置。Abaqus默認(rèn)的是不透水邊界。
(3)當(dāng)滲流自由面遇到臨空的自由排水面時(shí)，需要定義一個(gè)特殊的邊界條件。此時(shí)可以通過(guò)在inp文件中加入*Flow或*Sflow來(lái)定義
(4)初始條件的定義。初始條件中一般要定義以下幾種：
*initial condition,type=saturation 初始飽和度
*initial condition,type=pore pressure 初始孔壓
*initial condition,type=ratio 初始孔隙比
當(dāng)進(jìn)行耦合分析時(shí)，基本步驟同上，但要去掉除邊界條件之外的約束，同時(shí)還要在邊界上加上流體壓力。
展開(kāi) （附件slpoe_allfix）
瞬態(tài)滲流不考慮固結(jié)沉降
（2）瞬態(tài)滲流考慮固結(jié)沉降時(shí)（采用Soil，Transient分析步，只約束邊界節(jié)點(diǎn)位移），邊坡水平面采用*Sflow邊界和只設(shè)置水平面零孔壓邊界均只需43子步完成計(jì)算，中間只報(bào)1U，收斂效果完全相同，孔壓隨時(shí)間動(dòng)態(tài)演變，直至平衡。（附件slope_sflow2、slpoe_pore）
邊坡孔壓 /Pa（每個(gè)Frame0.5小時(shí)）
（3）瞬態(tài)滲流考慮固結(jié)沉降時(shí)，邊坡水平面和斜坡面均采用*Sflow邊界和設(shè)置水平面零孔壓邊界、斜坡面*Sflow邊界均只需43子步完成計(jì)算，中間只報(bào)1U，收斂效果完全相同，孔壓隨時(shí)間動(dòng)態(tài)演變，直至平衡。（附件slope_sflow12、slpoe_pore_sflow1）
邊坡孔壓 /Pa（每個(gè)Frame0.5小時(shí)）
4. 隧洞算例（小三維C3D8P）
隧洞尺寸
（1）瞬態(tài)滲流不考慮固結(jié)沉降時(shí)，洞壁采用*Sflow邊界和采用零孔壓邊界收斂效果完全相同，但孔壓在第一子步就達(dá)到穩(wěn)狀態(tài)定，沒(méi)有隨時(shí)間的變化過(guò)程。（附件tunnel_allfix）
第一子步孔壓計(jì)算結(jié)果 /Pa
（2）瞬態(tài)滲流考慮固結(jié)沉降時(shí)，洞壁采用*Sflow邊界和采用零孔壓邊界收斂效果完全相同，而且孔壓均隨時(shí)間動(dòng)態(tài)演變，逐漸穩(wěn)定。（附件tunnel_pore0、tunnel_sflow）
隧洞孔壓 /Pa（每個(gè)Frame0.1小時(shí)）
隧洞位移 /m（每個(gè)Frame0.1小時(shí)）
展開(kāi) 就是我在做滲流分析時(shí)，在荷載模塊添加了預(yù)定義場(chǎng)（初始孔隙比），為什么提交計(jì)算還是顯示初始孔隙比未定義呢？
Abaqus均質(zhì)土壩的穩(wěn)定滲流分析-01-15.pdf
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有個(gè)問(wèn)題請(qǐng)教一下大佬。就是我在做滲流分析時(shí)，在荷載模塊添加了預(yù)定義場(chǎng)（初始孔隙比），為什么提交計(jì)算還是顯示初始孔隙比未定義呢？
1. 簡(jiǎn)介
（1）穩(wěn)態(tài)滲流, Soil（Steady-State），即可以考慮固結(jié)沉降，也可以不考慮固結(jié)沉降，穩(wěn)態(tài)分析步中設(shè)置的Time period數(shù)值沒(méi)有實(shí)際時(shí)間概念（具有代表性的邊界條件有*Sflow邊界、*flow邊界、固定孔壓邊界等）。
（2）瞬態(tài)滲流，Soil（Transient），三維模型中可以考慮固結(jié)沉降，也可以不考慮固結(jié)沉降，但不考慮固結(jié)沉降時(shí)，相當(dāng)于穩(wěn)態(tài)滲流；二維模型中不考慮固結(jié)沉降時(shí)模型不收斂
Abaqus均質(zhì)土壩的穩(wěn)定滲流分析-01-15.pdf
對(duì)一基質(zhì)壓力，分別計(jì)算出對(duì)應(yīng)的飽和度和滲透折減系數(shù)，然后在abaqus中將滲流折減系數(shù)和飽和度相關(guān)聯(lián)。注意到這兩個(gè)公式實(shí)際上與孔壓的單位有關(guān)。參照文獻(xiàn)2，猜測(cè)應(yīng)該用Pa。書(shū)里面的數(shù)據(jù)應(yīng)該是錯(cuò)的，深表歉意。
圖1
算例的說(shuō)明
（1）基質(zhì)吸力的初始分布
在之前的算例中，初始孔隙水壓力隨高度線性分布，在水位以上越高，孔壓越?。ㄘ?fù)值）。實(shí)際上基質(zhì)吸力不會(huì)那么大。
abaqus滲流繪制流線和流網(wǎng)
注意：以下只是當(dāng)且僅當(dāng)abaqus只進(jìn)行滲流計(jì)算時(shí)：
1、由于Abaqus中缺乏非耦合的孔壓?jiǎn)卧?，這時(shí)可采用耦合單元，但要約束住所有位移的自由度。
2、滲流材料參數(shù)選擇。在CAE中都是在(Material-creat-other-pore fluid)選項(xiàng)中。
(1)Gel：定義凝膠微粒吸濕膨脹的發(fā)育過(guò)程，這在一般的巖土分析中應(yīng)用不多。
ABAQUS滲流及流固耦合.pdf
當(dāng)只進(jìn)行滲流計(jì)算時(shí)：
1、由于Abaqus中缺乏非耦合的孔壓?jiǎn)卧?，這時(shí)可采用耦合單元，但要約束住所有位移的自由度。
2、滲流材料參數(shù)選擇。在CAE中都是在(Material-creat-other-pore fluid)選項(xiàng)中。
(1)Gel：定義凝膠微粒吸濕膨脹的發(fā)育過(guò)程，這在一般的巖土分析中應(yīng)用不多。
(2)Moisture swelling：定義由于吸濕飽和所引起的固體骨架體積膨脹(或負(fù)吸力引起的骨架收縮
