CN106055754B - 一种flac3d结构单元后处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种FLAC3D结构单元后处理方法其，包括：步骤1、识别模型中包含的所有结构单元的类型并分类；步骤2、将步骤1中识别到的所有类型的结构单元分为线状单元组和面状单元组，并统计相应组中的结构单元类型的数目；步骤3、初始化线状单元组和面状单元组的计数变量；步骤4、逐单元类型判断其是否属于线状单元组，若是，执行模式一处理流程；若否，执行模式二处理流程；步骤5、判断是否处理完所有结构单元类型，若否，返回步骤4；若是，即处理完成。

Description

一种FLAC3D结构单元后处理方法
技术领域
本发明属于岩土工程数值模拟领域，具体涉及一种FLAC3D结构单元后处理方法。
背景技术
后处理是数值分析至关重要且必不可少的一项工作，现有的各类数值分析软件对于后处理的优化良莠不齐，但均存在一定程度上的过程繁复，操作不便的问题。
FLAC3D经过几十年的迭代更新，至最新的5.01版，依旧没有解决后处理操作复杂，可视化程度不高的问题。特别是针对结构单元的后处理效率低下，自动化程度低，处理过程繁杂，其输出结果往往是一些云图，对于工程技术人员或科研人员而言，这种结果并不能直观反映结构的受力变形特征，因此，这种结果不能完全符合工程应用和科研实践的要求。
现有技术利用FLAC3D自带的log输出方式输出与结果相关的所有数据，然后通过人工筛选的方式，剔除无用的log信息，或选出有用的信息来进行进一步的数据处理。此方式最大的不足就是在于数据的人工筛选，为了获得通用数据处理软件，如excel，origin等所要求的固定格式的数据文件。在筛选阶段面临大量的坐标处理，节点识别，物理参数输出的工作，过程繁复，容易出错。
因此，如何便捷准确地实现FLAC3D结构单元后处理，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
发明内容
发明目的：本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明公开了一种FLAC3D结构单元后处理方法。本发明提供的技术方案是建立在FLAC3D计算完成后，对FLAC3D模型中的包含的应力、位移数据进行提取，并处理成科研人员广泛接受的形式。
技术方案：一种FLAC3D结构单元后处理方法，包括以下步骤：
步骤1、识别模型中包含的所有结构单元的类型并分类，将所有的结构单元分为为梁结构单元、锚索结构单元、桩结构单元、壳结构单元、土工格栅结构单元、衬砌结构单元和实体单元；
步骤2、将步骤1中识别到的所有类型的结构单元分为线状单元组和面状单元组，并统计相应组中的结构单元类型的数目，其中：线状单元组包括梁结构单元、锚索结构单元和桩结构单元，面状单元组包括壳结构单元、土工格栅结构单元、衬砌结构单元和实体单元；
步骤3、初始化线状单元组和面状单元组的计数变量
线状单元组中单元类型数p＝0；面状单元组单元类型数q＝0；
步骤4、逐单元类型判断其是否属于线状单元组，若是，执行模式一处理流程；若否，执行模式二处理流程；
步骤5、判断是否处理完所有结构单元类型，若否，返回步骤4；若是，即处理完成。
进一步地，模式一为用户指定单元ID的后处理模式，适用于线状单元组，其处理步骤如下：
(101)、获取线状单元组内包含的所有结构单元的全局表首地址；
(102)、判断结构单元类型，即判断结构单元属于桩结构单元还是梁结构单元还是锚索结构单元；
(103)、获取结构单元的CID号；
(104)、按结构单元类型分类建立单元ID与CID号之间的一一对应关系，并写入文本文件；
(105)、获取下一个单元地址，并判断该单元是否为空单元，若否，返回步骤(102)，若是，则进入步骤(106)；
(106)、对需要输出的结构单元参量进行写log输出，结果保存为文本文件；
(107)、使用MATLAB载入步骤(106)得到的文本文件，逐行读入，检测预设的关键词，提取其后的有效数据，并写入临时文本文件；
(108)、载入步骤(107)中产生的临时文件与步骤(104)中产生的文本文件，进行ID-CID综合匹配，并获得输出数据；
(109)、对步骤(108)得到的输出数据使用MATLAB的数据绘图功能成图预览，并保存图片文件；
(110)、将步骤(109)中用于成图的数据分类写入Excel表格中，并保存。
进一步地，模式二为用户指定测线的后处理模式，适用于处理面状单元组，其处理步骤如下：
(201)、定义起点、终点坐标及测点的个数以确定一条输出测线；
(202)、根据测点个数均分测线，并计算各测点的坐标；
(203)、获取模型中各测点坐标附近的节点或结构单元的ID号；
(204)、按ID号寻址相应的结构单元或节点，并获取输出参量；
(205)、将获取的参量以ASCII码的格式写入文本文件；
(206)、使用MATLAB载入步骤(205)得到的文本文件；
(207)、根据测线ID统计测线数目；
(208)、按数据类别使用MATLAB的数据绘图功能成图预览，并保存图片文件；
(209)、将步骤(208)中用于成图的数据分类写入Excel表格中，并保存。
本发明通过扩充FLAC3D的fish函数库，并和MATLAB编写的数据处理脚本接口共同协作，实现FLAC3D后处理的自动化、便捷化、可视化。
本发明针对目前FLAC3D数值分析软件后处理方面的存在的一些不足进行了二次开发，实现了FLAC3D后处理的自动化与便捷化，分析结果的呈现形式具有直观易懂，简洁明确的特点，符合科研领域及工程领域报告和论文的特殊要求。
有益效果：本发明公开的一种FLAC3D结构单元后处理方法具有以下有益效果：
1、一定程度上改变了FLAC3D软件的后处理输出方式，提供了后处理输出的交互函数，可以实现输出指定的测线、测点数据。输出的结果格式较为规范。
2、实现了整个后处理过程的自动化，处理过程无需人工参与，极大地降低了人为失误的概率，增强了后处理数据的精确性和可靠性。其自动化处理的方式，极大地提高了后处理的效率。
3、后处理方式具有极大的灵活性和便捷性，可由用户通过调用函数自由输出指定位置或指定构件的结果，其处理结果相对于FLAC3D自带的各类云图而言，更具有直观性，更能被一般科研技术人员接受。
4、通过扩充FLAC3D内置的FISH函数库，配合相应的MATLAB数据处理脚本，解决了FLAC3D后处理的复杂性和重复性问题，实现了FLAC3D结构单元后处理的快速化，便捷化和准确化。
5、最终输出结果中，不仅包含直观的曲线图，也提供了相应图件的绘图数据(excel格式)，方便用户使用其他数据处理软件对其进行进一步处理，体现了数据结果的强大兼容性。
附图说明
图1为本发明公开的一种FLAC3D结构单元后处理方法的流程图。
具体实施方式：
下面对本发明的具体实施方式详细说明。
如图1所示，一种FLAC3D结构单元后处理方法，包括以下步骤：
步骤1、识别模型中包含的所有结构单元的类型并分类，将所有的结构单元分为为梁结构单元、锚索结构单元、桩结构单元、壳结构单元、土工格栅结构单元、衬砌结构单元和实体单元；
步骤2、将步骤1中识别到的所有类型的结构单元分为线状单元组和面状单元组，并统计相应组中的结构单元类型的数目，其中：线状单元组包括梁结构单元、锚索结构单元和桩结构单元，面状单元组包括壳结构单元、土工格栅结构单元、衬砌结构单元和实体单元；
步骤3、初始化线状单元组和面状单元组的计数变量
线状单元组中单元类型数p＝0；面状单元组单元类型数q＝0；
步骤4、逐单元类型判断其是否属于线状单元组，若是，执行模式一处理流程；若否，执行模式二处理流程；
步骤5、判断是否处理完所有结构单元类型，若否，返回步骤4；若是，即处理完成。
进一步地，模式一为用户指定单元ID的后处理模式，适用于线状单元组，其处理步骤如下：
(101)、获取线状单元组内包含的所有结构单元的全局表首地址；
(102)、判断结构单元类型，即判断结构单元属于桩结构单元还是梁结构单元还是锚索结构单元；
(103)、获取结构单元的CID号(即component-ID号，构件的识别码)；
(104)、按结构单元类型分类建立单元ID与CID号之间的一一对应关系，并写入文本文件；
(105)、获取下一个单元地址，并判断该单元是否为空单元，若否，返回步骤(102)，若是，则进入步骤(106)；
(106)、对需要输出的结构单元参量进行写log输出，结果保存为文本文件；
(107)、使用MATLAB载入步骤(106)得到的文本文件，逐行读入，检测预设的关键词，提取其后的有效数据，并写入临时文本文件；
(108)、载入步骤(107)中产生的临时文件与步骤(104)中产生的文本文件，进行ID-CID综合匹配，并获得输出数据；
(109)、对步骤(108)得到的输出数据使用MATLAB的数据绘图功能成图预览，并保存图片文件；
(110)、将步骤(109)中用于成图的数据分类写入Excel表格中，并保存。
进一步地，模式二为用户指定测线的后处理模式，适用于处理面状单元组，其处理步骤如下：
(201)、定义起点、终点坐标及测点的个数以确定一条输出测线；
(202)、根据测点个数均分测线，并计算各测点的坐标；
(203)、获取模型中各测点坐标附近的节点或结构单元的ID号；
(204)、按ID号寻址相应的结构单元或节点，并获取输出参量；
(205)、将获取的参量以ASCII码的格式写入文本文件(数据格式是测线标号+三维坐标+参量)；
(206)、使用MATLAB载入步骤(205)得到的文本文件；
(207)、根据测线ID统计测线数目；
(208)、按数据类别使用MATLAB的数据绘图功能成图预览，并保存图片文件；
(209)、将步骤(208)中用于成图的数据分类写入Excel表格中，并保存。
本发明通过扩充FLAC3D的fish函数库，并和MATLAB编写的数据处理脚本接口共同协作，实现FLAC3D后处理的自动化、便捷化、可视化。
本发明针对目前FLAC3D数值分析软件后处理方面的存在的一些不足进行了二次开发，实现了FLAC3D后处理的自动化与便捷化，分析结果的呈现形式具有直观易懂，简洁明确的特点，符合科研领域及工程领域报告和论文的特殊要求。
上面对本发明的实施方式做了详细说明。但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (1)

1.一种FLAC3D结构单元后处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、识别模型中包含的所有结构单元的类型并分类，将所有的结构单元分为为梁结构单元、锚索结构单元、桩结构单元、壳结构单元、土工格栅结构单元、衬砌结构单元和实体单元；
步骤2、将步骤1中识别到的所有类型的结构单元分为线状单元组和面状单元组，并统计相应组中的结构单元类型的数目，其中：线状单元组包括梁结构单元、锚索结构单元和桩结构单元，面状单元组包括壳结构单元、土工格栅结构单元、衬砌结构单元和实体单元；
步骤3、初始化线状单元组和面状单元组的计数变量
线状单元组中单元类型数p＝0；面状单元组单元类型数q＝0；
步骤4、逐单元类型判断其是否属于线状单元组，若是，执行模式一处理流程；若否，执行模式二处理流程；
步骤5、判断是否处理完所有结构单元类型，若否，返回步骤4；若是，即处理完成，其中：
模式一为用户指定单元ID的后处理模式，适用于线状单元组，其处理步骤如下：
(101)、获取线状单元组内包含的所有结构单元的全局表首地址；
(102)、判断结构单元类型，即判断结构单元属于桩结构单元还是梁结构单元还是锚索结构单元；
(103)、获取结构单元的CID号；
(104)、按结构单元类型分类建立单元ID与CID号之间的一一对应关系，并写入文本文件；
(105)、获取下一个单元地址，并判断该单元是否为空单元，若否，返回步骤(102)，若是，则进入步骤(106)；
(106)、对需要输出的结构单元参量进行写log输出，结果保存为文本文件；
(107)、使用MATLAB载入步骤(106)得到的文本文件，逐行读入，检测预设的关键词，提取其后的有效数据，并写入临时文本文件；
(108)、载入步骤(107)中产生的临时文件与步骤(104)中产生的文本文件，进行ID-CID综合匹配，并获得输出数据；
(109)、对步骤(108)得到的输出数据使用MATLAB的数据绘图功能成图预览，并保存图片文件；
(110)、将步骤(109)中用于成图的数据分类写入Excel表格中，并保存；
模式二为用户指定测线的后处理模式，适用于处理面状单元组，其处理步骤如下：
(201)、定义起点、终点坐标及测点的个数以确定一条输出测线；
(202)、根据测点个数均分测线，并计算各测点的坐标；
(203)、获取模型中各测点坐标附近的节点或结构单元的ID号；
(204)、按ID号寻址相应的结构单元或节点，并获取输出参量；
(205)、将获取的参量以ASCII码的格式写入文本文件；
(206)、使用MATLAB载入步骤(205)得到的文本文件；
(207)、根据测线ID统计测线数目；
(208)、按数据类别使用MATLAB的数据绘图功能成图预览，并保存图片文件；
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