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视频——PFC离散元数值模拟仿真技术与应用

视频——PFC离散元数值模拟仿真技术与应用 科研小僧
2025-09-22
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PFC离散元数值模拟仿真技术与应用

近年来,随着计算能力提升与算法优化,离散元仿真技术快速发展,在学术研究中广泛应用。PFC(Particle Flow Code)作为典型代表,无需预设材料宏观本构关系,可自动获取材料力学特性,广泛应用于岩土、材料等领域。

目前,基于PFC的研究主要集中在以下方向:

  • 材料特性模拟:研究岩石、土壤、混凝土等在不同加载条件下的弹性、塑性、断裂与破坏行为;
  • 颗粒形状与级配影响:分析颗粒形态、粒径分布对整体性能的影响,提升模型真实性;
  • 接触模型与参数标定:优化颗粒间接触模型,精准标定参数以反映实际材料特性;
  • 边界条件与加载方式:设置合理边界与加载路径,模拟隧道开挖、边坡稳定等工程问题;
  • 多尺度与多物理场耦合:实现与有限元等方法的耦合,开展热-力、流-固等多场联合仿真;
  • 工程应用:应用于地下结构设计、城市空间开发等实际工程场景;
  • 环境与可持续性:评估温湿度变化对材料行为的影响,支持绿色材料研究。

离散元方法有效解决了传统试验成本高、操作复杂等问题,具备高精度、可重复等优势,已成为科研与工程分析的重要工具。

讲师介绍

主讲人为江苏省重点建设高校副教授、硕士生导师,长期从事岩土工程数值模拟研究。主持或参与多项国家及省部级自然科学基金项目,发表SCI论文20余篇,国际国内会议论文20余篇,获授权专利2项、软件著作权5项。研究方向涵盖土体宏微观力学特性、城市地下空间工程、人工智能在岩土工程中的应用等,具有丰富的理论与实践经验。

学员反馈

培训大纲

课程 内容
理论基础及PFC入门

1 岩土工程数值模拟方法概述

1.1 基于网格的方法:有限元、有限差分、CEL、ALE、XFEM

1.2 基于点的方法:离散单元法DEM、SPH、MPM

1.3 基于块体的方法

离散元与PFC软件操作

2.1 离散元基本原理(计算机制、宏微观参数关系)

2.2 PFC界面操作、文件系统、显示控制与帮助文档使用

FISH、PYTHON语言及COMMAND命令

3.1 PFC计算控制逻辑

3.2 FISH语言:语法、函数定义、模型创建、过程控制与结果处理

3.3 COMMAND命令:结构、建模、状态监测、求解控制及与FISH混合使用

3.4 PYTHON语言:基础语法、Numpy库与接口调用

离散元模拟方法

4.1 数值试样生成:单元试样、边值问题模型、连续—非连续耦合、复杂颗粒形状(Rblock、Clump)

4.2 接触模型选择原则(12种内置模型)与参数标定(以胶结材料为例)

4.3 边界条件施加、阻尼选择、时步控制、颗粒级配与并行计算

土体单元试验模拟

5.1~5.7 常规三轴、真三轴、不排水、循环加载、颗粒破碎、岩石剪切模拟及与弹塑性本构关联

均含命令流与FISH实现

工程实例分析

6.1 活动门试验:级配、应力、孔隙比控制与加载实现

6.2 盾构隧道掌子面稳定性:主动与被动失稳模式

6.3 节理岩体硐室开挖:裂隙建模、初始应力与开挖模拟

PFC3D与FLAC3D耦合模拟

7.1 离散—连续耦合方法:与一维结构、二维壳单元、三维实体单元耦合

7.2 参数匹配与三轴试验耦合模拟

7.3 实例操作:壳单元模拟橡胶膜、地基承载力分析

PFC-CFD耦合模拟

8.1 流固耦合理论:CFD模块、体积平均法、颗粒-流体作用

8.2 耦合框架:网格设置、孔隙率计算、时间步匹配

8.3 实例分析:单向耦合、Darcy流模拟(Fipy)、与FLAC3D渗流耦合

部分案例展示

服务内容

  • 提供电子教材及案例代码资料;
  • 全程录播视频回放 + 微信群答疑支持。

报名费用

PFC离散元数值模拟仿真技术与应用

¥2399 元/人

(含报名费、培训费、资料费)

费用包含正规机打发票及盖章纸质通知文件。北京中科万维智能科技有限公司为会务合作单位,负责费用收取与发票开具,可开具会议费发票并发送邀请函。

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