块体离散元3DEC7.0不规则形状建模方法 ( 离散元3DEC技术研究中心 ) 1 3DEC7.0不规则形状建模方法 以不规则的隧道轮廓为例,进行讲解。主要包括4种方法。
块体离散元3DEC7.0不规则形状建模方法
( 离散元3DEC技术研究中心 )
1 3DEC7.0不规则形状建模方法
以不规则的隧道轮廓为例,进行讲解。主要包括4种方法。
1.1 3DEC7.0内TUNNEL命令
直接通过3DEC7.0内置的TUNNEL命令属于常规操作,在这里就不一一详细介绍。命令流和隧道模型如下所示。相对复杂工况来说,建模过程比较复杂。
图1.1?1 Tunnel命令流
图1.1?2 所生成的模型
1.2 Rhino+3DEC7.0
(1)首先是将隧道轮廓CAD导入犀牛软件中,通过变动中“旋转”操作将二维平面CAD转换为直立平面图。
图1.2?1 旋转操作
(2)对隧道轮廓进行必要的操作使之闭环,然后进行拉伸,生成隧道轮廓曲面,再进行网格操作,生成隧道轮廓曲面网格。
图1.2?2 拉伸及曲面网格
(3)将隧道内外轮廓依次保存为3DEC7.0可识别格式的文件,一般为.stl或者dxf格式。导入3DEC7.0软件中生成Geometry。
图1.2?3 3DEC中Geometry
(4)在3DEC7.0生成块体,然后使用上面Geometry进行切割,生成所需要的模型,再进行网格划分,生成可变形的块体模型。
图1.2?4 3DEC中模型
1.3 Rhino+Griddle插件+3DEC7.0刚性块体
(1)步骤同上。
(2) )对隧道轮廓进行必要的操作使之闭环,然后进行曲面拉伸,生成隧道轮廓曲面,与上面不同的是,不需要再进行网格操作,只需要轮廓曲面,如下所示。
图1.3?1 拉伸后的轮廓曲面
(3)在犀牛软件中,输入尺寸建立模型,并采用隧道内外轮廓进行“分割”操作,结果如下图所示。
图1.3?2 犀牛中的实体模型
(4)利用插件Griddle的Join non-manifold surface按钮将上述分割实体合成,在利用网格工具中“转换曲面”操作将合成的实体转换为封闭网格。结果如下图所示。
图1.3?3 犀牛中的网格模型
(5)利用Griddle插件的GVol功能模块,选择“Rigid”,以刚体形式导入到3DEC7.0中,再进行网格划分。在进行网格划分之前,还可添加其他操作,比如确定性节理、随机节理DFN、分区等等。
可以看见,3DEC中模型未进行分区。
图1.3?4 3DEC中模型
如果需要分区的模型,操作如下:
(1)步骤同上。
(2) )对隧道轮廓进行必要的操作使之闭环,然后进行实体拉伸,生成隧道轮廓,与上面不同的是,不需要再进行网格操作,只需要轮廓实体,如下所示。
图1.3?5 拉伸后的实体轮廓
(3)、(4)、(5)步骤同上,生成的结果如下。
图1.3?6 3DEC中模型
1.4 Rhino+Griddle插件+3DEC7.0可变形块体
(1)、(2)、(3)、(4)步骤同上。
(5) 利用Griddle插件的GVol功能模块,选择“Deformable”,以可变性块体型式导入到3DEC7.0中。此种工况不需要再划分网格,后续计算效率高,有个弊端,就是网格划分之前的操作不能添加了,比如添加DFN等。
图1.4?1 3DEC中可变性块体