第四章、 程式架構與分析流程
4.3 Visual Basic程式實作
4.3.3 輔助分析程式之功能
輔助分析程式之主要視窗包括:模型建構、參數設定、邊界條件、
施加荷載、求解、結果輸出、轉換程序、案例等。其基本功能簡介如 下:
1. 模型建構:一般常用之基本模型設定,輔助程式之模型建構功能 視窗如圖4.4,此視窗之功能包含使用手冊中所敘述之一般基本模 型。對於一般簡易之地形建構是採用堆疊基本模型方式建構模 型,圖4.5 為FLAC3D使用手冊中內建的基本模型。
圖4.4 模型建構視窗
圖4.5 FLAC3D內建基本模型
2. 參數設定:輔助分析程式之參數設定功能視窗,如圖 4.6 所示。此 功能視窗僅針對FLAC3D 中內建的數個基本模式加以架構,各模式 之參數設定皆不同。
圖4.6 參數設定視窗
3. 邊界條件:設定相關邊界條件,輔助分析程式之邊界條件功能視 窗如圖4.7,此功能視窗設計對於所建構的模型,定義其應力、位 置的束制行為。
圖4.7 邊界條件視窗
4. 施加荷載:可依需求增加荷重,輔助分析程式之施加荷載功能視 窗如圖4.8 所示,此功能視窗之設計可針對所需施加荷重的位置增 加荷重。
圖4.8 結果輸出暨增加荷重視窗
5. 求解:設定所需求解之參數,建立輔助分析程式之求解功能視窗,
此功能視窗設計針對FLAC3D所包含之後處理結果指令,加以有系 統的整合,好讓使用者能有所依循。
6. 結果輸出:設定匯出之相關參數,輔助分析程式之結果輸出功能 視窗如圖 4.9 所示,此功能視窗設計對於FLAC3D程式輸出指令加 以有系統的整理。
圖4.9 結果輸出暨增加荷重視窗
7. 轉換程序:此功能視窗之設計包含了轉換程序,輔助分析程式之 轉換程序功能視窗如圖4.10 所示,其中包括:
a. Surfer轉換至FLAC
3Db. ANSYS轉換至FLAC
3Dc. Surfer 轉換至 ANSYS
圖 4.10 轉換程序視窗
三種程序係利用FLAC3D 內建語言FISH加以撰寫,關於各種轉換 程序之用法,在輔助分析程式之說明選項中有詳細之介紹。本研究所 建立之三種轉換程序係考慮不同需求後加以建構,例如Surfer轉換為 ANSYS係考慮複雜不規則地形;ANSYS轉換為FLAC3D同屬上者;
Surfer轉換為FLAC3D係考慮均質不規則地形。圖 4.10 為ANSYS轉換 FLAC3D之操作視窗。以下針對以上三種轉換程序加以介紹。
a. Surfer 轉換為 ANSYS (1) 轉換概念
將Surfer 所輸出之檔案轉換為 ANSYS 可讀取之格式。
圖4.11 Surfer 輸出檔案格式
圖 4.11 為節錄部分 Surfer 輸出的檔案格式後之型式,其分別代 表為地形的 X、Y、Z 分量之高程,利用轉換概念,可將 Surfer 輸出 之 X、Y、Z 座標,加上 ANSYS 所能讀取的指令格式,如下圖 4.12 所示。
圖 4.12 將 Surfer 資料轉換為 ANSYS 檔案格式後之型式
(2) 轉換技巧
由於地形資料過於龐大,如果利用如Excel 資料處理工具,則僅 能處理 65,535 筆資料,然而真實地形資料常超過數十萬筆,如果使 用Excel 般之工具會較為麻煩,但若利用 Visual C++程式撰寫一簡易 程式來整理資料,則可增加或減少所需指令,其處理時間僅需數秒。
相較於Excel 工具軟體,所自行撰寫之小程式較為簡便。
(3) 轉換程序
將整理過後資料,匯入ANSYS 進行建模。
b. ANSYS轉換為FLAC
3D(1) 轉換概念
將ANSYS建模後輸出之檔案格式,轉換成FLAC3D可讀取之檔案 格式。圖4.13 為ANSYS建模後輸出之節點檔案,圖 4.14 則是ANSYS 建模後輸出之元素檔案。
圖 4.13 ANSYS 建模後輸出之節點檔案
圖 4.14 ANSYS 建模後輸出之元素檔案
(2) 轉換技巧
其資料處理暨轉換程序與前述第一種方法相同。
(3) 轉換程序
利用 FISH 語言撰寫轉換程序,並配合 VB 予以視窗化。圖 4.15 為視窗化之轉換程序示意圖。
圖 4.15 視窗化之轉換程序
c. Surfer轉換為FLAC
3D(1) 轉換概念
由Surfer輸出之數據可以直接由FLAC3D讀取,圖 4.16 為轉換程序 之程式碼,即FLAC3D 之內建語言。
圖 4.16 轉換程序之程式碼
(2) 轉換技巧
其資料處理暨轉換程序與前述第一種方法相同。
(3) 轉換程序
利用FISH語言將Surfer輸出之X、Y、Z座標,直接轉換成FLAC 3D 軟體能夠讀取之格式。圖4.17 為Surfer數值地形資料轉換為FLAC 3D後 之模型。
圖4.17 Surfer數值地形資料轉換為FLAC3D 後之模型
8. 案例:包含研究中利用建議流程所探討的驗證案例以及真實案例 之解說與命令流,輔助程式之案例功能視窗如圖4.18 所示。
圖 4.18 案例功能視窗