岩土工程渗流问题之有限单元法：理论、模块化编程实现、开源程序应用

岩土工程渗流问题之有限单元法：理论、模块化编程实现、开源程序应用

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/phyliciafelicia/article/details/136670991

有限单元法在岩土工程问题中应用非常广泛，很多商业软件如Plaxis/Abaqus/Comsol等都采用有限单元解法。尽管各类商业软件使用方便，但其使用对用户来说往往是一个“黑箱子”。相比而言，开源的有限元程序计算方法透明、计算过程可控，用户可根据自己的需求进行必要的修改，这一点对于科研人员特别重要。然而，长期以来由于有限元开源程序的欠缺、教学方法以介绍理论为主、手把手基于Tutorial的实操欠缺、学员编程基础相对薄弱等原因，开源有限元的使用在国内相对较少。然而，科研领域的很多新的东西很难实现在商业软件中（除非通过复杂的二次开发），如果掌握一些开源有限元的基本流程，对科研等工作大有益处。

如何步一步地搭建自己的模型，包括前处理输入文件的准备、计算可执行文件的编译生成、后处理输出文件的可视化等，其中的编程模块尽可能做到让学员零基础开始，通过提供标准程序库使用搭积木、摆乐高的形式模块化进行，加强学员的易上手、可操作性。学员只需了解简单的编程语句结构即可，甚至都不需要懂某种编程语言的具体语法。

有限元编程基础知识

1. 有限单元法基础简介（离散化、存储策略及方程解法、边界条件的处理）
2. 编程语言Fortran及编译工具Intel Visual Fortran(IVF)简介
3. Fortran/Matlab/Julia等开源代码及程序库（geomlib/femlib）简介
4. 水工建筑物渗流模型相关模块及计算流程
5. 水工、市政、工业等相关渗流问题介绍

水工渗流模型搭建

1. 坝基、坝下、围堰渗流

1. Programming the Finite Element Method主程序P1流程讲解
2. 输入文件准备、输出文件（水头分布、渗流量、坝下渗透浮力、水力梯度分布）、IrfanView的安装、Paraview可视化（手把手操作与讲解）、流函数流线解
3. 源代码按需修改与重新编译(如多层岩土体、应用于随空间变异的岩土体参数)

2. 过坝、坝体、自由面渗流

1. ProgFEM主程序P2流程讲解(固定网格法、变网格法)
2. 输入文件准备、输出文件（浸润线、等水头线等）Paraview可视化（手把手操作与讲解）
3. 源代码按需修改与重新编译（如黏土心墙坝、碾压质量不均的土石坝）

市政黏土垫层防渗

环境土工问题一

1. 垃圾填埋场、平原水库等工程的黏土垫层设计简介
2. 黏土垫层竖向渗流ProgFEM主程序P3流程讲解(二维、三维)
3. 输入文件准备、输出文件解释（渗漏量等）、图表绘制（Python）
4. 竖向等效渗透系数、渗透性检测、质量控制

工业污染土固化与稳定后渗流控制

环境土工问题二

1. 工业污染土的固化与稳定（Solidification/Stabilisation）处理技术
2. 大面积污染土固化与稳定后的渗流ProgFEM主程序P4流程讲解（二维、三维）
3. 输入文件准备、输出文件解释（渗漏量等）、图表绘制（Python）
4. 水平向等效渗透系数、渗透性检测、质量控制