PFC2d建模及几种方法简介

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复杂边坡模型生成方法(pfc2d)

复杂边坡模型生成方法-PFC2D目前在国内期刊上尚未发现复杂pfc边坡分析案例，这里的复杂主要倾向于模型本身的复杂程度，如岩质边坡复杂地质构造特征。

在以往的pfc学习过程中，曾就层状岩质边坡pfc模型的建立作过一些方法学习，但尚且是处于方法的可行性论证阶段，尽管如此，还是尝试把一些实现想法和坛友们做些说明，希望感兴趣的朋友们在旁观的同时，也作些思考，如果能提出些复杂颗粒模型建立的改进建议或者是有过这方面的经验与大伙分享，那首先谢过。

复杂颗粒模型的建立方法，我的理解不外乎两种方式;1. 膨胀法：那层状边坡模型来说，首先将每个岩性分层通过wall对象分割开，然后对每个分层区域看做为独立对象，并这些独立区域进行颗粒充填，待每个分层充填完后，对模型执行迭代，最终使得颗粒膨胀、挤密压实，当然如果再使用锁固力控制颗粒体状态自然再好不过，最后的操作只需要把岩性分层间的wall删除即可；2. 投掷法：即逐个对每个分层区域进行颗粒充填，这种方法有个要求，即事先需要假定每个区域的孔隙率，就此作为投掷颗粒的终止准则，一旦孔隙率标准达到后，之后的操作就与第一种方法一致了。

在具体模型构建过程中，曾就第一种方法进行了尝试，模型最终效果见附图，就其中的实现细节而言，个人也难于将其一并通过文字表达出来，感兴趣的朋友们如果有疑问的话，欢迎就这些实现细节做讨论。

newset randomset disk onmacro wall_s_stiff '1e30'macro wall_n_stiff '1e30';*******************************************************************;* 通过ball命令建立地层的方法*;* 采用这种方法建立地层,需要将地层边界点按逆时针顺序赋予数组：*;* poly_x、poly_y，随机函数建立ball中心点，判定该点是否在地层边界* ;* 内，在内部则生成粒子。

PFC2d建模及几种方法简介

end_loop end set echo off set x0=0.2 y0=0.4 radius=0.1 set id_start=100 n_col=7 n_row=8 hex set echo on plot set cap size 20 plot add axes black plot add ball yellow plot show
1.1规律排列颗粒流
New def hex xc = x0 yc = y0 rc = radius idc = id_start r2 = 2.0 * radius yinc = radius * sqrt(3.0) loop row (1,n_row) loop col (1,n_col) command ball id=idc x=xc y=yc rad=rc end_command idc = idc + 1 xc = xc + r2 end_loop yc = yc + yinc xc = x0 + radius * (row - (row/2) * 2)
sum = sum + pi * b_rad(bp)^2 bp = b_next(bp) end_loop pmeas = 1.0 - sum / (width * height) end expand get_poros plot wall ball plot show print pmeas save expand.SAV
挤压排斥法
指定颗粒体的半径，不限制颗粒的数目，使足够多的颗粒产生来达到所需要的空隙率。但这种方法所带来的缺点是可能在局部区域造成大面积的颗粒重叠，这将会产生很大的挤压力，从而给予颗粒较大的初始速度，这就可能使得颗粒体脱离墙体的限制。为避免此情况的发生，可通过初始的有限步循环计算将颗粒的动能减至零，然后再计算至平衡态。

PFC2D学习笔记之接触模型

PFC2D的组件（X:\Program Files\Itasca\pfc2d310）：Pfc2d..exe为可执行程序；一组*.dll用于进入PFC2D提供的各种图片格式；另一套用于消息传递接口；其他用于各种内置接触模型。

***wrv.dll为各种接触模型hyswrv.dll为滞后阻尼模型；burwrv.dll为伯格斯模型viswrv.dll为粘滞阻尼模型lf***10N.dll为各种图片格式mpi***.dll为消息传递接口；接触模型（CONTACT CONSTITUTIVE MODELS）：接触模型分为刚度模型、滑动模型、粘结模型。

刚度模型是在接触力和相对位移之间规定弹性关系；滑动模型是在法向和切向力之间建立关系是两个接触球体相对运动；粘结模型是限定法向力和剪力的合力最大值。

接触-刚度模型（Contact-Stiffness Models）有两种接触刚度模型：线性模型和Hertz-Mindlin模型。

线性模型球体和Hertz-Mindlin模型球体之间的接触是不允许的，因为其行为没有定义；Hertz-Mindlin模型球体和粘结模型球体之间的接触也不允许，因为Hertz-Mindlin模型没有定义拉力。

线性接触模型（The Linear Contact Model）线性接触模型通过法向和剪切刚度定义。

两个接触实体的接触刚度假定是串联的，以此来计算联合刚度。

Hertz-Mindlin接触模型Hertz-Mindlin模型是基于Mindlin和Deresiewicz(1953)理论的近似非线性接触公式，仅严格适用于球体接触问题，和剪切中的连续非线性不同，而且，采用了与法向力有关的初始剪切模量。

Hertz-Mindlin模型采用两个参数：两个接触球体的剪切模量G，波松比。

在BALL或GENERATE命令后加上关键字”herz”即可激活Hertz-Mindlin模型。

球与球的接触，弹性参数采用平均值；球与墙接触时，假设墙体为刚体，因此只采用球体的弹性参数。

PFC2D,3D接触模型

PFC2D/3D提供的本构结构模型接触模型-CONTACT CONSTITUTIVE MODELS分为刚度模型、滑动模型跟粘结模型。

刚度模型是在接触力与相对位移之间规定了某种弹性联系;滑动模型是在法向跟切向力之间建立的一种冇关两个接触球体相互运动的模型;粘结模型则限定了法向力跟剪力的合力最大值。

（1）接触刚度模型-Contact-Stiffoess Models接触刚度模型又分为两种接触刚度模型:Hertz-Mindlin模型与线性模型。

Hertz-MindHn模型的球体跟粘结模型的球体之间因为模型没有定义拉力所以不允许存在接触。

而线性模型的球体跟Hertz-Mindlin模型的球体之间由于没有定义其行为,所以也不允许发生接触。

①线性接触模型-The Linear Contact Model通过法向跟剪切两方面的刚度来模拟,假定了一个能把两个接触实体的接触刚度串联起来的前提,以此可以来计算模型的总联合刚度。

②Hertz接触模型该模型是基于Mindlin和Deresiewicz(1953)理论提山的近似的非线性接触公式,但是只适用于球体单元间的接触问题,这同剪切中的连续的非线性有很大差别,并且其还采用了跟法向力存一定关联的初始剪切模量;Hertz-Mindlin模型涉及到两个参数:接触球体间的剪切模量G和泊松比。

球体跟球体接触时,弹性参数是采用平均值;而球体与墙体接触时,可视墙体为刚体,弹性参数只采用球体的。

在运用Hertz接触模型时,尤其时在条件剧烈改变的情况下,时步一般采用较小的安全系数。

(2)滑动模型-The Slip Model考虑到两个接触实体各自的内在特性,滑动模型采用限制剪切力的方式,在张拉时不仅没有法向强度还允许滑动。

除非设置了接触粘结,否则该模型总是激活的。

接触模型与滑动模型都描述了接触处的本构关系;从另外一方面来说,平行粘结模型也阐明了粘结性材料中两个球体间的本构关系。

由于这两种本构关系可以同时发生,所以,在无接触粘结的时候,滑动模型是能够在平行粘结模型中被激活的。

PFC2D培训课件

工具栏介绍
新建按钮
用于创建新的模型
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用于保存当前模型
打开按钮
用于打开已有的模型
导出按钮
用于导出当前模型到其他格式
控制面板介绍
状态栏
显示当前软件的状态信息，如当前操作和光标位置等
命令行
用于输入命令和参数，并实时提供命令提示和帮助
03
pfc2d核心功能
模型建立
软件安装与启动
介绍PFC2D软件的下载、安装和启动流程，以及软件界面概
览。
创建新模型
引导学员如何创建一个新的模型，包括选择模型尺寸、定义
边界条件等。
模型导入与导出
介绍如何将现有模型导入到软件中以及如何将模拟结果导出
以进行进一步分析。
模拟设置
01
02
03
控制方程设置
详细解释PFC2D中控制方程的意义以及如何设置。
材料属性设置
介绍如何在模拟中设置材料的属性，如密度、粘度等。
方式。
结果分析工具
PFC2D软件自带多种结果分析工具，包括应力云图、位移云图、应变云图等，用户可根据
需要选择分析工具。
结果后处理
对于输出的结果，用户可以进行后处理，包括数据平滑、结果优化等，以得到更精确的结
果。
05
pfc2d案例教程
案例一：基本模型模拟
01
02
03
模型描述
介绍PFC2D软件的基本原理和特点，通过一个简单的流体流动案例展示 PFC2D的使用方法。
模拟过程
详细讲解模型的创建、网格划分、边界条件设置、求解器选择等基本操作步骤。
结果展示
展示模拟结果，包括速度、压力、湍流等物理量的分布情况和趋势。

PFC2D培训课件免费阅读

讲解了如何对计算结果进行分析和可视化处理，包括数据提取、图表绘制等。
PFC2D软件发展趋势预测
功能增强
随着计算机技术的不断发展，PFC2D软件将不断完善和增强其功能，提高计算效率和精度。
应用领域拓展
PFC2D软件在岩土工程、地质工程等领域的应用将不断拓展，同时也有望进入新的领域。
与其他软件的集成
05
求解过程控制及结果输出
求解器类型选择及参数设置
求解器类型
根据问题类型和规模选择合适的求解器，如线性求解器、非线性求解器等。
参数设置
针对选定的求解器，设置合适的参数，如迭代次数、收敛精度、步长等，以控制求解过程的效率和准确性。
求解过程监控技巧
进度监控
实时查看求解过程的进度，了解当前迭代次数、残差等信息，以便及时发现问题并调整参数。
可视化工具
利用可视化工具对求解过程进行实时监控，直观地展示迭代过程中的变量变化、收敛情况等。
结果输出格式与查看方法
结果输出格式
根据实际需求选择合适的结果输出格式，如文本、图表、数据库等。
查看方法
通过相应的工具或软件查看结果，如文本编辑器、数据分析软件等。同时，可以对结果进行后处理和分析，以便更好地理解和应用求解结果。
颗粒材料力学
阐述PFC2D在颗粒材料力学研究中的应用，如颗粒破碎、流动和混合等过程的模拟。
工程设计
探讨PFC2D在工程设计中的应用，如建筑结构优化、施工
过程模拟等。
案例分析
提供具体的PFC2D应用案例，包括问题描述、建模过程、
模拟结果分析和结论等。
02
PFC2D软件基本操作
安装与启动步骤
模型验证
在模型修复完成后，可通过简单的算例或实验验证模型的正确性和可靠性，为后续分析和计算奠定基础。

pfc2d别人的建模经验

PFC2D学习初期总结最近学了一段时间PFC2D，由于做课题要用到它，时间又很紧，只是粗粗的学了一下，现将我的学习笔记抄录如下，比较乱一些。

以期对比我更初级的学习者有所帮助。

内存分配当载入PFC程序后，程序将动态分配内存，随着模型的构建，内存相应地增大。

Print memory 将显示当前内存大小。

内存分配当载入PFC程序后，程序将动态分配内存，随着模型的构建，内存相应地增大。

Print memory 将显示当前内存大小。

图形控制在图形模式下，按键M为放大图形，缩小为Shift+M；箭头来移动；Ctrl+G为在彩图与黑白图形间转换；Ctrl+C显示照相机对话框；Ctrl+L为cutting plane；Ctrl+R为恢复图形显示为默认值；Ctrl+Z 为用一矩形框来放大图形局部；F9为重画。

实例new；将球体看成一定厚度的盘子；Note that only mass properties are affected by the SET disk commandset disk on；下面为建立四个直线边壁，分别赋予1~4的编号。

每一直线壁以两点连线建立。

wall id=1 nodes ( 0, -5) (10, -5)wall id=2 nodes (10, -5) (10, 0)wall id=3 nodes (10, 0) ( 0, 0)wall id=4 nodes ( 0, 0) ( 0, -5)；下面为产生500个球，每个球的编号被赋予1~500，产生球的地方在0<x<10,-5<y<-0.5的范围内，而且球的半径在0.08<r<0.13的范围内随机产生；如果产生球的范围不足以产生500个球则系统会给出提示。

gen id=1,500 rad 0.08,0.13 x=0,10 y=-5,-0.5；转入图形显示模式的语句为：plot。

输入这条语句后，程序将由命令模式转到图形模式，即Plot 0\Base>，在此模式下输入的语句都是和plot有关的。

PFC2d建模及几种方法简介ppt课件

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目录
• PFC2d建模概述 • PFC2d建模的基本方法 • PFC2d建模的几种常用方法 • PFC2d建模方法比较与选择 • PFC2d建模实践案例 • PFC2d建模的挑战与未来发展
01
PFC2d建模概述
PFC2d建模的定义
PFC2d（Particle Flow Code in 2 Dimensions）是一种基于离散元方法的二维颗粒流程序。
未来的发展趋势
高效算法开发
针对PFC2d建模计算量大的问题，未来将致力于开发更高效的算法，如并行计算、GPU加
速等。
多物理场耦合
为了更真实地模拟实际问题， PFC2d模型将考虑更多物理场的耦合效应，如温度场、渗流
场等。
跨尺度模拟方法
为了解决多尺度问题，未来将发展更有效的跨尺度模拟方法，如多尺度耦合算法、自适应算
基于数据的建模方法
01
02
03
数据驱动建模
通过收集和分析大量数据，挖掘数据中的规律和模式，建立相应的数学模型。
机器学习
利用机器学习算法，从数据中学习并生成模型，实现对未知数据的预测和分类。
深度学习
采用深度学习技术，构建复杂的神经网络模型，实现对高维数据的处理和分析。
基于知识的建模方法
有限元法
基于变分原理的数值方法
每个单元通过节点相互连接
将连续体离散化为有限个单元
用于求解复杂结构和场问题
有限差分法
基于差分原理的数值方法
用有限的网格节点代替连续的求解域
01
02
03
将求解域划分为差分网格
04
适用于求解偏微分方程和抛物线型方程

PFC2D学习笔记之使用细则

PFC2D术语颗粒：不同特性的颗粒表示紧邻基床面的材料，并沿着节理存在弱面。

墙：模拟边界，刚性光滑实体。

颗粒链：采用一个具有平行粘结的颗粒簇表示。

球：ball可以是球体，也可以是指定厚度的圆盘。

Ball的另一名称即颗粒。

Wall: 有两种墙，标准墙和一般墙。

一般墙在几何形状上和标准墙不同，且一般墙的两边都是激活的。

标准墙是一条或多条线段，并在与颗粒的交界面上任意定义接触特性。

Contact: 球与球或球与墙之间通过点接触相互作用。

接触通过球与球或球与墙的重叠来创建，该重叠与物理变形相对应。

Model boundary: 模型边界。

墙可以用来定义模型边界，或者规定一组球的速度。

CLUSTER：簇，簇内颗粒是粘结在一起的，用来模拟角或块体。

簇与簇之间可以相互作用并近似模拟块体系统的行为。

簇可以表示自然结构，例如块状岩体或任意结构（隧道线或钢筋等）。

簇内颗粒间的粘结可以发生破坏而分离。

聚粒（超级颗粒）：组成聚粒的颗粒彼此间保持固定距离，且不能分开，像一个具有柔性边界的刚体。

DISCONTINUITY：一个间断由块体系统中相互分离的颗粒簇的一个或多个接触组成，并具有不同于颗粒簇内部的接触特性。

间断可以表示岩体中的节理、断层或基岩等。

BOUNDARY CONDITION：边界条件。

INITIAL CONTINUITY: 初始条件。

ID NUMBER: 具有ID号的模型单元有，balls, walls, measurement circles, histories, tables, clumps and plot items. 使用PRINT命令可以得到ID号。

ID号可以由用户指定，也可以有程序自动分配。

RANG：范围，即一个变量的边界。

GROUP: 一组同名的球。

组可以用来限制一些命令仅作用在组内成员上。

CYCLE OR STEP：得到静态解的平衡状态需要经历的计算步数。

Unbalanced force: 不平衡力。

颗粒流方法及PFC2D程序

Example 6
平衡后模型
平衡前模型
挤压排斥法
接触状态的建立
Example 7
ini rad mul 1.60 ; ini rad mul 1.66
边界条件及其初始状态建立
初始状态建立
Example 8
后续工况分析
Example 9
后续工况分析
Example 10
无支护隧洞
后续工况分析
颗粒流方法的基本假定
颗粒流方法在模拟过程中作了如下假设: 1)颗粒单元为刚性体; 2)接触发生在很小的范围内，即点接触; 3)接触特性为柔性接触，接触处允许有一定的“重叠”量; 4) “重叠”量的大小与接触力有关，与颗粒大小相比，“重叠”量很小; 5)接触处有特殊的连接强度; 6)颗粒单元为圆盘形(或球形)。
n0 = 1 − (1 − n) m 2
从而得到平均半径大小为：
R= A始给定的颗粒体最大直径和最小直径的比例r可得到颗粒体半径的上下限：
R 下限：LO = 2 R (1 + r )
RHI = rRLO
上限：
半径扩展法
Example 5
模型
接触力
半径扩展法
Example1
Example2
Example3
颗粒组的压缩
规律排列颗粒流生成规则排列的颗粒流，主要采用FISH语言配合BALL命令，循环生成一系列的颗粒。 Example 4
颗粒组的压缩
不规律排列颗粒流无规则排列，即：对一个给定空隙率的区域，采用颗粒来充填其中需要进行填充的空隙，并确保整个模型保持平衡。对于所能被填充的模型的初始空隙率，是有一个限制值，不能任意小。对于某些空隙率的模型，颗粒的填充可以无接触地排列，对于其它情况的空隙率，颗粒又可以重叠排列。

PFC 建模技巧与工程应用

PFC 建模技巧与工程应用PFC 程序简介颗粒流方法是通过离散单元方法来模拟圆形颗粒介质地运动及其相互作用，它采用数值方法将物体分为有代表性的多个颗粒单元，通过颗粒间的相互作用来表达整个宏观物体的应力响应，从而利用局部的模拟结果来研究边值问题连续的本构模型。

PFC 是颗粒流程序，既可以模拟圆形颗粒的运动与相互作用问题，也可以通过两个或多个颗粒与其直接相邻的颗粒连接形成任意形状的组合体来模拟块体结构问题。

其在岩土工程中的主要模拟对象如图 4.1 所示，PFC 中颗粒单元的直径可以是一定的，也可以按高斯分布规律分布，单元生成器根据所描述的单元分布规律自动进行统计并生成单元。

通过调整颗粒单元直径，可以调节孔隙率，通过定义可以有效地模拟岩体中节理等弱面。

颗粒间接触相对位移的计算，不需要增量位移而直接通过坐标来计算。

§1.1 基本假设颗粒流方法在模拟过程中作了如下假设：（1）颗粒单元为刚性体；（2）接触发生在很小的范围内，即点接触；（3）接触特性为柔性接触，接触处允许有一定的“重叠”量；（4）“重叠”量的大小与接触力有关，与颗粒大小相比，“重叠”量很小；（5）接触处有特殊的连接强度；（6）颗粒单元为圆形(球)。

图1.1 PFC2D的主要模拟对象§1.2 基本理论颗粒流理论在整个计算循环过程中，交替应用力－位移定律和牛顿运动定律,其计算循环过程如图4.2 所示。

通过力－位移定律更新接触部分的接触力。

通过运动定律，更新颗粒与墙(边界)的位置，构成颗粒之间的新接触。

图4.2 计算过程循环图(1) 力－位移定律颗粒流理论通过力－位移定律把相互接触部分的力与位移联系起来，颗粒流模型中接触类型有“球－球”接触与“球－墙”接触两种。

接触力i F 可以分解为切向与法向分量si n i i F F F += （1）式中：n i F 为法相分量，si F 为切向分量法向分量可以根据下式计算i n n n i n U K F = （2）式中：n K 为接触点法向刚度；n U 为“接触”重叠量；i n 为接触面单位法向量。

PFC2D&PFC3D系列介绍

PFC2D&PFC3D系列——为类岩土材料和粒状系统设计的2D和3D微观力学离散元分析软件PFC（Particle Flow Code）是利用显式差分算法和离散元理论开发的微/细观力学程序，它是从介质的基本粒子结构的角度考虑介质的基本力学特性，并认为给定介质在不同应力条件下的基本特性主要取决于粒子之间接触状态的变化，适用研究粒状集合体的破裂和破裂发展问题、以及颗粒的流动（大位移）问题。

与使用FLAC/FLAC3D、UDEC/3DEC不同，PFC不能直接给模型介质”赋”物理力学参数和初始应力条件，所有这些都必须通过不断调整构成模型介质的基本粒子级配组成、接触方式和相应的微力学参数实现。

不同孔隙率下凝灰岩PFC3D模型PFC2D&PFC3D的基本功能：∙介质是颗粒的集合体，它由颗粒和颗粒之间的接触两个部分组成；∙颗粒大小可以服从任意的分布形式；∙接触方式和强度特征是决定介质基本性质的重要因素；∙“接触” 物理模型由线性弹簧或简化的Hertz-Mindlin、库仑滑移、接触或平行链接等模型组成；∙凝块模型支持”奴化” 颗粒或凝块的创建，凝块体可以作为普通形状”超级颗粒” 使用；∙可指定任意方向线段为带有自身接触性质的墙体，普通的墙体提供几何实体；∙“蜂房” 映射逻辑的使用确保了解题时间与系统颗粒数目呈线性（而非指数）增长；∙模拟过程中颗粒和墙体可以随时增减；∙提供了两种阻尼：局部非粘性和粘性；∙密度调节功能可用来增加时间步长和优化解题效率；∙通过能量跟踪可以观察体功、链接能、边界功、摩擦功、动能、应变能；∙可以在任意多个环形区域量测平均应力、应变率、和孔隙率；∙可以实时追踪所有变量并能存储起来和/或绘成”历史” 示图；∙除全动态操作模式外，PFC还提供了准静态操作模式以确保快速收敛到稳定状态解；∙内置接触模型包括：简单的粘弹性模型、简单的塑性模型、以及位移软化模型。

PFC2D&PFC3D的特色：功能强大PFC是以介质内部结构为基本单元（颗粒和接触）、从介质结构力学行为角度研究介质系统的力学特征和力学响应。

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然而，给出一些准则应该有助于模型与原型的匹配，如哪些因素对力学行为的某些方面产生影响，哪些将不产生影响。应该意识到，由于受现有知识的限制，这样的模拟很难。然而，用PFC2D进行试验，对固体力学，特别是对断裂力学和损伤力学，可以获得一些基本认识。
PFC2D能模拟任意大小圆形粒子集合体的动态力学行为。
为此，应先提出一些问题，如系统是否将变为不稳定系统、问题变形的大小、主要力学特性是否非线性、是否需要定义介质的不连续性、系统边界是实际边界还是无限边界、系统结构有无对称性等。
综合以上内容来描述模型的大致特征，包括颗粒单元的设计、接触类型的选择、边界条件的确定以及初始平衡状态的分析。
3)构造并运行简化模型
体积变化等；（7）固体的基本特性研究，如累积破坏、断裂。
6、求解步骤
1)定义模拟对象根据模拟意图定义模型的详细程序，假如只对某
一力学机制的不同解释作出判断时，可以建立一个比较粗略的模型，只要在模型中能体现要解释的机制即可，对所模拟问题影响不大的特性可以忽略。
2)建立力学模型的基本概念首先对分析对象在一定初始特性形成初步概念。
7)解释结果计算结果与实测结果进行分析比较。图形应集中
反应要分析的区域如应力集中区，各种计算结果应能方便地输出分析。
第二部分有限差分法基础介绍
连续介质三维快速拉格朗日有限差分计算方法 ( FLAC3D) 是近20年来逐步成熟完善起来的一种新型数值计算方法,它基于显式差分法来求解运动方程和动力方程,可模拟岩土或其他材料的三维力学行为。其求解时首先将计算区域离散化,分成若干三维单元, 单元之间由节点联结,节点受荷载作用后,其平衡方程(运动方程) 可以写成时间步长为Δt 的有限差分形式,由于采用动态应力松弛显式差分求解技术, 在某一微小的时段内, 作用于该节点的荷载只对周围若干节点有影响。

PFC2D学习笔记之加载-求解-模拟-结果分析

PFC2D学习笔记之加载-求解-模拟-结果分析加载方法加载分为被动加载和主动加载。

被动加载，是指模型内部的改变引起的模型内的加载，这种作用是自动发生的，如开挖，重力加载也属于被动加载的一种，因为重力总是在模拟开始时就设置了的。

需要注意的是，SET GRA VITY命令只是根据颗粒的重度和半径给颗粒施加一个体力，颗粒间的接触力不受该命令影响。

主动加载，由外部施加的速度和力组成。

墙的控制可以给墙施加速度，包括平动和转到。

墙运动时所受到的力和力矩可以用PRINT WALL显示，或用HISTORY WALL跟踪，或用FISH函数对其操作。

还可以用FISH函数创建一个伺服控制机制，给WALL施加速度以使力或力矩保持为常量。

也可以定义WALL的运动方程，使其动态行为像一个惯性实体一样。

颗粒受力控制——应力边界可以用一组平衡力作用在边界颗粒上，以取代WALL，且这组力可以放大或缩小以表示侧应力的变化。

但是，应力控制式边界在颗粒材料内不具有代表性；应变控制式边界更更真实地体现材料内部约束；施加的力边界对于为破坏的粘结材料几乎已经足够了。

颗粒速度的控制一组边界颗粒可以用命令FIX和INIITIAL XVEL,YVEL固定并施加速度。

但是需要用一下FISH函数获取控制颗粒的总反力：fxsum_lh = 0.0fxsum_rh = 0.0bp = ball_headloop while bp # nullif b_xfix(bp) = 1if b_xvel(bp) > 0.0fxsum_lh = fxsum_lh + b_xfob(bp)end_ifif b_xvel(bp) < 0.0fxsum_rh = fxsum_rh + b_xfob(bp)end_ifend_ifbp = b_next(bp)end_loop周期性边界当需要使所求解问题在给定区域循环进行时，使用周期性边界能够减少颗粒数目以计算时间。

PFC2D微观力学离散元分析软件技术参数

基本模块
2
流体分析模块
预购下一版本 V5.0
PFC2D 微观力学离散元分析软件技术参数
PFC2D 微观力学离散元分析软件，特别用于模拟任意性状、大小的二维圆盘集合体的运行及其相互作用的强大颗粒分析程序。除了模拟大体积流动和混合材料力学研究，程序更适合于描述在固体材料中细观/宏观裂纹扩展、破坏累积并断裂、破坏冲击和微震响应等高水平课题的深化研究。微观力学离散元分析软件
1
V 4.0
ITASCA
PFC2D 微观力学离散元分析软件模块技术参数模块名称技术参数 PFC2D 核心模块，为程序基本运行平台，可满足常规分析的需要。主要技术参数如下：静、动力分析能力；多款颗粒流方法接触模型，包括 Linear model、Hertz Model、 SDM Model、 SJM Model、 DS Model、 SV Model、 Burger’s Model、HD Model； FishTANK 功能函数库。流体分析亦可独立运行、或与其他功能模块进行耦合计算，概括地，流体分析多用于孔隙介质流动问题、及其流-固耦合作用相关研究。主要技术参数如下：控制方程为 Navier-Stokes 方程，采用 SIMPLE 求解模式；解决粘性、或无粘性流体流动问题；各向同性流体模型；可执行单一流动、或与力学分析功能共同进行流体-力耦合分析。当前 PFC2D 商业化版本为 V4.0，规划下一版本为 V5.0，当 V5.0 面市后 7 个工作日内， Itasca 有义务主动联系客户并提供 V5.0 版本升级服务。

PFC的一些整理资料

PFC2D (Particle Follow Code 2 Dimension)即二维颗粒流程序，是通过离散单元方法来模拟圆形颗粒介质的运动及其相互作用。

最初，这种方法是研究颗粒介质特性的一种工具，它采用数值方法将物体分为有代表性的数百个颗粒单元，期望利用这种局部的模拟结果来研究边值间题连续计算的本构模型。

以下两种因素促使PFC2D方法产生变革与发展:(1)通过现场实验来得到颗粒介质本构模型相当困难:(2)随着微机功能的逐步增强，用颗粒模型模拟整个问题成为可能，一些本构特性可以在模型中自动形成。

因此，PFC2D便成为用来模拟固体力学和颗粒流问题的一种有效手段。

2、颗粒流方法的基本假设：颗粒流方法在模拟过程中作了如下假设:1)颗粒单元为刚性体;2)接触发生在很小的范围内，即点接触;3)接触特性为柔性接触，接触处允许有一定的“重叠”量;4) “重叠”量的大小与接触力有关，与颗粒大小相比，“重叠”量很小;5)接触处有特殊的连接强度;6)颗粒单元为圆盘形(或球形)。

3、颗粒流方法的特点：PFC2D可以直接模拟圆形颗粒的运动和相互作用问题。

颗料可以代表材料中的个别颗粒，例如砂粒，也可以代表粘结在一起的固体材料，例如混凝土或岩石。

当粘结以渐进的方式破坏时，它能够破裂。

粘结在一起的集合体可以是各向同性，也可以被分成一些离散的区域或块体。

这类物理系统可以用处理角状块体的离散单元程序UDEC和3DEC来模拟。

PFC2D有三个优点：第一、它有潜在的高效率。

因为圆形物体间的接触探测比角状物体间的更简单。

第二、对可以模拟的位移大小实质上没有限制。

第三、由于它们是由粘结的粒子组成，块体可以破裂，不象UDEC和3DEC模拟的块体不能破裂。

用PFC2D模拟块体化系统的缺点是，块体的边界不是平的，用户必须接受不平的边界以换取PFC2D提供的优点。

PFC2D能模拟任意大小圆形粒子集合体的动态力学行为。

粒子生成器根据粒子的指定分布规律自动概率地生成。

PFC2D培训课件

物理模型
ANSYS是一款广泛用于工程模拟的软件，可以处理多种物理场的耦合问题，如流体、结构、电磁等；而PFC2D主要专注于流体动力学和结构力学模拟。
界面与操作
ANSYS的界面较为复杂，操作相对繁琐，需要专业的培训和学习才能掌握；而PFC2D界面友好，操作简单易学。
定制化与开放性
ANSYS具有强大的定制化和开放性，可以与其他软件进行高度集成，适用于大型的工业设计和制造；而PFC2D则更注重快速原型开发和模拟验证。
化工与制药
用于模拟固体颗粒的混合、输送、反应和分离过程，优化化学反应和制药工艺流程。
食品与农业
用于模拟谷物、食品和饲料颗粒的加工、输送和储存过程，优化加工和储运设备的性能。
02
pfc2d使用入门
pfc2d安装与配置
下载与安装
详细介绍PFC2D软件的下载、安装步骤
配置环境
介绍如何设置PFC2D的运行环境，包括内存、硬盘空间等要求
边界层湍流扩散
自己进行实战演练
步骤1
选择合适的模型和参数设置
步骤2
进行模拟计算并输出结果
步骤3
验证结果并进行误差分析
步骤4
根据结果进行优化设计
实战演练注意事项
注意1
选择合适的问题和模型
注意2
参数设置要合理并且要调试
注意3
数据分析和结果解释要准确
THANKS
谢谢您的观看
PFC2D采用离散元方法（DEM）和有限元素方法（FEM）相结合，能够模拟颗粒和流体的相互作用以及颗粒在流体中的运动行为。
pfc2d发展历程
PFC2D起源于20世纪90年代，由美国Pinnacle公司开发。
2000年代初，PFC2D被引入中国市场，并在多个领域得到了

2024年PFC2D培训课件

PFC2D培训课件一、引言PFC2D是一款功能强大的二维颗粒流模拟软件，广泛应用于岩土工程、矿业工程、土木工程等领域。

为了帮助用户更好地了解和应用PFC2D软件，本课件将详细介绍PFC2D的基本原理、操作流程、模型构建、参数设置、模拟分析等方面的内容。

通过本课件的学习，用户将能够熟练掌握PFC2D软件的使用方法，为实际工程问题提供有效的数值模拟解决方案。

二、PFC2D基本原理PFC2D基于颗粒流理论，通过模拟颗粒之间的相互作用和运动规律，实现对岩土体等颗粒材料的力学行为的数值模拟。

在PFC2D 中，颗粒被视为具有一定半径和质量的小球，颗粒之间的相互作用通过接触模型来描述。

接触模型包括弹性模型、粘弹性模型、粘塑性模型等，可以模拟颗粒之间的弹性变形、滑动、粘结和断裂等力学行为。

通过计算颗粒之间的接触力、位移和速度等参数，PFC2D 能够模拟颗粒材料的应力应变关系、破坏过程和稳定性分析等。

三、PFC2D操作流程1.创建项目：打开PFC2D软件，创建一个新的项目，设置模拟的边界条件和计算参数。

2.构建模型：通过绘制颗粒、设置颗粒属性、创建边界和加载条件等操作，构建模拟模型。

3.设置参数：根据实际工程问题，设置颗粒的物理参数、接触模型参数和计算控制参数等。

4.运行模拟：启动模拟计算，观察颗粒的运动和相互作用过程，记录计算结果。

5.分析结果：对模拟结果进行分析，提取应力应变数据、颗粒位移、速度等参数，进行后处理和可视化分析。

四、PFC2D模型构建1.创建颗粒：通过指定颗粒的位置、半径和质量等参数，创建颗粒模型。

可以使用绘图工具手动绘制颗粒，也可以通过导入CAD 文件等方式自动颗粒。

2.设置颗粒属性：根据实际工程问题，设置颗粒的物理参数，如密度、弹性模量、泊松比等。

3.创建边界：根据模拟问题的需求，创建边界条件，如固定边界、滑动边界、自由边界等。

4.加载条件：根据实际工程情况，设置加载条件，如施加力、位移、速度等。