本文参考于《块体离散元数值模拟技术及工程应用》一书,稍有修改。

1. 安装系统要求

为了安装并运行3DEC5.0,计算机必须满足如下最低要求:

  1. 处理器运算速度直接影响3DEC模型的计算速度,高速处理器是改善计算效率的主要手段,因此推荐计算机处理器不少于2GHz;
  2. 硬盘空间必须足够安装3DEC(>200MB ),同时还需要不小于100MB的存储空间;
  3. 加载3DEC文件的内存不少于200MB ,通常除了 3DEC 模型所需内存和存储空 间外,计算机还需额外提供0 .5GB ~1 .0GB 的空间以运行Windows系统。如果不能满足, Windows会使用虚拟内存运行,这可能导致3DEC模型计算产生不可预知的损失。因此如果同时运行多个计算,每个模型的计算量不能太大;
  4. 3DEC图形显示也需耗费内存,屏幕的分辨率至少为1024X768像素,并推荐使用至少16色的调色板;
  5. 3DEC可以在32位 或 者 64位电脑上运行,目前支持XP, Vista, Win7, Win8,win10系统;
  6. 3DEC绘图可以直接输出到打印机,也可直接存储为PNG或 BMP等二进制文件;
  7. 3DEC网络版软件,网络密匙可以放在主机上,用户即可在网络上的任何一台计算机上运行3DEC。

2. 软件内存分配

不同版本的 3DEC 所需的内存不同,单精度版本的软件理论上需要 2GB 内存,双精度版本软件内存则受计算机内存限制。同时32位的Windows操作系统也限制 3DEC 内存 不超过1GB。如果只考虑精度和内存问题,推荐使用双精度64位系统,但该系统允许分配的内存超过计算机实际内存,容易导致磁盘数据交换,大大增加求解时间,因此实践中并不适用。

软件内存分配

3. 3DEC文件系统

3DEC 运行和存储时都会产生文件。了解这些文件系统的区别,有助于加深软件的运 用和分析。
(1) 项目文件

项目文件是 3DEC 管理绘图、数据、fish、存储文件的重要途径,同时它也定义了存储项目的文件夹。默认名称为3DEC.3dprj。在一个项目计算开始时,必须首先定义项目文件,否则采用命令行创建的文件会存放到未知位置(通常会在C:\ Documents and Settings \ Administrator文件夹下),这不利于文件的管理,用户不得不在计算后四处查找相关文件。如果项目文件完备,所有的项目相关文件均位于同一文件夹下。

(2) 数据文件

在运行 3DEC 分析时,可以采用界面输入命令,也可以采用数据(命令流批处理)文件进行。该文件由格式化的 3DEC 命令集用户编制的函数等构成,是效率最高的 3DEC 运行方式,文件名与后缀均可任意设置,利用CALL命令导入数据文件即可逐条运行。但为 了好区分各种文件,推荐采用".3ddat” 作为命令输入文件扩展名,采 用 ".fis" 作为 fish函数说明。需要注意:文本命令文件中每一行要采用回车结束,否则本行不会执行, 因此数据文件最后一行可以采用注释或者划线来避免这一问题。

(3) 存储文件

如果在命令栏中输入命令 SAVE,3DEC5. 0 版本的默认存储文件为 3DEC. 3dsav , 当然,可以采用“save + filename” 来设置文件名并保存,但默认后缀 仍为 ".3dsav"。因此利用 SAVE 存储或者采用 RESTORE 命令导入模型时,都不需要加后缀。一个SAVE文件为二进制文件,不能用文本编辑器编辑,它存储了计算参数、模型、变量等数据,可以方便的研究参数变化影响而不需从头开始,因此在一个计算中多设置几个 SAVE 文件是很有用的。

(4) 命令记录文件

当在命令栏中运行 set log on,3DEC 会在默认目录下生成一个标准ASCII字符集编码的字符的数据和文本文件,默认名称为“3DEC. log”,用户可以采用set log filename命令修改名称,该文件的功能是记录所有的屏幕操作命令,一方面可以提供 3DEC 运行记录,另一方面也为计算质量提供保证。

(5) 历程文件

用户在命令栏输入history write n, n 为记录编号,系统会生成一个标准ASCII字 符集编码的字符的数据和文本文件,默认名称为“3DEC. his”,用户可以通过set HISFILE filename 命令修改该默认名称。文件可以用文本编辑器打开,并利用其他数据编辑器绘制曲线等。

(6) 表格文件

“3DEC.tab” 这一文件是用户在命令行中输入 table n write dx 后产生的,其 中 n 为表的编号,dx 为数据的横坐标间距。文件为标准ASCII字符集编码的字符的数据和文本格式,默认输出文件名为“3DEC. tab”,存储于默认的3DEC 文件夹下,用户可 以设定不同的文件名,如 table n write dx filename aaa. tab ,如 果 dx = 0 , 则输出数据为表n 实际的x, y 数据对。

(7) 绘图文件 (plot files)

绘图文件是用户在命令模式运行 plot bitmap filename 后产生的,命令运行后,会 产生一个 PNG 格式的文件。图片默认与命令流存放文件夹一致,为了防止文件找不到, 执行命令最好统一放在项目文件夹内。

4. 计算单位

数值计算本身并没有单位,3DEC 接受多套相匹配的工程单位。使用数值时要注意单位的统一。

计算单位

在转换参数系统时必须小心谨慎,因为错误的参数会导致错误结果,各套参数系统下的转化可以很容易的在网上查阅,在此不作赘述。应注意:在 3DEC 中摩擦角、剪胀角等不需转化,直接输入角度即可。
当选定了一套参数系统后,必须注意不要使计算结果接近计算机硬件的计算限制,如奔腾处理器单精度数字范围是10^-35〜 10^35 , 如果数据超出这一范围,很容易在计算中产生 无法辨别的数据,造成系统崩溃。

5. 主要界面

打开3DEC 后,主界面主要由以下几个界面组成:

3DEC操作界面

6. 运行示例进行学习

有了以上的基础知识后,可以参考3DEC的帮助文档的实例进行学习:进入3DEC 5.2 HelpTutorialsGetting Started 进行学习。

或者参考以下内容:

离散元3DEC软件入门教程篇,图文教程(1)(3DEC Getting Started)

离散元3DEC软件入门教程篇,图文教程(2)(3DEC Getting Started)


长风破浪会有时,直挂云帆济沧海。