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特徴UDEC/3DEC：２次元/３次元個別要素法解析プログラム

機能と特長

UDEC/3DECは、節理性不連続岩盤の安定解析や、動的崩壊過程等が解析可能な２次元/３次元個別要素法プログラムです。

高い汎用性

UDEC/3DECは、岩盤工学、土木工学、資源工学の各分野において､数値解析、試験シミュレーション解析及び設計への適用が可能である個別要素法解析コードです。その解析機能は特別な分野や問題に制限されていないため、ブロック集合体としてモデル化できる対象物に対して、動的、浸透、熱およびそれらの連成問題等、非常に広範囲な問題への適用が可能であり、高い汎用性を持っています。UDEC/3DECは、個別要素法解析ツールとして開発され､様々な地盤岩盤工学問題に対応が可能です。

強力な解析機能

UDEC/3DECは、解析対象をブロック形状の非連続体としてモデル化し、運動方程式及び力・変位（応力・ひずみ）関係式を交互に陽的な計算式で解くことにより個々のブロックの動きを大変形に至るまで追跡できます。ブロックの材料非線形特性、非連続面のジョイント非線形特性も考慮が可能です。接触・剥離の自動認識・再認識機能により、破壊モード・き裂進展シミュレーションを行うことも可能です。

陽解法と個別要素法 (DEM)

UDEC/3DEC：概要

UDEC/3DECにおいて、非連続体ブロック集合体の運動および相互作用は、運動方程式を中央差分による時間進行法によって精度良く求められています。 疑似静的な問題に対しても同じ動的解法が用いられ、物理的に不安定な問題へも適応されます。

時間に関しては、陽解法による計算サイクルにより、運動法則と力・変位関係式をセットとして交互に解いていきます。 個々のブロックは剛体だけでなく、変形体としても扱うことができます。 変形体ブロックはプログラム内部で自動的に有限差分メッシュに分割されることにより、線形および非線形応力・ひずみ構成則での考慮が可能となっています。 また、ブロックの動きの追跡及び変形の計算は、Lagrangian法に基づいています。 このような原理により、個々のブロックの変形、ブロック間の剥離・すべりなど非連続特性および大変形の考慮のみでなく、構造要素（支保工）の考慮、動的、浸透、熱およびそれらの連成問題等の取り扱いが可能なっています。

柔軟なカスタマイズに対応。（FISH言語搭載）

ITASCA社のソフトウェアには、内蔵プログラミング言語：FISHが装備されています。ユーザーが新しい変数や関数を定義できるこの機能により、計算途中でのコード内部の変数の出力や変数への代入さえもコントロールでき、特別な構成則、独自の材料特性の定義や、ユーザー関数の組み込み、境界条件のコントロール、荷重載荷コントロール、物性の変更、任意プロット関数の作成、パラメータスタディの自動化など、ユーザーによるカスタマイズに柔軟に対応できます。

   　

豊富な利用実績

UDEC/3DECは、コンサルタント、大学、研究機関において長年にわたって使用されてきた実績があります。UDEC/3DECは、40カ国以上、1000人を超えるユーザーにより、もっとも利用範囲の広い、地盤工学の数値解析ツールのひとつとして全世界で使用されています。

豊富な計算機能

  • 不連続体の大変形（滑動と剥離を含む）のシミュレーションが可能です。
  • 不連続体を任意多角形（凹面、凸面を含む）、多面体のブロック集合体として表現できます。
  • 不連続面はブロック間の境界条件として表現します。
  • 不連続ブロックの相対運動は法線方向と接線方向における、それぞれの線形、非線形力―変位運動則に従います。
  • 陽解法により、不安定な物理現象にも解析の安定性が確保できます。
  • ジョイント内部の流体と間隙水圧の計算が可能です。
  • ブロック内部の間隙水圧の考慮が可能です。（UDEC）
  • 剛体、変形体、又はそれらが混在したモデルの取り扱いが可能です。変形体ブロック内部の計算メッシュは自動分割されます。
  • 材料モデル、接触面モデルライブラリを装備しています。
    • 非連続面（ジョイント面）特性ライブラリ
      • Mohr-Coulombすべりモデル
      • C-Yモデル
      • B-Bモデル（UDECオプション）
    • 変形体特性ライブラリ
      • 線形（弾性）
      • Mohr-Coulomb塑性
      • Drucker-Prager塑性
      • 異方性塑性（Ubiquitous Joint）
      • ひずみ軟化／硬化
  • 掘削解析のための「Null block」、埋め戻しシミュレーションのための非線形材料モデルの考慮が可能です。
  • 伝達境界と任意入力波が考慮可能な動的解析機能がありま す。（UDEC：3DECは別途オプション追加が必要）
  • ブロック内部または不連続面とカップリングできる構造要素（非線形ケーブル要素含む）の考慮が可能です。
  • トンネルジェネレータおよび確率的分布を考慮可能なジョイントジェネレーターを装備しています。
  • 熱伝導・熱伝達による熱応力解析機能があります。（UDEC：3DECは別途オプション追加が必要）
  • 散逸エネルギーなどの計算が可能です。
  • 無限地盤の表現を可能にする境界要素を用意しています。（UDEC）
  • 無限領域問題に対応するための多面体要素を用いた放射状メッシュ自動生成機能があります。（3DEC）
  • 内蔵プログラム言語（FISH）によるユーザー関数の組み込み機能があります。
  • 種々の図化出力フォーマットに対応しています。(ＢＭＰ,ＪＰＥＧ,ＤＸＦ,ＰＣＸ)