6穩(wěn)定滲流問題的分析

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1、土壩穩(wěn)定滲流問題的分析 一、問題和條件：土壩穩(wěn)定滲流分析，采用生死單元技術(shù)，迭代計(jì)算浸潤(rùn)線，根據(jù)前次計(jì)算結(jié)果，不斷修改單元的浸潤(rùn)逸出點(diǎn)位置，直到滿足精度要求。本算例的模型比較簡(jiǎn)單，對(duì)均質(zhì)矩形土體穩(wěn)定滲流問題進(jìn)行計(jì)算，上游水頭為+6m，下游水頭為+1m，壩體寬度為4m,壩體高度為6m。試做滲流分析。 滲透系數(shù)k=0.02二、進(jìn)入ANSYS界面 單擊開始?程序~ansys8.0fconfigureANSYSproduct然后在FileManagement中定義WorkingDirectory（工作路徑）如如:class；定義JobName（工作文件名）。如如calculateseepageo

2、fearthdam。 1 三、定義單元及材料定義程序中需要調(diào)用的數(shù)組 運(yùn)行main中parameters—arrayparameters—define/edit—add，接著在對(duì)話框中par選項(xiàng)中輸入數(shù)組名字:nodefour,在Type中選擇Array，在I、J、K中對(duì)應(yīng)輸入4、1、1,然后點(diǎn)擊OK按鈕。 2 Smart,offAntype,staticNROPT,FULLOUTPR,BASIC,ALL新建單元類型 運(yùn)行主菜單Preprocessor—ElementType—Add/Edit/Delete（新建/編輯/刪除單元類型）命令，接著在對(duì)話框中單擊“Add”按鈕新建單元類型。

3、 3 定義單元類型 先選擇單元為Thermalsolid，接著選擇Quad4node55,然后單擊“OK”按鈕確定，完成單元類型的選擇。 4 關(guān)閉單元類型對(duì)話框 回到單元類型對(duì)話框，已經(jīng)新建了Thermalsolid單元，單擊對(duì)話框中“Close”按鈕關(guān)閉對(duì)話框。 5設(shè)置材料屬性 運(yùn)行主菜單Preprocessor—Materialprops—MaterialModels（材料屬性）命令。選擇材料屬性命令后，系統(tǒng)會(huì)顯示材料屬性設(shè)置對(duì)話框，接著在對(duì)話框Thermal中選擇conductivity—Isotropic—在kxx中輸入滲透系數(shù)0.02。點(diǎn)擊OK按鈕。 6關(guān)閉材料屬性對(duì)話

4、框 完成材料屬性的設(shè)置后，可在對(duì)話框右上方單擊兇，關(guān)閉材料屬性設(shè)置。 1 四、建立框架幾何圖形生成節(jié)點(diǎn) 運(yùn)行主菜單PreprocessorfModelingfCreatefNodesfInActiveCS生成節(jié)點(diǎn)于目前坐標(biāo)系統(tǒng)命令。 接著在Nodenumber輸入1，接著依照順序輸入第一點(diǎn)XYZ的坐標(biāo)值為0,0,0,完成輸入后單擊“Apply”按鈕繼續(xù)生成第二點(diǎn)。 如上依次 2 0,6,0 3 4,6,0 2 4,0,0生成線條 運(yùn)行主菜單PreprocessorfModelingfCreateflinesflinesfStraightline,依次選擇節(jié)點(diǎn)1、節(jié)點(diǎn)2,點(diǎn)擊a

5、pply;選擇節(jié)點(diǎn)2、節(jié)點(diǎn)3,點(diǎn)擊apply;選擇節(jié)點(diǎn)3、節(jié)點(diǎn)4,點(diǎn)擊apply;選擇節(jié)點(diǎn)4、節(jié)點(diǎn)1,點(diǎn)擊apply。 3 生成面單元 運(yùn)行主菜單PreprocessorfModelingfCreatefAreasfarbitraryfBylines生成單元命令。 依次選擇線1、線2、線3、線4,完成輸入后單擊“OK”按鈕生成面單元。 4 按等分每條線為32等份的格式分網(wǎng)格 運(yùn)行主菜單PreprocessorfMeshingfSizecntrlsfManualsizeflinesfAlllines，生成一個(gè)對(duì)話框，在Ndiv對(duì)應(yīng)項(xiàng)輸入每條線的等分?jǐn)?shù)目，該例題中輸入32,點(diǎn)擊ok按鈕。

6、 5 劃分網(wǎng)格 運(yùn)行主菜單PreprocessorfMeshingfMeshtool,生成一個(gè)對(duì)話框依次選擇Quad、free，點(diǎn)擊Mesh按鈕。網(wǎng)格劃分完畢。 6 顯示單元和節(jié)點(diǎn)編號(hào) 運(yùn)行下拉菜單中PlotCtrlsfNumbering編號(hào)顯示命令。接著在編號(hào)控制對(duì)話框中將選擇打開Nodenumber和Elementnumber顯示單元編號(hào)，完成后單擊“OK”按鈕。此時(shí)系統(tǒng)將會(huì)以顏色區(qū)分單元編號(hào)。 五、施加荷載并進(jìn)行分析*get,n_max,node,,num,max*get,e_max,elem,,num,max *dim,n_temp,array,n_max *dim,n_

7、pre,array,n_max!壩體前加水頭lsel,s,line,,1nsll,s,1 !獲取最大節(jié)點(diǎn)數(shù)目,用于計(jì)算時(shí)循環(huán)使用!獲取最大單元數(shù)目,用于計(jì)算時(shí)循環(huán)使用!將最大節(jié)點(diǎn)數(shù)目賦值給n_temp變量!將最大節(jié)點(diǎn)數(shù)目賦值給n_pre變量!選擇線條1!選擇線條1的的所有節(jié)點(diǎn) nsel,r,loc,y,0,6!從剛才所選擇的所有節(jié)點(diǎn)中選擇y坐標(biāo)介于0與6的所有節(jié)點(diǎn)d,all,temp,6!給剛選擇的線條上的節(jié)點(diǎn)加溫度6（即為水頭值）!壩體后加水頭lsel,s,line,,3!選擇線條3nsll,s,1!選擇線條3的的所有節(jié)點(diǎn)nsel,r,loc,y,0,l!從剛才所選擇的所有節(jié)點(diǎn)中選擇y坐

8、標(biāo)介于0與1的所有節(jié)點(diǎn)d,all,temp,1!給剛選擇的線條上的節(jié)點(diǎn)加溫度1（即為水頭值）lsel,s,line,,3!重新選擇線條3 nsel,r,loc,y,1,6!從剛才所選擇的所有節(jié)點(diǎn)中選擇y坐標(biāo)介于1與6的所有節(jié)點(diǎn)*get,n_num2,node,,count*dim,n_no2,array,n_num2k=0!獲取剛才選擇的節(jié)點(diǎn)總數(shù)，并賦值給n_num2!建立n_no2數(shù)組為n_num2維 !賦k的初值，用于循環(huán)*do,i,1,n_max*if,nsel(i),eq,1,thenk=k+1n_no2(k)=I!判斷節(jié)點(diǎn)是否選中 !存儲(chǔ)滲流可能逸出點(diǎn)節(jié)點(diǎn)編號(hào)*endif*en

9、ddo *get,n_num,node,,count*dim,n_nu,array,n_numk=0 !獲得滲流出口節(jié)點(diǎn)總數(shù) !定義變量,存儲(chǔ)滲流出口節(jié)點(diǎn)編號(hào) nsel,r,loc,y,0,6!第一次計(jì)算，假設(shè)浸潤(rùn)線逸出點(diǎn)在6m高位置，與上游同高!判斷節(jié)點(diǎn)是否選中*do,i,1,n_max *if,nsel(i),eq,1,thenk=k+1n_nu(k)=I *endif*enddo !存儲(chǔ)滲流出口節(jié)點(diǎn)編號(hào)*do,i,1,n_num d,n_nu(i),temp,ny(n_nu(i))!定義下游面總水頭值*enddoallsel,allfinish/solusolvefini

10、shconutt=20dd_heat=0.001chuk_st=3chuk_maxy2=10E5*do,com_num,1,conutt!第一次計(jì)算完畢 !迭代計(jì)算 !最大循環(huán)次數(shù) !前后兩次計(jì)算，總水頭最大允許計(jì)算差 !出口邊界條件重新設(shè)定的起始點(diǎn)!臨時(shí)變量，用于存儲(chǔ)浸潤(rùn)線出口坐標(biāo)dd_h=0 /post1 set,1*do,i,1,n_max*if,com_num,gt,chuk_st+1,thendd1=n_temp(i)*if,abs(dd1-temp(i)),gt,dd_h,then dd_h=abs(dd1-temp(1)) *endif *endif n_

11、temp(i)=temp(i)!計(jì)算節(jié)點(diǎn)溫度(總水頭) n_pre(i)=n_temp(i)-ny(i)!計(jì)算節(jié)點(diǎn)壓力，總水頭-Y坐標(biāo)*enddo*if,com_num,gt,chuk_st+1,then *if,dd_h,le,dd_heat,then*exit *endif *endif/prep7 *do,i,1,e_max*do,ik,1,4*get,nodefour(ik),elem,i,node,ik!獲取單元四個(gè)節(jié)點(diǎn)編號(hào) *enddotemp_y=(n_temp(nodefour(1))+n_temp(nodefour(2))+n_temp(nodefour(3))+

12、n_temp(nodefour(4)))/4!計(jì)算單元中心點(diǎn)平均溫度press_t=temp_y-CENTRY(i), *if,press_t,lt,0,thenEKILL,i!利用生死單元技術(shù)殺死單元中心點(diǎn)溫度小于節(jié)點(diǎn)y坐標(biāo)的單元ESEL,S,LIVE!激活滿足要求的單元EPLOT *endif *enddo!重新設(shè)定出口邊界條件*if,conutt,gt,chuk_st,then!前CHUK_ST次采用原邊界條件lsel,s,line,,3nsll,s,1 nsel,r,loc,y,1,6 ddele,all,temp!刪除原邊界條件 ii=0chuk_maxy=0*do,jj

13、,1,n_num2*if,n_temp(n_no2(jj)),ge,ny(n_no2(jj)),thend,n_no2(jj),temp,ny(n_no2(jj))!總水頭=Y坐標(biāo)*if,ny(n_no2(jj)),ge,chuk_maxy,thenchuk_maxy=ny(n_no2(jj))*endif*endif *enddo *if,chuk_maxy2,ne,chuk_maxy,then!判斷前后兩次計(jì)算的浸潤(rùn)線出口位置是否相同nsel,r,loc,y,chuk_maxy!選擇最高節(jié)點(diǎn)*if,chuk_maxy,gt,o,then ddele,all,temp!刪除出口最高節(jié)點(diǎn)

14、邊界條件*endif chuk_maxy2=chuk_maxy *endif *endif allsel,all finish /solu solve finish*enddosave七、結(jié)果顯示FINISH!迭代計(jì)算完畢，進(jìn)入后處理/POST1/CLABEL,,1/EDGE,,0/CONTOUR,,,0,1,6 ESEL,S,LIVEEPLOTPLNSOL,TEMP!顯示總水頭云圖PLVECT,TF,,,,VECT,ELEM,ON,0PLVECT,TF,,,,VECT,NODE,ON,0LSEL,S,LINE,,3NSLL,S,1PRRSOL,HEAT!PRINTFLOWRATETHROUGHSOILFSUM,HEAT!計(jì)算滲流量*GET,Q_DAY,FSUM,0,ITEM,HEATALLSEL,ALLSAVE*DO,I,1,N_MAXN_TEMP(I)=TEMP(I)!計(jì)算節(jié)點(diǎn)總水頭(溫度)N_PRE(I)=N_TEMP(I)-NY(I)!計(jì)算節(jié)點(diǎn)壓力，總水頭-Y坐標(biāo)DNSOL,I,TEMP,,N_PRE(I)!將壓力水頭值復(fù)制到節(jié)點(diǎn)*ENDDOPLNSOL,TEMP!顯示壓力水頭云圖FINISH