离散元法及其应用

2.离散元法的基本原理
2.1 离散元法的基本思想和假定
离散元法的基本思想是, 把研究对象分离为刚性元 素的集合, 使每个元素满足牛顿第二定律, 用中心差 分的方法求解各元素的运动方程, 得到研究对象的 整体运动形态。
2.1 离散元法的基本思想和假定
❖ 离散元法的基本假定: ❖ 1.块体单元为理想刚体，各块体的运动只是空间位置的平
② 运用离散元颗粒流软件PFC2D/3D分析道路工程材料性能， 包括沥青混凝土开裂问题的离散元分析
③ 边坡、地下洞室稳定性分析 ④ 模拟节理岩体动力响应问题，例如施工过程中的爆破和地震
所带来的动力
谢谢!
离散元法及其应用
1.离散元的历史及发展
2.离散元法的基本原理
2.1 离散元法的基本思想和假定 2.2离散元方法的建模
3.离散元法的应用
1.离散元的历史及发展
❖ 20世纪70年代, Cundall提出离散元法（Discrete Element Method, 简称DEM),用以分析散粒群体的力学行为。
移和绕形心的转动，其自身的形状和大小保持不变。 ❖ 2.块体之间的接触视为角-边接触或边-边接触。 ❖ 3.块体之间的接触作用力由节理面的刚度，接触点的相对
位移及有关的阻尼力确定。

2.2 离散元方法的建模
❖ 在采用离散元法分析颗粒的运动过程时，首先应建立颗粒模 型。散体颗粒的三维几何建模方法，通常是由二维建模方法 推广而来，主要有以下几类:
❖ 球颗粒模型: 最常见的球颗粒抽象，也是最容易实现的三维 颗粒模型。
❖ 椭圆颗粒模型: 接触计算较为复杂，计算耗费时间长。 ❖ 球-柱颗粒模型
3.离散元法的应用
① 从简单的几何形状流场到复杂的工业规模的流场地，从二维 到三维，从球形均一尺寸颗粒到非球形有一定粒径分布的情 况都有所涉及。在土木工程领域方面主要集中于:
❖ 1979年Cundall和Strack又提出适于土力学的离散元法, 并推 出二维圆盘(Disc）程序BALL和三维圆球程序TRUBAL(后发 展为PFC),形成较系统的模型与方法, 被称为软颗粒模型。
❖ 1988年Cundall所在的ITASCA咨询公司推出针对三维块体元 的3DEC程序。至此离散元的理论体系基本形成。