Модуль геомеханика

Модуль Геомеханика расширяет возможности прочностного анализа в геотехнических приложениях

Программное обеспечение для моделирования нелинейных процессов в грунтах, бетоне и горных породах

Для моделирования тоннелей и выработок, анализа устойчивости откосов и подпорных сооружений требуются нелинейные модели материалов, специально адаптированные для геотехнических задач. Модуль Геомеханика является дополнением к модулю Механика конструкций пакета численного моделирования COMSOL Multiphysics^®. В модуле Геомеханика представлены модели материалов, предназначенные для анализа деформаций, пластичности, ползучести, а также повреждения грунтов, горных пород и бетона. Кроме того, в модуль включены стандартные нелинейные модели материалов, описывающие пластичность металлов на основе критериев Мизеса и Треска.

Помимо встроенных моделей материалов вы можете использовать для расчета нестандартные критерии пластичности, добавляя уравнения и функции, включающие полевые переменные, инварианты напряжений и деформаций, а также любые другие производные величины. Кроме того, вы можете задавать свойства материалов в виде зависимостей от любых переменных, например, от температуры или давления.

Для точного и реалистичного анализа явлений и процессов в геотехнических системах вы можете учесть мультифизические эффекты, комбинируя интерфейсы и функциональные возможности модуля Геомеханика с интерфейсами других модулей из набора продуктов COMSOL^®. Например, с помощью инструментов модуля Течение в пористых средах можно моделировать течение жидкости в пористых средах, эффекты пороупругости, процессы переноса массы в растворах, а также теплопередачу в жидкостях и пористых средах.

Модели материалов, представленные в модуле Геомеханика

Модели пластичности грунта

• модель Мора-Кулона
• модель эллиптического предела
• модель усечения в области растяжения
• критерий угла дилатации
• критерий Друкера-Прагера
• критерий Матсуока-Накаи
• критерий Ладе-Дункана

Модели упругопластичных грунтов

• модифицированная модель Кэм-Клей
• модифицированная модель Кэм-Клей для безкогезионных сред
• расширенная Барселонская базовая модель
• модель упрочнения грунта

Модели бетона

• модель Оттосена
• модель Бреслера-Пистера
• Вильяма-Варнке
• модель усечения в области растяжения

Модели горных пород

• оригинальная модель Хука-Брауна
• обобщенная модель Хука-Брауна
• модель усечения в области растяжения

Модели пластичности

• критерий Мизеса
• критерий Треска

Модели ползучести

• объемная
• девиаторная
• потенциальная
• уравнения, заданные пользователем

Модели повреждения материала

• критерий эквивалентных деформаций
• критерий Ренкина
• сглаженный критерий Ренкина
• норма тензора упругих деформаций
• критерий, заданный пользователем
• метод регуляризации
• область развития трещины (crack band)
• метод неявного градиента

Нелинейные модели упругости

• модель Рамберга-Осгуда
• гиперболический закон
• модель Хардина-Дрневича
• модель Дункана-Чанга
• модель Дункана-Селига
• уравнения, заданные пользователем

Приложения для моделирования: повышение удобства расчетов

Среда разработки приложения, включенная в состав пакета COMSOL Multiphysics^®, позволяет создавать приложения для моделирования, которые упрощают рабочий процесс моделирования, предоставляя возможность ограничивать набор входных данных и управлять выводом результатов расчета. При работе с определенными моделями грунтов, горных пород и бетона этот функционал особенно полезен для анализа влияния выбранной модели на результаты расчета.

В приложении можно легко изменять расчетные параметры, например, свойства материалов или параметры геометрической модели, и выполнять моделирование столько раз, сколько это необходимо, без перенастройки всей расчетной модели. С помощью приложений вы можете ускорить процесс проведения своих собственных исследований. Кроме того, можно предоставить доступ к приложениям коллегам, чтобы они самостоятельно выполняли свои расчеты, освобождая ваше время и силы для других задач.

Процедура проста:

1. Преобразуйте вашу сложную модель теплопередачи в приложение с простым пользовательским интерфейсом
2. Настройте приложение, добавляя поля для ввода и вывода нужных данных, которые будут доступны пользователям
3. Используйте продукты COMSOL Server™ или COMSOL Compiler™ для развертывания приложений и предоставьте доступ вашим коллегам или клиентам
4. Позвольте вашим коллегам или клиентам выполнять свои расчеты и исследования без вашей помощи

С помощью приложений вы можете расширить возможности моделирования в пределах вашей рабочей группы, организации, учебного класса или для ваших клиентов.