3DEC算例

3DEC算例1

poly brick 0,20 0,20 0,20

pl bl

pl reset

pl set dip 70 dd 210

gen edge 4

prop mat=1 dens 2500 bulk 5e9 g 3e9 phi 35

change cons 2

gravity 0 0 -10

bound stress -2.75e6,-2.75e6,-5.5e6 0,0,0 zgrad 1.25e4,1.25e4,2.5e4 0,0,0 range x 0

bound stress -2.75e6,-2.75e6,-5.5e6 0,0,0 zgrad 1.25e4,1.25e4,2.5e4 0,0,0 range x 20

bound stress -2.75e6,-2.75e6,-5.5e6 0,0,0 zgrad 1.25e4,1.25e4,2.5e4 0,0,0 range y 0

bound stress -2.75e6,-2.75e6,-5.5e6 0,0,0 zgrad 1.25e4,1.25e4,2.5e4 0,0,0 range y 20

bound stress 0,0,-5e6 0,0,0 range z 20

bound zvel=0

个别元素法于三维岩体力学行为之应用

杨长义 陈志民 陈锦清

淡江大学土木工程学研究所

中兴顾问社大地力学研究中心

摘 要

本文利用三维个别元素分析法程序(3DEC)，仿真三维规则节理岩体在单轴与真三轴应力下之变形与强度特性。主要研究结果如下：(1) 3DEC可用以定性分析三维节理岩体力学机制，利用该程序可简易探讨任何节理分布位态下之力学行为，免除物理模模型仿真试验之困难；(2) 多轴应力下岩体之异向性行为亦可透过3DEC模拟分析，定性上均与物理现象相互一致；(3)在节理间距、劲度比较大的岩盘较需要比对二维与三维分析之差异。

一、前 言

自然界岩体多处于真三轴应力状态下，以往受限于分析工具与实验设备，岩石工程之分析大多局限于二向度分析，对三维岩体行为之模拟则较少[1]。例如目前可用于分析具大变形特性之离散岩体的程序如DDA[2]、UDEC[3]均局限于对二维问题的解析；而3DEC[4]程序系以个别元素法(distinct element method)在UDEC基础下发展而成之数值分析程序，正可用以仿真三维节理岩体之力学行为：3DEC可将岩体视为由许多离散的完整岩块所组成，各完整岩块可以模拟成刚体或可变形体；而各完整岩块间为节理所分

个别元素法于三维岩体力学行为之应用

杨长义 陈志民 陈锦清

淡江大学土木工程学研究所

中兴顾问社大地力学研究中心

摘 要

本文利用三维个别元素分析法程序(3DEC)，仿真三维规则节理岩体在单轴与真三轴应力下之变形与强度特性。主要研究结果如下：(1) 3DEC可用以定性分析三维节理岩体力学机制，利用该程序可简易探讨任何节理分布位态下之力学行为，免除物理模模型仿真试验之困难；(2) 多轴应力下岩体之异向性行为亦可透过3DEC模拟分析，定性上均与物理现象相互一致；(3)在节理间距、劲度比较大的岩盘较需要比对二维与三维分析之差异。

一、前 言

自然界岩体多处于真三轴应力状态下，以往受限于分析工具与实验设备，岩石工程之分析大多局限于二向度分析，对三维岩体行为之模拟则较少[1]。例如目前可用于分析具大变形特性之离散岩体的程序如DDA[2]、UDEC[3]均局限于对二维问题的解析；而3DEC[4]程序系以个别元素法(distinct element method)在UDEC基础下发展而成之数值分析程序，正可用以仿真三维节理岩体之力学行为：3DEC可将岩体视为由许多离散的完整岩块所组成，各完整岩块可以模拟成刚体或可变形体；而各完整岩块间为节理所分

个别元素法于三维岩体力学行为之应用

杨长义 陈志民 陈锦清

淡江大学土木工程学研究所

中兴顾问社大地力学研究中心

摘 要

本文利用三维个别元素分析法程序(3DEC)，仿真三维规则节理岩体在单轴与真三轴应力下之变形与强度特性。主要研究结果如下：(1) 3DEC可用以定性分析三维节理岩体力学机制，利用该程序可简易探讨任何节理分布位态下之力学行为，免除物理模模型仿真试验之困难；(2) 多轴应力下岩体之异向性行为亦可透过3DEC模拟分析，定性上均与物理现象相互一致；(3)在节理间距、劲度比较大的岩盘较需要比对二维与三维分析之差异。

一、前 言

自然界岩体多处于真三轴应力状态下，以往受限于分析工具与实验设备，岩石工程之分析大多局限于二向度分析，对三维岩体行为之模拟则较少[1]。例如目前可用于分析具大变形特性之离散岩体的程序如DDA[2]、UDEC[3]均局限于对二维问题的解析；而3DEC[4]程序系以个别元素法(distinct element method)在UDEC基础下发展而成之数值分析程序，正可用以仿真三维节理岩体之力学行为：3DEC可将岩体视为由许多离散的完整岩块所组成，各完整岩块可以模拟成刚体或可变形体；而各完整岩块间为节理所分

个别元素法于三维岩体力学行为之应用

杨长义 陈志民 陈锦清

淡江大学土木工程学研究所

中兴顾问社大地力学研究中心

摘 要

本文利用三维个别元素分析法程序(3DEC)，仿真三维规则节理岩体在单轴与真三轴应力下之变形与强度特性。主要研究结果如下：(1) 3DEC可用以定性分析三维节理岩体力学机制，利用该程序可简易探讨任何节理分布位态下之力学行为，免除物理模模型仿真试验之困难；(2) 多轴应力下岩体之异向性行为亦可透过3DEC模拟分析，定性上均与物理现象相互一致；(3)在节理间距、劲度比较大的岩盘较需要比对二维与三维分析之差异。

一、前 言

自然界岩体多处于真三轴应力状态下，以往受限于分析工具与实验设备，岩石工程之分析大多局限于二向度分析，对三维岩体行为之模拟则较少[1]。例如目前可用于分析具大变形特性之离散岩体的程序如DDA[2]、UDEC[3]均局限于对二维问题的解析；而3DEC[4]程序系以个别元素法(distinct element method)在UDEC基础下发展而成之数值分析程序，正可用以仿真三维节理岩体之力学行为：3DEC可将岩体视为由许多离散的完整岩块所组成，各完整岩块可以模拟成刚体或可变形体；而各完整岩块间为节理所分

FLAC3D与3DEC特性简介

FLAC3D主要适于模拟计算地质材料和岩土上程的力学行为。特别是材枓达到屈服极限后产生的塑性流动、材料通过单元和区域表示，根据计算对象的形状构成相应的网格。每个单元在外载和边界约束条件下，按照约定的线性或非线性应力—应变关系产生力学响应。由于FLAC3D程序主要是为岩上工程应用而开发的岩石力学计算程序，程序中包括了反映地质材料力学效应的特殊计算功能，可计算地质类材料的高度非线性(包括应变硬化/软化)、不可逆剪切破坏和压密、粘弹(蠕变)、孔隙介质的应力－渗流耦合、热－力耦合以及动力学行为等。

FLAC3D程序设有多种本构模型： (1)各向同性弹性材料模型； (2)横观各向同性弹性材枓模型； (3)莫尔—库仑弹塑材料模型； (4)应变软化/硬化塑性材科模型； (5)双屈服塑性材料模型； (6)遍布节理材料模型；

(7)空单元模型，可用来模拟地下硐室的开挖和煤层开采；

另外，程序设有界面单元，可以模拟断层、节理和摩擦边界的滑动、张开和闭合行为。支护结构如砌衬、锚杆、可缩性支架或板壳等与围岩的相互作用也可以在FLAC3D中进行模拟。同时、用户可根据需要在FLAC3D中创建自己的本构模型，进行各种特殊修正和补充。

FLA

FLAC3D与3DEC特性简介

FLAC3D主要适于模拟计算地质材料和岩土上程的力学行为。特别是材枓达到屈服极限后产生的塑性流动、材料通过单元和区域表示，根据计算对象的形状构成相应的网格。每个单元在外载和边界约束条件下，按照约定的线性或非线性应力—应变关系产生力学响应。由于FLAC3D程序主要是为岩上工程应用而开发的岩石力学计算程序，程序中包括了反映地质材料力学效应的特殊计算功能，可计算地质类材料的高度非线性(包括应变硬化/软化)、不可逆剪切破坏和压密、粘弹(蠕变)、孔隙介质的应力－渗流耦合、热－力耦合以及动力学行为等。

FLAC3D程序设有多种本构模型： (1)各向同性弹性材料模型； (2)横观各向同性弹性材枓模型； (3)莫尔—库仑弹塑材料模型； (4)应变软化/硬化塑性材科模型； (5)双屈服塑性材料模型； (6)遍布节理材料模型；

(7)空单元模型，可用来模拟地下硐室的开挖和煤层开采；

另外，程序设有界面单元，可以模拟断层、节理和摩擦边界的滑动、张开和闭合行为。支护结构如砌衬、锚杆、可缩性支架或板壳等与围岩的相互作用也可以在FLAC3D中进行模拟。同时、用户可根据需要在FLAC3D中创建自己的本构模型，进行各种特殊修正和补充。

FLA

单入口水力旋流器单相流场的数值模拟

摘要：对水力旋流器进行了网格划分，确立边界条件，基于雷诺应力模型( RSM)，采用CFD 软件FLUENT对水力旋流器的切向和轴向速度场、压力场进行了数值模拟研究，并与理论、实验结果进行了对比分析。

关键字：水力旋流器；单相流场；数值模拟；FLUENT

1 前言

水力旋流器是一种用途非常广泛的分离、 分级、分选的设备，由于其结构简单、操作方便、运行和维护费用低等特点被广泛用于工业生产过程中。自20 世纪60年代以来，许多学者应用N- S 方程以及流体连续性方程在旋流器的流场、颗粒运动行为、分离机理等方面做了大量的工作，建立了许多描述湍流的模型。其中较为成熟的模型有：零方程模型、单方程模型、双方程模型、代数应力模型和雷诺应力模型等，但是受到计算机性能的限制，实现起来比较困难，仅限于单一流体的运动情况。20世纪80 年代以来，随着现代测试技术和计算与模拟技术的飞速发展，数值模拟的准确度和可靠性不断提高，模拟值与实际值更为接近。

本文采用雷诺应力（RSM）模型，对单入口水力旋流器的单相流场进行模拟，同时分析其切向速度和轴向速度以及压力场的分布，对溢流管外壁与柱段壁面之间的旋涡数进行预测，从而为更好的分析多相流场提

Fluent算例

课程：计算流体力学

题目：FLUENT软件不同辐射模型

的运用

因热而发出辐射能的现象称为热辐射。辐射与吸收过程的综合结果就造成了以辐射方式进行的物体间的热量传递——辐射换热。辐射换热是高温条件下换热的主要机制，黑体单位时间内发出的辐射热量与导热、对流换热量相比比较大时，应考虑辐射换热。FLUENT可以计算的辐射换热问题包括火焰辐射，表面的辐射加热或冷却，辐射、对流和热传导的耦合换热问题，空调、通风设备中通过窗户的辐射换热，汽车车厢内的热交换分析，玻璃加工、玻璃纤维拉丝和陶瓷加工过程中的辐射换热问题。这五种模型分别是离散换热辐射模型（DTRM）、P-1辐射模型、rosseland辐射模型、表面辐射模型S2S和离散坐标（DO）辐射模型。 实例：

在边长为1m的正方形容器，右侧壁面温度为2000K，左侧壁面温度为1000K，

52

上下壁面均为绝热。重力方向向下，重力加速度设为6.96 10m/s；容器内部

Fluent算例

43

C 1.1030 10J/(Kg K)，kg/mP的介质密度为1000的流体介质，其定压比热 3

10kg/(m s)，热传导率k 15.309w/(m k)。流体的介质普朗特粘性系数

5

p 0.71R 5 10数r

fluent算例

组分传输与气体燃烧

题目：长为2m，直径为0.45m的圆筒形燃烧器结构，燃烧筒壁上嵌有三块厚0.005m，高0.05m的薄板，以利于甲烷与空气的混合。燃烧火焰为湍流扩散火焰。在燃烧器中心有一个直径为0.01m、长0.01m、壁厚为0.002m的小喷嘴，甲烷以60m/s的速度从小喷嘴注入燃烧器。空气从喷嘴周围以0.5m/s的速度进入燃烧器。总当量比大约是0.76，甲烷气体在燃烧器中高速流动，并与低速流动的空气混合，基于甲烷喷口直径的雷诺数约为5700。 一：前处理——利用GAMBIT建立计算模型，其基本结构及网格画法如下图

几何结构示意图

fluent算例

燃烧筒网格图

二：利用FLUENT进行混合器内流动与换热的仿真计算 1:启动FLUENT-2d，显示网格如下图

fluent算例

2迭代计算如，:残差图如下

残差监测曲线

fluent算例

3：显示计算结果，速度分布云图如下：

温度分布云图