巖土數(shù)值模擬的案例
『分享』巖土工程數(shù)值模擬
上傳一本巖土工程數(shù)值模擬的書(shū)刊供大家學(xué)習(xí)
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巖土工程【PFC、3Dec】離散元數(shù)值模擬
主要從事巖土工程數(shù)值模擬方法。在土體宏微觀力學(xué)特性與本構(gòu)關(guān)系、城市地下空間工程、人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)在巖土工程中的應(yīng)用等方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
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3DEC 講師
雙一流大學(xué)博士、博士后，巖土工程勘察設(shè)計(jì)行業(yè)高級(jí)工程師，參與多項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，研究成果發(fā)表SCI、EI十余篇，專(zhuān)利7項(xiàng)，巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)等科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，省級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。主要從事數(shù)值模擬在巖土工程領(lǐng)域的應(yīng)用研究，在地下空間工程、隧道工程、采礦工程等領(lǐng)域積累了較豐富的數(shù)值模擬分析經(jīng)驗(yàn)。
展開(kāi) “離散元數(shù)值模擬仿真技術(shù)與應(yīng)用”系列專(zhuān)題
主要從事巖土工程數(shù)值模擬方法。在土體宏微觀力學(xué)特性與本構(gòu)關(guān)系、城市地下空間工程、人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)在巖土工程中的應(yīng)用等方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
3DEC講師：雙一流大學(xué)博士、博士后，巖土工程勘察設(shè)計(jì)行業(yè)高級(jí)工程師，參與多項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，研究成果發(fā)表SCI、EI十余篇，專(zhuān)利7項(xiàng)，巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)等科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，省級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。主要從事數(shù)值模擬在巖土工程領(lǐng)域的應(yīng)用研究，在地下空間工程、隧道工程、采礦工程等領(lǐng)域積累了較豐富的數(shù)值模擬分析經(jīng)驗(yàn)。
展開(kāi) 樁筏基礎(chǔ)的三維數(shù)值模擬(3D Modeling of Piled Raft Foundation)---Part 1
在隨后的20年里，由于世界各地超高層建筑的不斷涌現(xiàn)特別是數(shù)值模擬技術(shù)的突破性發(fā)展，因而進(jìn)行了大量設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)方法的改進(jìn)以及實(shí)例研究，特別是非線性三維數(shù)值模擬的引入，其中一個(gè)最典型的代表是Plaxis 3D。
總的來(lái)說(shuō)，樁筏基礎(chǔ)似乎存在著相互矛盾的設(shè)計(jì)方法論。一種理論認(rèn)為，樁筏基礎(chǔ)中的樁承受大部分載荷，筏板只承受小部分載荷；另一種理論則認(rèn)為，樁筏基礎(chǔ)中的筏板主要承受地基載荷，樁的作用主要是為了減少差異沉降。根據(jù)我有限的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及從巖土工程師的角度出發(fā)，個(gè)人比較偏向于第一種理論，因?yàn)榇蟛糠纸ㄖ牡鼗潦蔷鶆虻模瑯痘旧暇鶆虿贾茫怯刑厥廨d荷，否則樁的尺寸(包括直徑和樁長(zhǎng))在設(shè)計(jì)時(shí)是一樣的，沒(méi)有減少差異沉降的目的，另一方面，樁改善了土的力學(xué)性能，提高了地基土的承載力，如果土的承載力不足，建筑物將會(huì)產(chǎn)生較大的沉降量。
3 三維模擬
本例展示了一個(gè)正方形樁筏基礎(chǔ)的模擬過(guò)程，側(cè)重模擬思路的理解。
(1) 施工步驟。分階段的施工步驟設(shè)置是巖土工程數(shù)值模擬需要考慮的一個(gè)重要事項(xiàng)。首先，在巖土體中施工應(yīng)該進(jìn)行自重或應(yīng)力的初始化，其次，外載荷、支護(hù)、分步開(kāi)挖等施工步驟需要分開(kāi)進(jìn)行設(shè)置。
展開(kāi) 
離散元數(shù)值模擬系列—【PFC】-【3Dec】
離散元數(shù)值模擬仿真技術(shù)與應(yīng)用
【 PFC 】 ｜ 【 3DEC 】
離
散
元
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，巖土工程涉及的要求從材料、理論到施工工藝都提出了全方位的系統(tǒng)升級(jí)。在巖土工程分析設(shè)計(jì)中，3DEC和PFC軟件快速建模也一直是巖土工作者所關(guān)注的問(wèn)題。3DEC是非連續(xù)巖石力學(xué)與結(jié)構(gòu)問(wèn)題的首選分析程序，從巖石邊坡失穩(wěn)的發(fā)展研究到地下工程挖掘和巖石地基工程中節(jié)理巖體、斷層、層理等結(jié)構(gòu)影響的模擬估算，3DEC在復(fù)雜行業(yè)問(wèn)題研究有很大優(yōu)勢(shì)。而PFC離散元計(jì)算方法在巖體的動(dòng)態(tài)、非線性過(guò)程的數(shù)值計(jì)算方面較傳統(tǒng)的連續(xù)元有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和進(jìn)步，在PFC計(jì)算中無(wú)需給定材料的宏觀本構(gòu)關(guān)系和對(duì)應(yīng)的參數(shù)，這些傳統(tǒng)的參數(shù)和力學(xué)特性在程序中可以自動(dòng)得到。離散元數(shù)值模擬試驗(yàn)的方法可以解決傳統(tǒng)試驗(yàn)造價(jià)高、操作繁瑣、材料模型復(fù)雜等難題，并且可以精確化數(shù)值，在科研工作中發(fā)揮了非常重要的作用。應(yīng)新老客戶(hù)培訓(xùn)需求，北京軟研國(guó)際信息技術(shù)研究院舉辦“離散元數(shù)值模擬仿真技術(shù)與應(yīng)用“系列專(zhuān)題培訓(xùn)班，本次培訓(xùn)由互動(dòng)派（北京）教育科技有限公司具體承辦。
展開(kāi) 本碩211，comsol數(shù)值代做
成，大壩潰壩及邊坡穩(wěn)定等相關(guān)巖土數(shù)值模擬，誠(chéng)信可靠，歡迎互相交流
導(dǎo)爆索水耦合爆破數(shù)值模擬
筆者近日對(duì)某花崗巖石材開(kāi)采中的光面爆破做數(shù)值模擬分析。
主要工藝流程：直徑為40mm的炮孔里面灌滿水，每根炮孔塞入一根6mm的導(dǎo)爆索，一次齊爆一排炮孔，最后花崗巖荒料就脫離出來(lái)，分離面非常整齊。
筆者對(duì)這個(gè)爆破過(guò)程做了數(shù)值模擬分析，采用導(dǎo)爆索和水共節(jié)點(diǎn)作為一個(gè)PART,與花崗巖流固耦合分析，流體、固體網(wǎng)格獨(dú)立。計(jì)算后，取水介質(zhì)中某單元，其pressure大概有45Mpa；取爆孔壁花崗巖某單元，其pressure銳減只有大概25Mpa，為此，筆者感到很困惑，不知道這個(gè)結(jié)果是否合理，求高人指教。
另外：筆者長(zhǎng)期從事爆破、巖土工程的數(shù)值模擬，希望能跟志同道合之友一同交流學(xué)習(xí)，QQ：452940406！
展開(kāi) 《巖土工程數(shù)值分析》
全書(shū)較系統(tǒng)地介紹了巖土工程問(wèn)題的數(shù)值解析方法的基本理論及其在巖土工程中的應(yīng)用，內(nèi)容包括土的本構(gòu)模型、有限差分法、有限元法、邊界元法、離散元法和巖土工程數(shù)值分析新方法，以及巖土工程應(yīng)力及變形問(wèn)題有限元分析、固結(jié)問(wèn)題有限元分析、土體滲流問(wèn)題數(shù)值分析和土體溫度場(chǎng)的有限元分析和巖土工程數(shù)值分析新方法等，有較新的研究成果，也有結(jié)合巖土工程的應(yīng)用。
本書(shū)既可作為高等院校土木工程、水利水電工程、采礦工程以及交通運(yùn)輸工程等專(zhuān)業(yè)的研究生教材，也可供上術(shù)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生以及從事教學(xué)、科研、規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、施工、管理、監(jiān)理和監(jiān)測(cè)等工作的科技人員參考。
展開(kāi) 學(xué)習(xí)記錄——Workbench含斜拉索&橋梁&小車(chē)行駛過(guò)程數(shù)值模擬
駛過(guò)程數(shù)值模擬
駛過(guò)程數(shù)值模擬
今天學(xué)習(xí)的案例是Workbench含斜拉索&橋梁&小車(chē)行駛過(guò)程數(shù)值模擬。難點(diǎn)是小車(chē)行駛過(guò)程中整車(chē)產(chǎn)生的重力引起的輪胎變形的不同等效形式和復(fù)雜時(shí)域載荷如何施加到系統(tǒng)模型當(dāng)中。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
1.前處理
1.1幾何模型系統(tǒng)的構(gòu)建
導(dǎo)入模型如圖所示。
1.2材料模型系統(tǒng)的構(gòu)建
密度：7850
楊氏模量：210e9
泊松比：0.3
1.3有限元模型系統(tǒng)的構(gòu)建
1.3.1材料賦予
1.3.2連接關(guān)系：轉(zhuǎn)動(dòng)、固定和移動(dòng)
1.3.3網(wǎng)格劃分
2.求解
2.1載荷邊界條件
轉(zhuǎn)動(dòng)副
2.2位移邊界條件
2.3求解設(shè)定
時(shí)間0.1s，初始步數(shù)25，最小步數(shù)20，最大步數(shù)250，打開(kāi)大變形。
下面是本案例的思維導(dǎo)圖。
展開(kāi) 專(zhuān)家解答 | GMS地下水數(shù)值模擬、地面沉降數(shù)值模擬實(shí)踐技術(shù)應(yīng)用與案例分析
通過(guò)對(duì)案例模型的實(shí)操?gòu)?qiáng)化培訓(xùn)，不僅使學(xué)員掌握地下水數(shù)值模擬軟件GMS10.1的全過(guò)程實(shí)際操作技術(shù)的基本技能，而且可以深刻理解模擬過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以解決實(shí)際問(wèn)題能力。同時(shí)為滿足環(huán)評(píng)從業(yè)人員進(jìn)一步加強(qiáng)地下水數(shù)值模擬以解決《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則－地下水環(huán)境》（HJ 610－2016）實(shí)施過(guò)程中的困難。
培訓(xùn)目標(biāo)：
1.掌握GMS的建模流程，包括三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)建模、直接建模及概念模型建模，熟悉軟件的基本操作。
2.掌握GMS基本模塊TIN、Solids、Modflow2000/2005、MT3DMS、MODPATH、PEST、SEAWAT在模擬地下水流動(dòng)、地下水溶質(zhì)運(yùn)移、質(zhì)點(diǎn)運(yùn)移和海水入侵模塊的應(yīng)用過(guò)程。
3.掌握GMS模型輸出數(shù)據(jù)的處理，相關(guān)圖件的編制和模擬結(jié)果的三維可視化展示。
4.能夠利用數(shù)值模型進(jìn)行均衡計(jì)算和地下水資源量評(píng)價(jià)。
5.領(lǐng)會(huì)最新地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)導(dǎo)則（HJ 610-2016），掌握地下水環(huán)評(píng)報(bào)告的撰寫(xiě)提綱和撰寫(xiě)要點(diǎn)。
6.通過(guò)手把手的5個(gè)實(shí)例操作指導(dǎo)和面對(duì)面討論交流，使學(xué)員能夠全流程掌握數(shù)值模擬方法，并能夠?qū)?em>模擬中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行快速診斷處理。（請(qǐng)?zhí)崆芭渲脤W(xué)習(xí)所需軟件環(huán)境，所需自備）
課程內(nèi)容詳情
學(xué)時(shí)與證書(shū)頒發(fā)：
參加會(huì)議的學(xué)員可以獲得《地下水建模及環(huán)評(píng)技術(shù)應(yīng)用》專(zhuān)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)證書(shū)及學(xué)時(shí)證明，上網(wǎng)可查。
展開(kāi) 【降落傘數(shù)值模擬】超音速降落傘流固耦合數(shù)值模擬
可利用XFlow軟件模擬流體運(yùn)動(dòng)，Abaqus軟件模擬降落傘的受力和運(yùn)動(dòng)，兩者結(jié)合來(lái)模擬真實(shí)情況下超音速降落傘的流固耦合運(yùn)動(dòng)。 下圖為數(shù)值模擬結(jié)果。
（1）當(dāng)馬赫數(shù)為1.5時(shí)，超音速降落傘流固耦合數(shù)值模擬渦量變化結(jié)果：
（2）當(dāng)馬赫數(shù)為0.3時(shí)，超音速降落傘流固耦合模擬結(jié)果流場(chǎng)變化結(jié)果：
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【數(shù)值模擬】基于CEL方法的戰(zhàn)斗部動(dòng)爆對(duì)建筑目標(biāo)毀傷效果數(shù)值模擬
在此借助強(qiáng)大的工程模擬軟件—Abaqus，采用了CEL（Coupled Eulerian-Lagrangian）方法，對(duì)相關(guān)案例進(jìn)行了深入的數(shù)值模擬研究。
CEL方法描述
CEL 即耦合的歐拉-拉格朗日方法。這種方法結(jié)合了歐拉方法和拉格朗日方法的優(yōu)點(diǎn)，既可以處理大變形問(wèn)題，又可以精確模擬物質(zhì)的流動(dòng)和混合。在爆炸、沖擊等極端條件下，CEL 方法能夠有效地模擬物質(zhì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和毀傷過(guò)程。
戰(zhàn)斗部動(dòng)爆是指戰(zhàn)斗部在高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下發(fā)生的爆炸現(xiàn)象。這種爆炸產(chǎn)生的沖擊波具有瞬間、高壓、高速等特點(diǎn)，能夠?qū)χ車(chē)h(huán)境中的建筑物和人員造成嚴(yán)重的破壞和傷害。通過(guò) CEL 方法的數(shù)值模擬，可以清晰地看到建筑物在沖擊波作用下的變形、破裂和崩塌過(guò)程。
建立模型
建立典型建筑物目標(biāo)及彈藥幾何模型，樓房為全模型，高度約為14.6 m，示意如圖 1 所示。彈體簡(jiǎn)化為殼體和炸藥(紅色填充物)兩部分，如圖 2 所示。導(dǎo)彈末端速度設(shè)置為100m/s。為方便查看，隱去了空氣域模型。由于爆炸點(diǎn)距離地面較遠(yuǎn)，因此將地面看作剛體以簡(jiǎn)化計(jì)算流程，設(shè)定戰(zhàn)斗部與建筑物墻體碰撞后引爆。
圖1 建筑物幾何模型
圖2 彈體幾何模型
混凝土損傷塑性模型
炸藥采用JWL狀態(tài)方程描述，戰(zhàn)斗部殼體參數(shù)參考了常見(jiàn)戰(zhàn)斗部材料公開(kāi)數(shù)據(jù)，混凝土采用常見(jiàn)的混凝土損傷塑性模型(CDP)，強(qiáng)度選擇C30標(biāo)準(zhǔn)。CDP模型是通過(guò)將各向同性下?lián)p傷彈性與拉伸和壓縮塑性相結(jié)合的方式來(lái)對(duì)混凝土的非彈性行為進(jìn)行描述的，同時(shí)考慮了由于拉、壓塑性應(yīng)變導(dǎo)致的彈性剛度的退化，可用于模擬混凝土在任意荷載作用下的受力及破壞情況。
展開(kāi) 【CFD數(shù)值模擬算例】船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬自動(dòng)化智能化方法
船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬自動(dòng)化智能化防范
【計(jì)算軟件】OpenFOAM開(kāi)源平臺(tái)
【仿真平臺(tái)】自建高性能計(jì)算集群
【算例說(shuō)明】基于OpenFOAM流體力學(xué)開(kāi)源軟件提出了船舶運(yùn)動(dòng)值模擬自動(dòng)化和智能化方法，可使計(jì)算流程自動(dòng)完成；通過(guò)逐個(gè)分析不同參數(shù)的影響，智能化分析多工況數(shù)值模擬結(jié)果和大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可得到優(yōu)化的計(jì)算參數(shù)，從而使數(shù)值模擬的人工處理部分最大限度地減少，同時(shí)計(jì)算過(guò)程達(dá)到最大程度地簡(jiǎn)化，數(shù)值計(jì)算結(jié)果可靠，可滿足工程應(yīng)用的需求。自動(dòng)化和智能化處理的概念和方法，也可用于其他數(shù)值模擬領(lǐng)域。
【工程應(yīng)用】船舶阻力、螺旋槳敞水、船槳舵自航等
【創(chuàng)新貢獻(xiàn)】自動(dòng)化計(jì)算流程（一鍵計(jì)算）+智能化計(jì)算參數(shù)優(yōu)化
【算例文件】關(guān)注微信公眾號(hào)“云數(shù)仿真”進(jìn)行咨詢(xún)或聯(lián)系jianchen122004@126.com
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展開(kāi) 【CFD數(shù)值模擬算例】水面浮體（浮式風(fēng)電塔）與波浪的流固耦合動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬
2、波浪模擬
使用譜分析方法或其他波浪生成技術(shù)，模擬實(shí)際海洋環(huán)境中的波浪。
調(diào)整波浪參數(shù)，如波高、波長(zhǎng)、周期等，以匹配實(shí)際條件。
3、流固耦合分析
設(shè)置浮體與流體之間的交互邊界條件。這通常涉及到動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，以適應(yīng)浮體的運(yùn)動(dòng)。
應(yīng)用合適的數(shù)值方法，如有限元法(FEM)或有限體積法(FVM)，解決流固耦合方程。
4、動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算
求解浮體的運(yùn)動(dòng)方程，得到其位置、速度和加速度隨時(shí)間的變化。
分析浮體的動(dòng)力響應(yīng)，包括振幅、頻率和響應(yīng)譜等。
5、結(jié)果可視化與驗(yàn)證
使用可視化工具，展示浮體的運(yùn)動(dòng)軌跡、波浪形態(tài)和流體動(dòng)力變化。
通過(guò)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或其他可靠來(lái)源的對(duì)比，驗(yàn)證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。
6、參數(shù)化與優(yōu)化
改變浮體的幾何參數(shù)、材料屬性或運(yùn)行條件，觀察其對(duì)動(dòng)力響應(yīng)的影響。
基于數(shù)值模擬結(jié)果，提出浮式風(fēng)電塔設(shè)計(jì)的優(yōu)化建議。
7、模擬報(bào)告與文檔
編寫(xiě)詳細(xì)的模擬報(bào)告，記錄模型設(shè)置、方法、結(jié)果和結(jié)論。
整理相關(guān)的文檔和腳本，確保模擬過(guò)程可重復(fù)和可追溯。
通過(guò)這些步驟，可以對(duì)水面浮體（如浮式風(fēng)電塔）與波浪的流固耦合動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)值模擬，以支持工程設(shè)計(jì)和決策。
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展開(kāi) 巖土工程模擬打樁過(guò)程 (例2: 3D模型模擬錘擊貫入) ￥33.33
該模型用Abaqus explicit模擬3維打樁錘擊過(guò)程，由于錘被顯示模擬，錘在自由落體運(yùn)動(dòng)下敲擊樁，在樁身產(chǎn)生了應(yīng)力波，該模擬在樁身四個(gè)位置分別測(cè)了應(yīng)力波在樁內(nèi)的傳播，該模型對(duì)3D模擬錘擊樁具有借鑒意義
