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拱坝有限元网格自动剖分程序(2009-04-04 11:29:00)
摘要：拱坝与坝基有限元网格参数化剖分
程序示例
1、概 述：
拱坝是水工三种主要建筑中最省材料、最优美的一种坝型。本程序可实现拱坝与地基组合结构的自动网格剖分，并进行三维显示。拱坝与坝基的网格均采用参数化剖分实现，适合于材料均匀、河道方向结构无变化的地基。模型与剖分参数采用读取文件方式输入。程序采用c++语言编制，绘图采用opengl库函数。成果图如下：（以溪洛渡大坝示例）
注：给定拱坝设计参数文件，使用本程序可在1分钟内自动实现拱坝与坝基的自动建模及有限元网格剖分。
图1 成果图
2、基本剖分思路：
首先对拱坝进行剖分；
将坝基划分为左岸、右岸、底部基础，对三部分基础分别进行剖分；
将拱坝、左岸基础、右岸基础、底部基础合并，消除重合节点。
3、剖分步骤：
第1步、剖分拱坝
以拱厚方向网格数、拱圈高程方向网格数、梁向网格数为基本参数：
图3 拱坝有限元网格图
根据需要设置不同的网格剖分参数，可获得不同疏密程度的网格。
第2步、剖分基础
左岸基础剖分，如图所示，以左岸延伸长度、左岸网格数、底部延伸长度、底部网格数为参数，首先剖分基础与拱坝相连接的部分，
以河道上游延伸长度、上游网格数、下游延伸长度、下游网格数为参数，将左岸部分拉伸，
右岸基础剖分，与左岸类似，如图所示，以右岸延伸长度、右岸网格数、底部延伸长度、底部网格数为参数，首先剖分基础与拱坝相连接的部分，
以河道上游延伸长度、上游网格数、下游延伸长度、下游网格数为参数，将右岸部分拉伸，
剖分大坝底部基础，并向上下游拉伸，拉伸长度和网格数与左右岸基础参数相同，
第3步、组合网格
合并有限元网格，并消除重合节点：
左岸地基
大坝与底部地基
右岸地基
图9 组合有限元网格
4、附 录
附1：剖分参数
拱坝剖分参数：
拱圈左岸上游、下游曲......