土石坝静、动力流固耦合可视化分析软件的研发

摘要

土工模型试验和数值计算是解决土石坝等现代大型复杂岩土力学问题最有效的两种手段,其中数值计算因操作简便、可重复性强,所以在重大工程设计中发挥的作用越来越大.近些年来,不少设计和科研院所引进了多款通用数值分析工具,但多数通用软件在解决土石坝等工程问题时仍捉襟见肘.鉴于上述原因,在CAD平台上,利用多种编程语言开发了土石坝静、动力流固耦合可视化分析专业软件,本文重点介绍了该专业软件的相关信息。该软件的计算内核由Visual Fortran 6.0语言编制，在Release格式下编译链接得到可执行程序供软件框架调用启动计算。计算完成后可以从软件框架启动后处理模块绘制出所关心的项目，如坝体的位移与应力分布、面板的应力与挠度、周边缝的张拉与错动、坝体的加速度分布、结点的加速度时程等，从而为研究大坝工作性态提供依据。前处理模块中可以完成网格剖分、材料分区及本构模型参数输入、加载步添加、约束条件设置等。计算模块在设定完材料分区、边界条件及加载过程后，即可返回主操作界面启动计算。后处理模块可以提取平面间题和三维问题任意截面的位移和应力分布。该软件可以绘制坝体位移、应力、孔压等值线，面板挠度及坡向、轴向应力等值线，周边缝、垂直缝和顶峰的拉压和错动分布。只需通过指定起始荷载步和终止荷载步即可绘制出上述物理量在某两级之间的增量，从而为分析计算结果的合理性提供便利。