巖體是一種材料非均質和多結構面的復雜系統，巖體系統的三維數值建模一直是一個非常具有挑戰性的課題。數值流形法采用兩套獨立的覆蓋系統，可以在一個統一的框架內求解連續和非連續問題，因此數值流形法近年來廣泛應用于各類巖石力學問題。然而，由于缺乏成熟的三維前處理工具，目前的研究主要集中在二維數值流形法上，三維數值流形法在巖石力學問題上的應用非常有限。

　　圍繞三維數值流形法前處理問題，中國科學院武漢巖土力學研究所計算巖石力學團隊提出了一種實用的三維前處理策略來生成數值流形法離散模型。在該方法中，使用易于生成的規則數學網格來覆蓋求解域。同時，利用求解域的物理網格對數學網格進行切割，生成三維數值流形法計算中使用的離散模型。為了提高了該前處理方法的效率，只有與物理網格相交的的數學網格進行切割操作，同時還通過CPU并行進一步提高前處理速度。

　　通過一系列實例來驗證所提出的方法，結果表明，該策略可以有效地建立一些典型巖土工程問題的三維數值流形法離散模型（圖1，圖2），更重要的是，通過程序的并行化，可以顯著減少生成離散化模型的時間。

　　相關研究成果以“A practical parallel preprocessing strategy for 3D numerical manifold method”為題，發表在Science China Technological Sciences上，研究工作獲得了國家自然科學基金項目、中科院青年創新促進會項目和湖北省青年拔尖人才培養計劃項目資助。

　　論文鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s11431-022-2166-5

圖1 具有多種材料的邊坡數值離散模型　　　　

圖2 包含多個夾雜區域巖石試樣的數值離散模型