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时间:2018-07-10
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1、中仿科技有限公司主要内容数值模拟步骤SEEP/W分析基本原理几何和网格材料类型和属性边界条件分析类型数值问题结果解译数值模拟步骤1、运行软件,选择分析模块;2、模型分析设定:分析类型、分析控制、收敛及时步设定;3、绘制或导入几何模型(几何模型修正);4、定义材料类型,输入材料参数;5、将材料赋给几何模型,网格查看与调整;6、定义边界条件,将边界条件赋给几何模型;7、检查模型,求解;8、结果查看;9、工况变更,再次求解。总结:数值模拟分析要素:几何、材料、网格、边界条件SEEP/W分析基本原理有效的利用SE
2、EP/W软件来模拟分析问题,需要对一些关键的基本原理有清楚的认识Darcy’slaw总水头定义土的储水能力基质吸力或负孔隙水压力对于土体渗透性(渗透系数或渗透率)的影响Darcy’slaw在非饱和区的应用同饱和区是一样的q=流量k=渗透系数(材料属性)i=总水头梯度6SEEP/W的公式用总水头来表达总水头(H)=压力水头(h)+标高(y)7地表:标高yh8等式右端项给出土体储水变化率瞬态分析控制方程等式右端项=0即稳态分析9几何和网格GeoStudio中的几何对象区域(Region)、点和线自由点自由线依
3、附于线的接触面单元面层(SurfaceLayer)圆孔网格生成结构化网格非结构化的四边形和三角形网格生成网格的一般原则区域(Region)特性当一个区域被定义时,有如下特性:只能赋予一种材料类型;只能有一种网格模式一个区域内所有单元阶数相同,同为一阶或者二阶单元同样的积分阶次接触面(Interfaceelementsonlines)将材料本构赋给线:SEEP/W中接触面模型可以被用来代表如截流幕墙或渗透通道,给几何线赋予渗透性材料。面层(SurfaceLayer)在地面条件改变以响应气候和气候条件在短时间
4、内的剧烈改变,比如,在极短的时间内土体由干燥变饱和。为了数值上能够处理这种边界条件快速和剧烈的变化,在地表必须有好的网格离散。只能在地表定义创建与编辑几何对象GeoStudio软件的图形用户化界面导入CAD格式(.dxf)的文件精确点的定义(keyinpoint):输入坐标精确定义点的位置区域的修改与编辑(Modify、keyinregion)DXF文件导入GeoStudio软件的过程及技巧导入前的准备:设定单位和比例,红框内是重点注意的,这个决定了建模的尺度,如下图示,x向最大48.34m,y向最大35
5、.64m,最小均为-5m,首先根据自己的模型尺度设定相应的值。cad的要求:要求导入的图形须是闭合的pl线,通常我们在cad作图是不会注意这一点,有一个好的方法是,即使不是闭合的pl线,用cad绘图菜单的边界命令可以轻松生成闭合的pl线(闭合region)实例操作模型修改精确点的捕捉模型检验网格生成GeoStudio的网格生成是全自动的,当材料赋给区域(Region)时网格自动生成,用户可以对生成的网格做用户化的设定与修改。优点:用户无需担心区域连接处的网格兼容性,也无需担心改变网格造成材料属性或边界条件
6、的丢失。用户可以对基于区域(面)、点、线对象进行网格设定和调整,比如指定网格密度用实际单元长度,或全局网格比率,或者沿一条线等分等方法总的来说:推荐用户用默认的全局网格密度,如果需要,对局部进行网格加密或者粗糙化。结构化网格:需要更多的工作即创建多个区域,但不会对计算结果产生显著的改善混合网格(默认网格),推荐的网格生成网格的一般原则同数值模拟一样,网格剖分也是锻炼才能获得的技能。理想的网格的生成亦需要不断的实践和积累经验。经验会让你认识到网格与解之间的联系。当你能够预见解的近似分布时,对于网格剖分就会更
7、精通。尽管没有硬性规定和快速准则,但还是有些是常有益的广泛准则:在开始分析时用尽可能少的单元,用不超过1000个单元计算,以验证概念并获得第一个近似解。当缩放比例是100%时,所有单元都是可见的。材料类型和属性创建材料类型及其属性,将材料赋给几何SEEP/W有两种主要的材料属性:土水特征曲线(VolumetricWaterContent)函数(function)土体渗透系数(Conductivity)饱和渗透系数saturatedconductivity(Ksat)函数(function)非饱和区渗透性是
8、变化的,渗透系数亦非常数Ksat仅在饱和区应用的渗透系数当越多的空气充填孔隙,渗流变得越困难24材料属性:非饱和区渗透性AirEntryValueVolumetricWaterContentPore-WaterPressure(pwp)(-pwp)ResidualWaterContent025材料属性:土水特征曲线(体积含水量函数VWC)如果土体会经历负孔隙水压力,那么渗透系数就非常数.渗透系数是含水量的函数间接的渗透系数是孔
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