FLAC

 

 

معرفی نرم‌افزار

نرم‌افزار FLAC نرم‌افزار مدل‌سازی عددی است که می‌توان به‌وسیله‌ی آن تحلیل‌های ژئوتکنیکی پیشرفته‌ی خاک، سنگ، آب‌های زیرزمینی و مسلح‌کننده‌های زمین را در دو و سه بعد انجام داد. این نرم‌افزار که برای تحلیل و آزمایش مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ توسط مهندسان ژئوتکنیک، عمران و معدن به‌گونه‌ای طراحی شده که بتوان به کمک آن، هر نوع طرح مهندسی ژئوتکنیک را با تحلیل‌های محیط پیوسته سازگار نمود. در نرم‌افزار FLAC فرمول‌بندی تفاضل محدود صریحی به‌کار رفته که به‌وسیله‌ی آن می‌توان رفتارهای پیچیده‌ای را که توسط روش‌های اجزا محدود ضمنی به‌سادگی قابل حل نمی‌باشد، مدل‌سازی کرد. به‌عنوان نمونه مسائلی که شامل گام‌های مختلف تغییرمکان‌ و کرنش‌های بزرگ، رفتار غیرخطی مصالح یا سیستم‌های ناپایدار (تسلیم یا خرابی در سطوح بزرگ یا خرابی کامل) هستند را به راحتی می‌توان با این نرم‌افزار مدل‌سازی نمود.

نرم‌افزار FLAC در قالب روش حل صریح و با استفاده از المان‌های مرزی که گسل‌ها، اتصالات و خطوط مرزی را شبیه‌سازی می‌کند، قادر به مدل‌سازی فرایندهای فیزیکی ناپایدار بوده و تحلیل‌های کرنش بزرگ را انجام می‌دهد. به همین منظور این نرم‌افزار 17 مدل درون‌ساخته برای مصالح، جریان آب زیرزمینی، محاسبات مکانیکی جریان، مدل‌سازی المان‌های سازه‌ای، رسم توزیع آماری کلیه‌ی ویژگی‌ها، مش‌بندی مجدد اتوماتیک حین حل و زبان برنامه‌نویسی (FISH) را در اختیار کاربران قرار داده‌ می‌دهد.

نرم‌افزار FLAC یک برنامه‌ی تفاضل محدود است که به دو صورت دوبعدی و سه‌بعدی برای محاسبات مهندسی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این برنامه رفتار سازه‌هایی که در آن خاک، سنگ و یا سایر مصالحی که ممکن است بعد از حد تسلیم به حالت پلاستیک برسند را شبیه‌سازی می‌کند. مصالح می‌توانند به‌وسیله‌ی المان یا زون به نرم‌افزار معرفی شوند. این نرم‌افزار در اصل برای مهندسین ژئوتکنیک و معدن طراحی شده‌ است؛ با این حال این برنامه با توجه به توانایی‌ها و قابلیت‌های گسترده‌ای که دارد می‌تواند برای حل مسائل پیچیده‌ی مکانیکی در رشته‌های دیگر مهندسی نیز استفاده شود. مدل‌های متنوعی که در این برنامه تعریف شده‌ است به مهندسین اجازه می‌دهد که مسائل مختلفی را با استفاده از تحلیل‌های غیرخطی مدل کنند. این نرم‌افزار دارای قابلیت‌های دیگری نیز هست که در زیر می‌توان به چند نمونه از آن‌ها اشاره کرد:

  • زون‌هایی برای ایجاد سطح مشترک که از طریق آن می‌توان صفحات لغزش‌ یافته یا جداشده را شبیه‌سازی نمود
  • مدل‌های کرنش صفحه‌ای، تنش صفحه‌ای و تقارن محوری
  • مدل‌های آب زیرزمینی و تحکیم خاک
  • مدل‌های المان سازه‌ای برای شبیه‌سازی تکیه‌گاه‌های سازه‌ای (مانند حایل‌های تونل، سیستم‌های میخکوبی، راک بولت‌ها و یا پی‌های عمیق)
  • توانایی تحلیل دینامیکی مسائل
  • توانایی مدل‌سازی ویسکوالاستیک و ویسکوپلاستیک (خزش)
  • توانایی مدل‌سازی حرارتی و نیز مدل‌سازی توام حرارتی، تنش مکانیکی و فشار منفذی
  • توانایی مدل‌سازی جریان دو فاز برای شبیه‌سازی جریان‌های دو فاز در محیط‌های متخلخل (برای مثال شبیه‌سازی دو جریان مختلف آب و نفت یا آب و گاز)
  • قابلیت اضافه نمودن مدل‌هایی که با استفاده از زبان برنامه‌نویسی C++ نوشته می‌شوند

 

نرم‌افزار FLAC همچنین دارای یک زبان برنامه‌نویسی قوی به نام FISH می‌باشد که مخفف عبارت FLACish است. با استفاده از زبان برنامه‌نویسی FISH کاربر قادر است تا توابع موردنظر خود را در نرم‌افزار مدل نماید و یا حتی می‌تواند مدل‌های جایگزین شده توسط خود کاربر در برنامه اعمال شود. کاربران می‌توانند به دو صورت مختلف از نرم‌افزارFLAC  استفاده کنند. روش اول با استفاده از منوهای گرافیکی موجود در برنامه است که می‌توان با استفاده از آن از طریق کلیک موس مدل‌سازی‌ اولیه‌ی یک سازه را انجام داد و مسئله‌ی مورد نظر را به‌ سرعت حل کرد. روش دوم روش دستورنویسی است که در آن کاربر موظف است تا با استفاده از زبان دستوری خاص نرم‌افزار، اهداف خود را پیش ببرد. استفاده از روش دستورنویسی پیچیدگی بیشتری نسبت به روش استفاده از منوهای گرافیکی دارد. با این حال روش دستورنویسی دارای مزایای بسیار بیشتری نسبت به روش استفاده از منوهای گرافیکی است. از جمله مزایای استفاده از روش دستورنویسی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • زبان دستوری موجود در نرم‌افزار FLAC بر پایه‌ی دستورهای قابل درکی نوشته و در آن از کلمات معمول زبان انگلیسی استفاده شده‌است. برای مثال دستور APPLY به‌ معنای اعمال نمودن شرایط مرزی در یک مدل است.
  • فایل‌های دستورنویسی FLAC می‌تواند به‌ راحتی توسط یک ویرایشگر متنی اصلاح شود. این قابلیت به کاربر اجازه می‌دهد تا بتواند مطالعات پارامتریک و عددی مختلفی بر روی برنامه‌ی مورد نیازش انجام دهد.
  • دستورهای نوشته شده توسط کاربرد می‌تواند به‌عنوان منبعی برای مطالعات مهندسی مورد استفاده قرار بگیرد. همچنین مهندسین و مشاورین می‌توانند دستورهای نوشته شده را به‌عنوان یک مدرک مستند و معتبر در خصوص مطالعات انجام گرفته به کارفرما ارائه دهند.
  • ساختار دستوری برنامه به کاربر اجازه می‌دهد که بتواند مدل‌های پیش‌فرض مختلفی را برای خود نوشته و آن‌ها را در مسائل و پروژه‌های مختلف به‌کار برد و تغییرات لازم را در هر پروژه در آن اعمال کند.
 

گروه طراح نرم‌افزار

سال 1981 گروه مشاورین Itasca توسط دپارتمان عمران و مهندسی معدن دانشگاه مینه‌سوتا به‌منظور خدمت‌رسانی در زمینه‌های مکانیک سنگ، مدل‌سازی عددی محیط‌های ژئوتکنیکی و فضاهای زیرزمینی تأسیس شد. این گروه که دفتر مرکزی آن در ایالات متحده‌ی آمریکاست، طی سی سال اخیر در زمینه‌های ژئومکانیک، هیدرولوژی و لرزه‌خیزی دانش و تجربه‌ی خود را توأمان مورد استفاده قرار داده و در سال 1986 اولین نسخه از نرم‌افزار FLAC را وارد بازار کرده‌‌اند.

 

تاریخچه‌ی نرم‌افزار

دکتر پیتر کاندال در سال 1986 برای اولین بار نرم‌افزار FLAC را در میکروکامپیوترهای IBM توسعه داد. اولین نسخه‌ی نرم‌افزار FLAC در سال 1986 توسط شرکت مشاور Itasca وارد بازار شده و در سال 1994 در اختیار بیش از 1000 کاربر در سراسر جهان قرار گرفته‌است.

 

کاربرد نرم‌افزار

از نرم‌افزار FLAC در تحلیل‌های پایداری، اصلاح، آب‌های زیرزمینی و سایر تحلیل‌های ژئوتکنیکی در زمینه‌های مهندسی عمران، معدن، نفت و گاز و تولید برق استفاده می‌شود. زمینه‌هایی که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌شود از جمله زمینه‌های کاربردی معمول این نرم‌افزار در علوم مهندسی است.

      مهندسی عمران

        مهندسی معدن

  • شیب‌ها

  • شیب‌ها و تاقچه‌های معادن روباز
  • تونل‌سازی

  • آبگیری و جریان آب
  • شفت‌ها
  • سدهای پسماند
  • حفره‌های زیرزمینی
  • موانع زیرزمنی، شفت‌ها، تونل‌ها، حفره‌ها و گذرگاه‌ها
  • گودبرداری
  • معادن زیرزمینی
  • پی‌ها
  • توده‌ی سنگ‌های پسماند
  • سازه‌های نگهبان
  • انفجار و سنگ‌های انفجاری
  • خاکریزها
  • فرونشست زمین
  • سدهای سنگریزه‌ای و بتنی
  • طراحی خاکریز
  • سازه‌های بندرگاهی

 

  • آبگیری و جریان آب

 

 
 
 

لینک دانلود راهنمای نرم افزار

 

لینک دانلود Demo