UDEC
關注創建者：孔祥照 創建時間：2015-08-04
UDEC的實例教程
3DEC模型可以導出到FLAC3D(block to-flac3d), PFC(block to-pfc)和UDEC(block to-udec), 這個筆記討論了3DEC模型輸出到UDEC。
2 block to-udec
3DEC通過block to-udec命令能夠把3DEC模型的一個指定的剖面輸出到UDEC，工作原理很簡單，就是利用3DEC中的切片工具(Cutting Tool)指定一個面，然后用UDEC命令把這個面寫成一個文件。
一個平面的位置由基點(Origin), 法線方向(Normal)或產狀(Dip/DD)來決定。因此block to-udec命令的關鍵字是: origin, normal, dip, dip-direction。只要再3DEC環境中使用切片工具選擇感興趣的剖面，把對應的關鍵字數值寫入命令中，便可以輸出成為UDEC文件。下圖所示的是由3DEC模型輸出的UDEC模型(dip 90 dip-direction 0)。使用代碼或者在文件菜單(File>Grid>Export to UDEC...)中都可以輸出UDEC模型。
block to-udec filename 'wedge' dip 90 dip-direction 0
3 輸出內容
由3DEC到UDEC的轉化過程實際上就是寫UDEC命令的過程。
展開 功能強大:作為一款巖土工程數值分析首選工具，UDEC所具有的突出優勢是能為物理不穩定問題提供穩定解?；陔x散單元法理論特點，UDEC特別適用于 節理化巖體及其散體系統靜/動態問題求解分析。迄今，UDEC已經廣泛應用于邊坡、洞室、廢棄料隔離、能源處理、節理化巖質壩基壩體穩定、地震/微震解譯 和深埋地下結構等一系列包括常規和非常規工程問題研究。 適用范圍廣泛:程序并不是為某單一行業領域所設計、定制。源于離散單元法的突出算法優勢，UDEC被巖土、采礦等一系列領域的科研工作者廣泛應用于分析、測試和設計工作。 方便快捷的使用特征:UDEC可運行于所有Windows操作平臺，具有命令流和圖形用戶界面 兩種操作模式。程序內核支持剛體和可變形體模擬，內置巖土工程領域幾乎全部的成熟材料本構模型，輔以靜/動態求解模式和高度友好用戶界面，使得數值分析過 程異常快捷有效。特別地，UDEC植入程序編譯器FISH，極大拓展了用戶對分析流程和UDEC內核的操控手段。 高度驗證和認可:UDEC開發成型于1984年，迄今已有20多年的成功應用歷史，具有遍布世界范圍內60個國家、超過1000個用戶的龐大用戶群，包括工程師、咨詢師和科研工作者。
展開 總體地，UDEC可處理承壓流、瞬態流、兩相流和自由液面計算等諸如此類的流體問題。
溫度分析模塊
溫度分析模塊主要針對熱傳導/對流、及熱-力耦合問題而開發。與流體分析模塊類似，該模塊可進行獨立運算，或結合其它模塊實現耦合分析目的，如參與熱-力耦合、熱-水力耦合、甚至可結合動力分析模塊進行完全動力耦合分析。
結構單元模塊
UDEC為工程支護結構的模擬提供高端技術手段，即結構單元程模塊。模塊中的結構單元庫幾乎涵蓋了現有工程處理所采用的所有支護形式，如梁、樁、錨桿/錨索、襯砌單元等。UDEC結構單元模塊的另一重要特點在于描述結構-巖/土體相互作用機理的突出優勢，支護結構與巖/土體接觸面在切向和法向均通過耦合彈簧連接，耦合彈簧的力學特征通過彈/彈塑性本構加以定義，可模擬結構-巖/土體之間的剪切滑移和脫開行為。
本構自定義模塊
UDEC為用戶提供了特定本構模型開發接口，所支持的高級開發環境為Visual C++。
展開 UDEC&3DEC的功能優勢有：
·非連續介質材料被處理成凸多邊形（UDEC）或四面體（3DEC）的集合體，塊體可以是可變行體，也可以是剛體
·不連續面被處理成塊體之間的接觸邊界
·塊體沿不連續面的運動在法向和切向服從線性或非線性的力－位移關系
·材料模型包括：線彈性、各向異性、 Mohr-Coulomb、 Drucker- Prager、雙線性塑性、應變軟化、流變、用戶自定義
·“空（Null）”材料塊用于模擬開挖回填過程
·有效應力和孔隙水力坡度計算
·結構面滲流、滲流—應力偶合計算
·結構單元邏輯描述了:
·結構面的局部加固（只加固結構面）；
·cable單元可以模擬沿錨固體全長范圍內的剪切作用；
·表面加固如噴射混凝土和襯砌
·廣泛的屏幕顯示和輸出功能:
·單獨顯示節理等結構面
·結構面計算結果的矢量和等值線繪制；
·高清晰度的屏幕交互操作功能；
·符合工業標準的圖形輸出方式
·3DEC 的預處理器可以直接讀取AutoCAD文件、轉化成3DEC數據文件生成四面體；
·隧道生成器、統計分布節理生成器、電影播放器等內置功能滿足不同需要
·利用內外域偶合功能模擬無限域問題
·系統的真時間歷程瞬時動力響應模擬
·內置熱源的熱和熱力學問題模擬
·襯砌單元邏輯和有限元塊體使得3DEC可以模擬易彎曲的薄型結構
·用戶可以C++編寫自己的本構模型作用程序的動態鏈接庫（DLL）被調用。
展開 UDEC 的功能優勢：
非連續介質材料被處理成凸多邊形（UDEC）或四面體（3DEC）的集合體，塊體可以是可變行體，也可以是剛體
不連續面被處理成塊體之間的接觸邊界
塊體沿不連續面的運動在法向和切向服從線性或非線性的力－位移關系
材料模型包括：線彈性、各向異性、 Mohr-Coulomb、 Drucker-Prager、雙線性塑性、應變軟化、流變、用戶自定義
“空（Null）”材料塊用于模擬開挖回填過程
有效應力和孔隙水力坡度計算
結構面滲流、滲流—應力偶合計算
結構單元邏輯描述了:
結構面的局部加固（只加固結構面）；
cable單元可以模擬沿錨固體全長范圍內的剪切作用；
表面加固如噴射混凝土和襯砌
廣泛的屏幕顯示和輸出功能:
單獨顯示節理等結構面
結構面計算結果的矢量和等值線繪制；
高清晰度的屏幕交互操作功能；
符合工業標準的圖形輸出方式
3DEC 的預處理器可以直接讀取AutoCAD文件、轉化成3DEC數據文件生成四面體；
隧道生成器、統計分布節理生成器、電影播放器等內置功能滿足不同需要
利用內外域偶合功能模擬無限域問題
系統的真時間歷程瞬時動力響應模擬
內置熱源的熱和熱力學問題模擬
襯砌單元邏輯和有限元塊體使得3DEC可以模擬易彎曲的薄型結構
用戶可以C++編寫自己的本構模型作用程序的動態鏈接庫（DLL）被調用
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UDEC的最新內容
§ UDEC：離散元軟件，用于模擬巖土的破碎、變形等行為。
§ PFC：粒子法軟件，用于模擬巖土的流動、滑動等行為。
以下是一些巖土力學計算中常用的優化方法：
§ 網格劃分優化：通過優化網格劃分，可以減少計算量和提高計算精度。
§ 算法優化：通過改進算法，可以提高計算效率。
§ 并行計算：通過采用并行計算，可以充分利用多核處理器的優勢，提高計算效率。
由于現場監測的局限性，在煤體開采過程中產生的冒落，垮落形態等問題不能很好的表現出來，難以直觀的觀察研究裂隙發育情況，而離散元軟件UDEC可以模擬裂隙的發育演化規律。
開始以為是UDEC軟件的問題，結果在PFC中測試發現存在同樣的問題。
我沒有使用PFC，在UDEC中作了一個非常倉促的測試，但是代碼應該基本上通用。下面簡要說一下我的計算思路，供這位同學和其他感興趣的同學參考使用。
下載地址：UDEC4.0破解版
.], 這篇論文成為巖石力學領域被引次數最多的論文，而UDEC現在已經成為分析巖石工程問題工業標準的計算機軟件。下圖所示的是Cundall在這篇論文中提出的原始離散元模型，用來模擬巖體的傾倒破壞。
當進行數值模擬分析時，有兩種不同途徑處理節理化巖體的應力和應變行為，最常用的方法是離散元法，離散元法把節理作為邊界來處理，由節理切割而成的巖塊可以是剛性體，也可以是變形體，這種方法最廣泛應用的程序是UDEC和3DEC，本公眾號有近200篇文章討論了這種方法；另一種方法是把巖體作為連續性介質，節理當作另一種材料模型，但節理置于有限元網格的節點上，當巖體發生變形時，節理隨著單元網格移動，但不能象離散元那樣節理產生分離
在UDEC中使用block large-strain off命令或block small-strain都可以。
(4) 在計算安全系數前最好讓系統達到平衡狀態，盡管這不是必須的，使用model solve elastic命令或model solve convergence命令。在UDEC中使用block solve ratio 1.0E-5 elastic命令。
fish set @high_unbal = 5e4fish set @low_unbal = 2e4fish set @high_vel = 2
伺服控制函數在UDEC和FLAC中寫起來比較繁瑣，主要原因是這些2D程序還沒有完全轉換到新的FISH格式(FISH: Loop語句的進化; FLAC3D 7.0 新特性簡介(P2)---FISH的顯著改進); FLAC3D和3DEC的伺服控制函數寫起來很簡單
離散元程序UDEC和3DEC從數學和物理的角度有效地解釋了這種破壞機理和過程,參看【GIIC-UDEC操作教程(3)---巷道頂板冒落】。
2 塊體穩定性分析方法
與上面描述的連續破壞過程不同，在地下開挖過程中，經常需要分析孤立楔形體的穩定性，顯然，UDEC和3DEC可以直接分析這種剛性楔形體的穩定性。
