[发明专利]模拟开挖至运行全过程的拱坝三维网格模型自动剖分方法

权利要求书

1.模拟开挖至运行全过程的拱坝三维网格模型自动剖分方法，其特征在于，包括步骤：

S1：根据拱坝的设计资料确定拱轴中心面的x-z平面投影图，根据该x-z平面投影图生成拱坝的二维网格模型；

S2：根据该二维网格模型，建立拱轴中心面的三维空间面网格；

S3：根据该三维空间面网格，生成拱坝的三维空间超单元模型；

S4：对该三维空间超单元模型进行细分，生成拱坝的结构计算超单元模型；

S5：补充开挖区域的三维空间网格，生成可模拟开挖至运行全过程的拱坝三维网格模型；

其中，所述步骤S3中，所述拱坝的三维空间超单元模型的节点生成方法为：

1)确定坝体上下游面的节点；

根据拱轴中心面的(x，z)坐标得到拱圈任意位置的厚度为：

t_c＝f(x,z) (6)

根据拱轴中心面的z坐标，得到左右岸的半中心角α_l和α_r，根据拱轴中心面的三维面网格的(x_c，y_c)坐标，确定三维空间超单元模型对应左岸上游的节点坐标：

其中，λ为软弱夹层出露面和水平面的交角，d为软弱夹层所在区域开挖宽度，λ和d仅在软弱夹层附近考虑；

确定三维空间超单元模型对应左岸下游的节点坐标：

确定三维空间超单元模型对应右岸上游的节点坐标：

确定三维空间超单元模型对应右岸下游的节点坐标：

2)确定坝体对应的基础节点；

①设坝体沿x轴的范围为[x₀,x₁]，与基础接触处坝体的厚度为：

t_cb＝f(x,z_b) (11)

其中，z_b为基础和坝体交界处的坐标；

根据拱轴中心面的三维面网格的(x_c，y_c)坐标，确定三维空间超单元模型对应左岸基础上游的节点坐标：

确定三维空间超单元模型对应左岸基础下游的节点坐标：

确定三维空间超单元模型对应右岸基础上游的节点坐标：

确定三维空间超单元模型对应右岸基础下游的节点坐标：

②对于x＜x₀区域的基础，按以下方式考虑：

t_cb＝f(x₀,z_b) (16)

根据拱轴中心面的三维面网格的(x_c，y_c)坐标，确定三维空间超单元模型对应左岸基础上游的节点坐标：

确定三维空间超单元模型对应左岸基础下游的节点坐标：

③对于x＞x₁区域的基础，按以下方式考虑：

t_cb＝f(x₁,z_b) (19)

根据拱轴中心面的三维面网格的(x_c，y_c)坐标，确定三维空间超单元模型对应右岸基础上游的节点坐标：

确定三维空间超单元模型对应右岸基础下游的节点坐标：

按照公式(6)～(21)确定三维空间超单元模型对应上下游的节点坐标后，生成所述三维空间超单元模型。