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。

