数值模拟报告(DOC)
300mm单晶硅提拉法生长数值模拟案例报告
300mm单晶硅提拉法生长数值模拟案例报告一、模型背景案例演示了基于FEMAG/CZ生长考虑磁场的300mm单晶硅的工艺过程，目标是模拟评估全局热场，优化加热系统，模拟晶体热应力等分布，最终改善热场和生长工艺，提高晶体质量。
FEMAG/CZ软件是专业化的CZ法晶体生长的模拟软件，也是2015年11月举办的IWMCG-8第八届国际生长模型化会议公认的求解性能和精度最好的晶体生长模拟软件。
国内以新昇半导体公司为代表的优秀企业，成功的应用FEMAG 软件，为300mm单晶硅提拉法生长工艺研发提供了建设性的帮助。
FEMAG/CZ的模拟可以是反向模拟或直接模拟。
前者通过定义晶体形状和单晶生长速度来计算加热器功率和其它未知变量，如温度场、流场、应力和掺杂和杂质等的分布。
后者通过定义加热器功率和单晶生长速度来预测晶体生长形状和上述未知场变量。
二、模型设置FEMAG晶体生长模拟过程包括以下几个部分：几何模型的绘制、网格划分、模拟参数的设定、求解、结果分析。
2.1几何模型几何模型采用实际用于生长300mm单晶硅的工业晶体炉构建，模型可以通过CAD文件导入，也可以在FEMAG中自行建模。
图1. 几何模型2.2 网格划分绘制完成几何模型后，划分网格，全模型网格剖分结果如下:图2 全局网格图3 弯液面计算与局部边界层网格FEMAG 可以自动计算弯液面，对熔体、气体交界面进行修正，并考虑表面张力的作用，最终生成更符合真实物理模型的Melt/Gas 弯液面，如上图（1）区域。
对于固液界面以及液相和坩埚界面，存在明显的边界层效应，对于考虑磁场的提拉法生长过程，边界层效应将会更加显著，为了更好地表征该界面区域的速度场分布，也为了模型更好的收敛，软件提供了定制化的界面边界层网格功能，用户可以选择启用。
如上图（2）和（3）区域:2.3 模拟参数的设定2.3.1 工艺条件设定可以在FEMAG 中设定工艺操作条件，如下所示：提拉速率：0.5 mm/h;晶转：-10 RPM ；埚转：5 RPM ；1 2 3外部边界条件（炉子外壁温度）: 300 K。
地下水数值模拟课程实习报告
地下水数值模拟课程实习报告班级：041111姓名：汪青静学号：20111003972一、问题描述及水文地质概念模型建立我们随便设定一个区域，该区域范围X方向最大为3900m，Y方向最大为3475m，深度为约为210m，共分为三层，有一个潜水含水层和两个承压含水层，第一、二层厚度不均，第三层厚度均匀为60m，为了计算的简便，假定该区域的含水层是均质、各向异性。
该区域的正北方向有一个定水头，只在第一、二层，从西向东从250m线性变化至260m，大气降水的渗透率为0.001m/d。
在西南部有一个西南走向的排水沟，在一到三层都有，排水量为5000m3/d。
同时图中还有7口井，抽水量如下(负号为抽水量)：要求计算各层水头分布，并分析各个水井对整个区域流场的影响。
二、数学模型根据模拟研究区的水文地质概念模型，将本区地下水概化为均质各项异性的三维稳定流动问题，其数学模型为：∂(Kx ∂H)+∂(Ky∂H)+∂(Kz∂H)+ε=µs∂HF(x,y,z) t=0 = H0(x,y,z) (x,y,z)∈Ωg(x,y,z) Γ= q(x,y,z) t>0Γ(x,y,z)=H(x,y,z)Kx ∂(∂H)+Ky∂(∂H)+Kz∂(∂H)+P=µd∂Hlimr→oKi∂H∂r=qi i=1、2、3、4、5其中：H—地下水水头函数 mKx,Ky,Kz—水平和垂直方向渗透系数 m/d µs−含水层的单位储水系数 1/mH O—模拟区初始水头 mq—含水层第二类边界单位面积过水断面补给流量 m/dε—源汇项强度（不包括开采强度）m/dΩ—渗流区域Γ—模拟区第一类边界g—排水沟位置算子f—定水头位置算子三、数值方法地下水数值模型的求解方法有很多，如有限差分法、有限单元法等。
实际上，利用有限单元法和有限差分法建立的模型没有太大的差别，对于稳定流问题，在网格剖分和插值方法相同时，两者可以统一起来。
最新FLAC3D数值模拟上机报告
FLAC 3D数值模拟上机报告计算模型分别如图1、2、3所示，边坡倾角分别为30°、45°、60°，岩土体参数为： 密度ρ＝2500 kg/m 3, 弹性模量E ＝1×108 Pa ，泊松比μ＝0.3，抗拉强度σt ＝0.8×106 Pa ，内聚力C ＝4.2×104 Pa ，摩擦角φ＝17°，膨胀角Δ＝20°试用FLAC 3D 软件建立单位厚度的计算模型，并进行网格剖分，参数赋值，设定合理的边界条件，利用FLAC 3D 软件分别计算不同坡角情况下边坡的稳定性，并进行结果分析。
附 换算公式：1 kN/m 3= 100 kg/m 3剪切弹性模量：881100.38510()2(1)2(10.3)E G Pa μ⨯===⨯+⨯+ 体积弹性模量：881100.83310()3(12)3(120.3)E K Pa μ⨯===⨯-⨯-⨯ 一 坡度为30°的情况4025.36604010030°图1 倾角为30°的边坡(单位：m)算例分析： 命令流： new;========================================================== 建立网格模型gen zone brick p0 0 0 0 p1 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 40 size 50 1 10gen zone brick p0 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 74.64 0 60 p4 100 2 40 & p5 74.64 2 60 p6 100 0 60 p7 100 2 60 size 30 1 10;=========================================================;设置边界条件fix x y z range z -0.1 0.1fix x range x 99.9 100.1fix x range x -0.1 0.1fix y;======================;初始地应力的生成model elasprop density 2000 bulk 3e9 shear 1e9set gravity 0 0 -10solveini xdisp 0 ydisp 0 zdisp 0ini xvel 0 yvel 0 zvel 0;===================================;安全系数求解model mohrprop density 2500.0 bulk 8.3E7 shear 3.8E7 coh 42000.0 tens 0.8E6 friction 17 dilation 20 solve fos file slope3dfos1.sav associated安全系数：最终计算边坡稳定性系数为1.453图1 网格剖分图图2 速度矢量图图3 速度等值线图图4 位移等值线图图5 剪应变增量云图二 坡度为45°的情况1004060404045°图2 倾角为45°的边坡(单位：m)算例分析：命令流： new;========================================================== 建立网格模型gen zone brick p0 0 0 0 p1 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 40 size 50 1 10gen zone brick p0 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 60 0 60 p4 100 2 40 &p5 60 2 60 p6 100 0 60 p7 100 2 60 size 30 1 10;========================================================= ;设置边界条件fix x y z range z -0.1 0.1 fix x range x 99.9 100.1 fix x range x -0.1 0.1 fix y;====================== ;初始地应力的生成 model elasprop density 2000 bulk 3e9 shear 1e9 set gravity 0 0 -10 solveini xdisp 0 ydisp 0 zdisp 0 ini xvel 0 yvel 0 zvel 0;=================================== ;安全系数求解 model mohrprop density 2500.0 bulk 8.3E7 shear 3.8E7 coh 42000.0 tens 0.8E6 friction 17 dilation 20 solve fos file slope3dfos1.sav associated 安全系数：最终边坡的稳定性系数为1.14图1 网格剖分图 图2 速度矢量图图3 速度等值线图 图4 位移等值线图图5 剪应变增量云图三 坡度为60°的情况100406048.454060°图3 倾角为60°的边坡(单位：m)算例分析：命令流： new;========================================================== 建立网格模型gen zone brick p0 0 0 0 p1 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 40 size 50 1 10gen zone brick p0 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 51.55 0 60 p4 100 2 40 & p5 51.55 2 60 p6 100 0 60 p7 100 2 60 size 30 1 10;========================================================= ;设置边界条件fix x y z range z -0.1 0.1 fix x range x 99.9 100.1 fix x range x -0.1 0.1 fix y;====================== ;初始地应力的生成 model elasprop density 2000 bulk 3e9 shear 1e9 set gravity 0 0 -10 solveini xdisp 0 ydisp 0 zdisp 0 ini xvel 0 yvel 0 zvel 0;=================================== ;安全系数求解 model mohrprop density 2500.0 bulk 8.3E7 shear 3.8E7 coh 42000.0 tens 0.8E6 friction 17 dilation 20 solve fos file slope3dfos1.sav associated 安全系数：最终边坡的稳定性系数为0.928图1 网格剖分图图2 速度矢量图图3 速度等值线图图4 位移等值线图图5 剪应变增量云图四 坡度为60°的边坡开挖情况开挖后坡面原始坡面345°45°100406048.454060°算例分析：命令流： new;========================================================== 建立网格模型gen zone brick p0 0 0 0 p1 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 40 size 50 1 10gen zone brick p0 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 50 0 50 p4 100 2 40 p5 50 2 50 p6 100 &0 50 p7 100 2 50 size 30 1 10gen zone brick p0 53 0 50 p1 100 0 50 p2 53 2 50 p3 63 0 60 p4 100 2 50 p5 63 2 60 p6 100& 0 60 p7 100 2 60 size 15 1 10gen zone brick p0 45.77 0 50 p1 53 0 50 p2 45.77 2 50 p3 51.55 0 60 p4 53 2 50 p5 51.55 2 &60 p6 63 0 60 p7 63 2 60 size 15 1 10 group exc1gen zone wedge p0 40 0 40 p1 50 0 50 p2 40 2 40 p3 45.77 0 50 p4 50 2 50 p5 45.77 2 50 &size 30 1 10 group exc2group section1 range y 0 2 group exc1 group section2 range y 0 2 group exc2 attach face;========================================================= ;定义本构模型 mod elaspro density 2500 bulk 0.83e8 she 0.38e8;================================================================ ;设置边界条件fix x y z range z -.1 .1 fix x range x 99.9 100.1 fix x range x -0.1 0.1fix y;======================;设置重力加速度set gravity 0 0 -10.0;===================================;设定初始条件ini xdisp 0 ydisp 0 zdisp 0ini xvel 0 yvel 0 zvel 0;===================================;开挖mod mohrpro density 2500 bulk 0.83e8 she 0.38e8 fric 17 coh 4.2e4 ten 0.8e6 dila 20mod null range group section1mod null range group section2solve fos file slope3dfos1.sav associated安全系数：最终边坡的稳定性系数为1.36图1网格剖分图图2 速度矢量图图3 速度等值线图 图4 位移等值线图图5剪应变增量云图。
中尺度数值模拟报告
中尺度数值模拟报告中尺度数值模拟是一种重要的气象预报手段，可以对天气过程进行较准确的预测和分析，尤其在短期天气预报中具有很高的实用价值。
以下是一份中尺度数值模拟报告的范例。
报告名称：2021年8月21日北京市短期天气预报预报时间：2021年8月20日15时一、天气概况北京市区今天（8月20日）自早晨以来开始阴雨天气，气温明显下降。
预计明天（8月21日）北京市有小到中雨，其中西南部地区部分地方有暴雨，受降雨影响，气温下降较大，最高气温不超过27℃。
二、气象预报1. 降水预报北京市区明天上午有小到中雨，中午时段转为零散小雨。
西南部地区降水较强，局地有暴雨，建议做好防御准备。
预计24小时内，北京市区累计降水量为10-25毫米，局部西南部地区可能达到30-50毫米。
2. 温度预报明天北京市气温将继续下降，最高气温不超过27℃，最低气温为20℃左右。
各区气温预计变化范围为：东城区、西城区、朝阳区、海淀区、石景山区、丰台区、通州区、房山区、顺义区、门头沟区、昌平区、大兴区、平谷区最高气温均在27℃以下。
3. 风力预报明天北京市区气流较强，东部地区有6-7级偏东北大风，其他区域风力为4-5级偏东北风。
三、预警提示根据气象预报，预计明天北京市西南部地区降水较强，局地有暴雨，建议留意山区洪水和滑坡灾害的可能性，及时采取措施，确保人身安全。
四、评估分析此次天气系统来袭，与强冷空气和副高相互作用使得北京市气温下降，降水增多的趋势很明显。
目前各项数据稳定，预报准确度较高。
综合分析，明天北京市仍有较强的降水和大风天气，需要做好防护措施。
五、预报措施依据气象预报，明天初始化观测方案包括增加对西南部地区的降水监测和洪水及滑坡等风险评估，及时调整预警方案，避免因天气带来的自然灾害。
同时，加强监测台站、拓展网络、科学管理，不断提高短期天气预报的准确率和精度。
大厦基坑开挖数值模拟报告midasGTS
三带数值模拟报告0502
5 1121(3)采空区“三带”数值模拟采空区自然发火防治的首要技术前提是要搞清采空区自燃“三带”的分布范围，它是采空区注氮、堵漏风等技术措施的主要技术依据。
因此采空区“三带”的划分显得尤为重要。
5. 1 1121(3)工作面概况1121(3)工作面位于东一采区13-1煤层第二块段，煤层呈块状及粉末状，煤层产状变化较大，煤层倾向40°左右，倾角13～42°，煤厚3.0～6.0m，平均煤厚4.4m。
工作面平均长130m，宽5.25～6.05m，高3.2～4.0m。
上风巷标高：-448.0m，下顺槽标高：-566.0m。
工作面顶、底板岩性如表5-1所示。
该工作面南侧有1111（3）工作面，与1111（3）工作面下顺槽留设10m煤柱，与1121（1）工作面相邻，高差均在80～100m左右。
其中1111（3）已回采完毕，1121（1）正在回采。
工作面采用区内后退走向长壁式，一次采全高综合机械化采煤法，平均推进速度为93m/月。
根据《精查地质报告》，本矿井恒温带深度为30m，温度16.8℃，地温梯度2.3℃/100m。
工作面实际温度在26～30℃。
工作面实际供风量为1800 m3/min。
该煤层具有自然发火性，自然发火期3～6个月。
瓦斯相对涌出量为 2.52m³/t，绝对瓦斯涌出量为8.84m³/min，矿压为21-24mpa。
表5-1 工作面顶、底板岩性5. 2 采空区“三带”划分指标工作面正常生产时，采空区自燃“三带”处于一个动态的稳定状态。
采空区自燃“三带”主要指散热带、氧化带和窒息带。
散热带内由于冒落不充分，漏风流较大，采空区遗煤气化产生的热量不能积聚，一般不会发生自然发火。
氧化带体积分数又能满足氧化需求，因此最内漏风风速适当，具有热量积聚的条件，O2体积分数往往难以满足氧化容易发生自然发火。
窒息带内由于漏风难以到达，O2需求，一般也不会发生自然发火。
“三带”是客观存在的，但如何划分具有一定的困难。
铸件充型凝固过程数值模拟实验报告
哈尔滨工业大学《材料加工过程数值模拟基础》实验课程铸件充型凝固过程数值模拟实验报告姓名：学号：班级：材料科学与工程学院铸件充型凝固过程数值模拟实验报告实验一：铸件凝固过程数值模拟一、实验目的1．学习有限差分法温度场模拟的数学模型和基本思路；2．掌握用AnyCasting 铸造模拟软件进行温度场模拟的方法。
二、实验原理1．有限差分法温度场模拟的基本思路：设计铸造工艺方案→根据定解条件求解能量方程→揭示凝固行为细节→预测凝固缺陷→改进工艺方案，返回第二步循环。
2．有限差分法温度场模拟的数学模型：222222T T T T L C t x y z t三、铸件凝固模拟过程及参数设置1．凝固模拟过程铸件、浇冒口等三维实体造型（输出STL 文件）→网格剖分、纯凝固过程参数设置等前处理→凝固温度场和收缩缺陷计算模拟数据→后处理得到动态的液相凝固、铸件色温图和缩孔缺陷等文件。
2．参数设置铸件材质：AC1B铸型材质：SM20C初始条件：上下模500℃，侧模400℃，升液管700℃。
边界条件：所有界面与空气间的界面传热系数都为10W/(m 2∙K)，熔融金属液与模具之间的界面传热系数为4000 W/(m 2∙K)，各部分模具间和模具与升液管间界面传热系数都为5000 W/(m 2∙K)。
四、模拟结果图1 冷却时间由于模拟中设置了水冷和空冷条件，所以铸件冷却速度较快。
由图1可知凝固首先发生在铸件表面，铸件的轮辋区厚度较薄，冷却速度比轮辐处冷却快。
内浇口先于轮辐凝固，在内浇口凝固后升液管内铝合金熔液无法对轮毂进行补缩，则在轮毂中最后凝固处容易产生缩松缩孔。
图2 冷却率由冷却率分布情况可知凝固过程中各部分冷却速率不同，可以判断出凝固时内应力较大的区域，在应力较大区域铸件容易产生裂纹缺陷。
由模拟结果中铸件的温度场情况，合理设置工艺参数减少缩松缩孔及裂纹的产生，合理布置冷却水管的分布位置。
实验二：铸件充型过程数值模拟一、实验目的1．学习有限差分法流动场模拟的数学模型和基本思路；2．掌握用AnyCasting 铸造模拟软件进行流动场模拟的方法。
数值模拟报告：利用模型和计算预测结果
数值模拟报告：利用模型和计算预测结果引言：数值模拟在现代科学和工程领域中扮演着重要的角色。
借助数学模型和计算方法，数值模拟可以对复杂的现象和过程进行预测和分析。
基于已知的初始条件和边界条件，数值模拟可以得出一系列预测结果，为决策和规划提供参考。
本报告将介绍数值模拟的基本原理和方法，并通过具体案例阐述其在不同领域的应用。
1. 流体力学模拟1.1 模型基础在流体力学模拟中，最常用的模型是Navier-Stokes方程，它描述了流体在不同条件下的运动。
通过离散化和数值解法，我们可以得到流体的速度、压力、密度等关键参数的分布情况，从而预测流体流动的行为。
1.2 应用实例以风洞实验为例，我们可以利用数值模拟来预测空气在不同气流速度下对建筑物或车辆的压力分布，从而为建筑设计和风力发电规划提供有力的支持。
2. 电磁场模拟2.1 模型基础在电磁场模拟中，通过Maxwell方程组描述电磁场的分布和变化。
通过数值方法，我们可以得到电场、磁场、电流、电荷等关键信息的分布情况，进而揭示电磁场的特性。
2.2 应用实例以电子设备设计为例，我们可以利用数值模拟来预测电磁场对电路中信号传输的影响，优化电路布局和材料选择，提高电子设备的性能和可靠性。
3. 结构力学模拟3.1 模型基础结构力学模拟是通过求解弹性力学方程来分析结构的应力和变形情况。
通过数值方法，我们可以得到结构的位移、应力、应变等关键参数的分布情况，从而评估结构的稳定性和安全性。
3.2 应用实例以桥梁设计为例，我们可以利用数值模拟来预测桥梁在不同荷载下的应力分布和变形情况，为优化桥梁的结构和材料选择提供依据。
4. 生物医学模拟4.1 模型基础生物医学模拟是利用数学模型和计算方法对生物系统进行分析和预测。
通过建立生物系统的数学模型和参数化，我们可以模拟生物过程的动力学和变化，如细胞生长、药物传递等。
4.2 应用实例以药物研发为例，我们可以利用数值模拟来预测药物在人体内的分布与代谢，评估药物的治疗效果和安全性，加速药物研发过程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一部分：数值模拟技术研究文献综述浅析数值模拟技术1．引言近年来，随着我国大规模地进行“西部大开发”和“南水北调”等巨型工程，越来越多的岩土工程难题摆在我们面前，单纯依靠经验、解析法显然已不能有效指导工程问题的解决，迫切需要更强有力的分析手段来进行这些问题的研究和分析。
自R.W. Clough 上世纪60年代末首次将有限元引入某土石坝的稳定性分析以来，数值模拟技术在岩土工程领域取得了巨大的进步，并成功解决了许多重大工程问题。
特别是个人电脑的普及及计算性能的不断提高，使得分析人员在室内进行岩土工程数值模拟成为可能。
在这样的背景下，数值模拟特别是三维数值模拟技术逐渐成为当前中国岩土工程研究和设计的主流方法之一，也使得岩土工程数值模拟技术成为当今高校和科研院所岩土工程专业学生学习的一个热点。
采用大型通用软件对岩土工程进行数值模拟计算，在目前已成为项目科研、工程设计、风险评估等岩土类项目的必须，学习和掌握Ansys、FLAC3D、UDEC 等数值计算软件已成为学校、科研院所对工程从业人员的基本要求。
数值模拟方法主要有限元法、边界元法、加权余量法、半解析元法、刚体元法、非连续变形分析法、离散元法、无界元法和流形元法等，各种方法都有其对应的软件。
2.数值模拟的发展趋势可以说, 继理论分析和科学试验之后, 数值模拟已成为科学技术发展的主要手段之一。
随着软件技术和计算机技术的发展, 目前国际上数值模拟软件发展呈现出以下一些趋势：（1）. 由二维扩展为三维。
早期计算机的能力十分有限，受计算费用和计算机储存能力的限制，数值模拟程序大多是一维或二维的，只能计算垂直碰撞或球形爆炸等特定问题。
随着第三代、第四代计算机的出现, 才开始研制和发展更多的三维计算程序。
现在，计算程序一般都由二维扩展到了三维，如LS-DYNA2D 和LS - DYNA3D、AUTODYN2D 和AUTO-DYN3D。
（2）.从单纯的结构力学计算发展到求解许多物理场问题。
数值模拟分析方法最早是从结构化矩阵分析发展而来，逐步推广到板、壳和实体等连续体固体力学分析，实践证明这是一种非常有效的数值模拟方法。
近年来数值模拟方法已发展到流体力学、温度场、电传导、磁场、渗流等求解计算，最近又发展到求解几个交叉学科的问题。
例如内爆炸时，空气冲击波使墙、板、柱产生变形，而墙、板、柱的变形又反过来影响到空气冲击波的传播，这就需要用固体力学和流体动力学的数值模拟结果交叉迭代求解。
（3）.由求解线性问题进展到分析非线性问题。
随着科学技术的发展，线性理论已经远远不能满足设计的要求。
诸如岩石、土壤、混凝土等，仅靠线性计算理论就不足以解决遇到的问题，只有采用非线性数值算法才能解决。
众所周知，非线性的数值模拟是很复杂的，它涉及到很多专门的数学问题和运算技巧，很难为一般工程技术人员所掌握。
为此，近年来国外一些公司花费了大量的人力和资金，开发了诸如LS- DYNA3D、ABAQUS和AU-TODYN等专长求解非线性问题的有限元分析软件，并广泛应用于工程实践。
这些软件的共同特点是具有高效的非线性求解器以及丰富和实用的非线性材料库。
3．数值模拟的基本原理一般而言，岩、土体处于三向受力状态，其破坏模式往往表现为压-剪破坏和拉伸破坏。
要分析和预测岩、土体在外力作用下的变形、破坏，就需要对其变形、破坏情况进行较为直观地再现。
岩土工程数值模拟正是从岩、土体的受力状态出发，来分析和预测岩、土体破坏情况的一种手段。
其基本原理是以典型试样的物理试验（室内试验或现场试验）获得的强度来表征整个地质体的岩、土体强度，以边界条件替代地质体周围所受的约束条件，借由本构关系表达岩、土体在外力作用下的应力-应变特性，最终了解、预测岩、土体变形破坏情况。
它具有鲜明的时代特征，以计算机为实现平台，是信息化时代的产物。
通过与其它方法（如人工智能、人工生命科学、随机模拟、模糊数学、灰色理论以及分形理论等）交叉共生、相互耦合嫁接，以获得更广阔的发展空间。
从广义上来说，岩、土体的室内试验和原位试验也是一种模拟手段，本文称之为物理模拟。
之所以如此称谓，是因为它们也是为较真实地近似再现岩、土体在其所赋存的环境中所处的受力状态所采用的一种手段。
从这个意义上来说，它与数值模拟的基本原理是相同的，因此，可以将数值模拟称为虚拟实验室模拟。
所不同的是，数值模拟除可以进行常规尺寸模型的模拟外，还可以进行宏观和细观两个层面尺寸模型的模拟，而其输入的参数则需通过物理模拟来提供。
因此，数值模拟是与物理模拟并行发展、相互补充和相互验证的试验系统。
相较于其它方法，数值模拟具有可重复和操作性强，费用低廉，不受模型尺寸控制，可视化程度高的优点，能有效延伸和扩展分析人员的认知范围，为分析人员洞悉岩、土体内部的破坏机理提供了强有力的可视化手段。
当然作为一种分析方法，它也有自身的缺点，主要是易受制于岩、土体结构的描述和模型概化的准确性及合理性；受制于岩、土体物理试验模拟结果的准确性；受制于岩、土体本构关系与实际岩、土体力学响应特性拟合程度的高低。
4.数值分析方法中存在的问题到目前为止，研究计算工程的文章很多，但真正用于实际工程的数值分析方法(例如有限元法等)却较少。
部分原因在于有较多不成功应用的实例。
为什么会有这种情况，原因是多方面的，下面列出几条仅供参考：(1)对岩土工程数值分析方法缺乏系统的知识和深入的理解，出现问题时不知道在什么情况下属于理论问题或数学模型问题；在什么情况下是属于计算方法问题或本构模型问题；在什么情况下是参数的确定问题或计算本身的问题等。
(2)各种本构模型固有的局限性。
具有多相性土的物理力学性质太复杂，难以准确地用数学模型和本构模型描述。
例如邓肯一张模型不能反映剪胀性，不能反映压缩与剪切的交叉影响；模型只能考虑硬化，不能反映软化；模型不能反映各向异性。
剑桥模型也仅能考虑硬化而不能反映软化，不能反映土的剪切膨胀和各向异性，不能用于超固结土等。
(3)现有的试验手段和设备不能提供适当、合理和精确的参数。
靠少数样本点所获得的参数难以准确地描述整个空间场地的物理力学性能；土的参数因土样扰动难以高质量的获取，其精度很差。
有些模型要求较多的参数，但这些参数用常规的试验手段和设备难以获取等。
岩土工程中如何应用精确的数学模型和本构模型是一个值得注意的问题。
在一般结构分析中，因材料的力学性质简单、均匀，不确定性较小，一般采用较精确的数学模型会得到较精确的分析结果。
但就土这种材料而言，因其不确定性非常大，其情况发生了很大的变化。
众所周知，场地土性及其参数勘察结果的精度和准确性是很差的，由此导致既使采用了很精确的数学模型，但因输入参数的精度不能与之相匹配，其计算结果同样会很差。
采用精确的数学模型还会给人造成一种错觉，让人觉得其计算结果也一定会更好、更可靠。
这样可能使人们忽略了精确的数学公式也照样会有出错的可能性。
只有当输入参数的质量和精度很高，并能与数学模型的精度相匹配时，才有可能得到较为准确的计算结果。
5.结语20世纪60年代以后，由于电子计算机的飞速发展使岩土工程数值分析方法得到不断发展和完善，并用于岩土工程实践。
虽然在工程实际使用中数值分析方法存在一些问题，但只要认清问题的实质，并采取措施去解决它，相信随着岩土工程数值分析方法的不断发展及其工程经验的不断积累，在工程实践中将会得到越来越多的应用，它必将成为岩土工程分析中的有力工具。
参考文献[1] 张森，言志信，段建. 边坡开挖数值模拟及其稳定性评价研究[J]. 西部探矿工程. (3).[2] 汪军，刘海波. 边坡稳定性的有限元数值模拟建模[J]. 华北科技学院学报.(0).[3] 陈印东，刘叔灼. 基于强度折减法的边坡稳定性分析[J]. 科学技术与工程.(0).[4] 王浩. 类土质路堑高边坡典型失稳机制与加固工程对策的数值模拟研究[D]. 铁道部科学研究院, 2004.[5] 张超，杨春和. 有限差分强度折减法求解边坡稳定性[J]. 土木工程与管理学报. (4).[6] 郑颖人，赵尚毅，宋雅坤. 有限元强度折减法研究进展[J]. 后勤工程学院学报. (0).[7] 邹宝祥，李明，唐伟华. 某大桥边坡稳定性FLAC3D数值模拟分析[J]. 山西建筑. (3).[8] 郭辉. 山西晋城土质垂直高边坡稳定性计算及数值模拟研究[D]. 西安科技大学, 2011.[9] 郭志柳，陈建东，吴鹏. 填土物理力学性质对路堤边坡稳定性影响的数值模拟[J]. 江西理工大学学报. (9).第二部分：数值模拟技术FLAC 3D上机报告FLAC 3D数值模拟上机题计算模型分别如图1、2、3所示，边坡倾角分别为30°、45°、60°，岩土体参数为： 密度ρ＝2500 kg/m 3, 弹性模量E ＝1×108 Pa ，泊松比μ＝0.3，抗拉强度σt ＝0.8×106 Pa ，内聚力C ＝4.2×104 Pa ，摩擦角φ＝17°试用FLAC 3D 软件建立单位厚度的计算模型，并进行网格剖分，参数赋值，设定合理的边界条件，利用FLAC 3D 软件分别计算不同坡角情况下边坡的稳定性，并进行结果分析。
附 换算公式：1 kN/m 3= 100 kg/m 3剪切弹性模量：)1(2μ+=EG =3.846e7体积弹性模量：)21(3μ-=EK =8.33e7图1 倾角为30°的边坡(单位：m)计算命令流如下： newgen zone brick p0 0 0 0 p1 100 0 0 p2 0 1 0 p3 0 0 40 size 50 1 10gen zone brick p0 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 1 40 p3 74.64 0 60 p4 100 1 40& p5 74.64 1 60 p6 100 0 60 p7 100 1 60 size 30 1 10 fix x range x -0.1 0.1 fix x range x 99.9 100.1 fix yfix z range z 0.1 -0.1 model elasprop density 2500 bulk 3e9 shear 1e9 set gravity 0 0 -10 solveini xdisp 0 ydisp 0 zdisp 0 ini xvel 0 yvel 0 zvel 0model mohrprop density 2500 bulk 8.33e7 shear 3.846e7 c 42000 fric 17 ten 800000 solve fos file slope30.sav associated计算结果如下：图1-a，网格剖分图图1-b，速度矢量图图1-c，速度等值线图图1-d，位移等值线图最终计算边坡的稳定性系数为：Fs＝1.49分析：30°边坡稳定性系数采用的是FLAC3D内置的强度折减法求解，稳定性系数 1.49>1，从稳定性系数系数可以判断该边坡处于安全状态。