3. 有限元模擬系列之Rhino斷層建模

一、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備參見這篇文章,有限元模擬系列之?dāng)?shù)據(jù)搜集。

二、數(shù)據(jù)導(dǎo)入

數(shù)據(jù)導(dǎo)入前一定記得查看犀牛中新建的文檔單位是否和數(shù)據(jù)單位相一致。地質(zhì)數(shù)據(jù)一般以米為單位,犀牛默認(rèn)為毫米。

  • DEM、上中下地殼等分層坐標(biāo)數(shù)據(jù)導(dǎo)入
  • 然后直接嵌面生成面即可。
  • 斷層平面坐標(biāo)數(shù)據(jù)導(dǎo)入

三、斷層坐標(biāo)數(shù)據(jù)投影到DEM面

導(dǎo)入的斷層點(diǎn)是沒有高程的,默認(rèn)處于海拔0m處,我們要把它投影到DEM面上;使用project命令:

project

  • 使用投影曲線project命令,彈出以下對(duì)話框:
    選擇要投影的曲線或點(diǎn)

    松弛:對(duì)于曲線來說,如果投影到曲面上選擇松弛,投影結(jié)果會(huì)是復(fù)線曲線,炸開后是幾段線。
    刪除輸入物件:如果選擇是,則原點(diǎn)、線會(huì)刪掉
    目的圖層:有三個(gè)選項(xiàng),輸入物件目前的、目標(biāo)物件
    方向:選擇投影方向
  • 確定后,再選擇要投影至其上的曲面:


    要投影至其上的曲面、多重曲面和網(wǎng)格
  • 確定即可。

四、斷層面擠出

  • 把投影后的斷層坐標(biāo)連成線
    操作:多重直線(通過數(shù)個(gè)點(diǎn))> 框選所有點(diǎn) > enter;階數(shù)=3,封閉=否;曲線類型選擇控制點(diǎn)好一些,曲線會(huì)相對(duì)光滑一些。
    實(shí)際上,如果斷層軌跡點(diǎn)非常多的話,即使生成的曲線你看著很光滑,但拉伸成面后會(huì)發(fā)現(xiàn)曲面非常不平滑。這就是曲線控制點(diǎn)過多造成的,在Rhino中,控制點(diǎn)越多質(zhì)量越差。我們可以這樣處理,用少量控制點(diǎn)繪制一條曲線,不斷修整其控制點(diǎn)的位置,讓曲線盡量和真實(shí)的斷層軌跡點(diǎn)吻合。在曲線能和軌跡點(diǎn)吻合較好的情況下,控制點(diǎn)越少越好。
  • 曲線擠出為斷層面
    • 方向:第一個(gè)坐標(biāo)輸(0,0,0),第二個(gè)坐標(biāo)輸入斷層切向量。
    • 實(shí)體=否,兩側(cè)=是,使斷層向DEM面兩側(cè)延伸
    • 輸入擠出長度:擠出長度即為斷層延伸長度

五、斷層面混接

斷面產(chǎn)狀變化較大的地方,斷層面如果要連接起來會(huì)非常扭曲,可以將兩斷面各裁剪掉一部分,然后再混接或銜接上。但實(shí)測發(fā)現(xiàn),使用雙軌掃掠效果更好一些,例如,分段斷層面如下:

分段斷層面

  • 使用復(fù)制邊緣命令,重建分段斷層面的邊緣曲線
    復(fù)制邊緣
  • 使用互相銜接命令將分段斷層面的邊緣線銜接起來,盡量使用曲率銜接,如下:
    銜接曲面邊緣線
  • 使用雙軌掃掠,以兩長邊為軌、兩短邊為斷面:
    連接好的曲面
  • 如果覺得還不滿意,可以嘗試一下smooth命令

六、GOCAD和Rhino聯(lián)合使用

有時(shí)候,在GOCAD里已經(jīng)建好斷層模型,如果想導(dǎo)入Rhino中繼續(xù)建模,可以這樣操作:

方法一

  • 將GOCAD里的斷層面導(dǎo)出成點(diǎn)數(shù)據(jù)
  • Rhino里把這些點(diǎn)導(dǎo)入
  • Perspective視圖中,沿點(diǎn)的邊緣繪制一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的邊界曲線
  • 全選中邊界曲線和斷面點(diǎn),然后嵌面,會(huì)生成相應(yīng)的斷層面

方法二

  • 將GOCAD里的斷層面導(dǎo)出成DXF格式
  • 在Rhino中導(dǎo)入DXF
    需要注意的是,導(dǎo)入的圖紙單位和原模型單位一定要相同。
    然后利用將物件轉(zhuǎn)換為NURBS功能將網(wǎng)格轉(zhuǎn)換為曲面,如果網(wǎng)格太多,這步花費(fèi)時(shí)間會(huì)比較多。
    注意單位

    導(dǎo)入DXF后為網(wǎng)格

    如果覺得得到的斷層面不夠光滑,如下:
    產(chǎn)狀變化劇烈的地方,生成的面會(huì)非常差

    可以這樣改善:
    • 沿?cái)鄬用骈L邊各畫兩條軌跡,如下圖紅線
    • 沿?cái)鄬用娑踢?,畫一條斷面線,如下圖黃線
    • 使用雙軌掃掠工具,以兩長邊為軌、短邊為斷面線,進(jìn)行掃掠;如果覺得有必要,可以再添加結(jié)構(gòu)線使其更符合原斷層面。
      雙軌掃掠操作

      修正后的斷層面
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