今天木木要給大家介紹一款大型的擴(kuò)展有限元開源程序：PhiPsi。

2021年從一本書（《擴(kuò)展有限元理論及Fortran編程》）中看到PhiPsi的介紹，當(dāng)時(shí)就被它的XFEM功能所吸引。至今已經(jīng)接觸該程序?qū)⒔鼉赡陼r(shí)間了，解決了很多棘手的問(wèn)題。

使用過(guò)程中也會(huì)咨詢程序開發(fā)者（@師訪）一些技術(shù)上面的問(wèn)題，每次都會(huì)耐心解答，也會(huì)給我有限元編程方面很好的建議。

為感謝作者的幫助，木木現(xiàn)將程序的應(yīng)用范圍做逐一簡(jiǎn)介，為PhiPsi做一宣傳推廣，希望正在研究XFEM的小伙伴可以用到該程序。

程序特性

PhiPsi是基于Fortran編寫的有限元和擴(kuò)展有限元計(jì)算固體力學(xué)程序. 由于擴(kuò)展有限元法一般采用水平集函數(shù) 和 描述裂縫面，此外 和 還在塑性力學(xué)中用來(lái)表示內(nèi)摩擦角和剪脹角，故取名PhiPsi。

1. 支持的 分析類型: 2D和3D靜態(tài)問(wèn)題分析，2D水力壓裂分析，2D隱式動(dòng)態(tài)問(wèn)題分析，2D場(chǎng)問(wèn)題（如熱傳導(dǎo)、滲流）分析，復(fù)合材料損傷（裂縫擴(kuò)展、界面脫粘、離層破壞、熱-力-損傷耦合分析等）
2. 支持多達(dá) 1000條裂縫的同時(shí)模擬
3. 隨機(jī)生成初始 裂縫、夾雜、空缺等
4. 支持 裂縫交匯，以及裂縫與夾雜和空缺的交匯模擬
5. 采用 罰函數(shù)法計(jì)算接觸問(wèn)題
6. 采用 優(yōu)化的Newton-Raphson算法求解非線性問(wèn)題
7. 支持 稀疏矩陣存儲(chǔ)技術(shù)
8. 支持自由度的耦合
9. 支持多種線性求解器，包括 LAPACK, MUMPS, UMFPACK, Lis以及SuperLU
10. 支持有格式的和二進(jìn)制的結(jié)果文件存儲(chǔ)方式
11. 支持 OpenMP并行計(jì)算

實(shí)例應(yīng)用

實(shí)例1: 拉伸載荷作用下裂縫的擴(kuò)展和交匯

實(shí)例2: 多裂縫擴(kuò)展（9條初始裂縫）

實(shí)例3: 交叉裂縫（特殊形狀）

實(shí)例4: 裂縫與圓形孔洞相遇過(guò)程的模擬

實(shí)例5: 含任意生成圓形夾雜復(fù)合材料梁結(jié)構(gòu)的變形分析

實(shí)例6: 水力壓裂模擬：?jiǎn)慰p無(wú)地應(yīng)力

實(shí)例7: 三維水力壓裂仿真 (單元數(shù)目51.2萬(wàn)、500條天然裂縫（通過(guò)FracMan *.fab文件導(dǎo)入）)

實(shí)例8: 地震加速度載荷作用下壩體的破壞過(guò)程

實(shí)例 9: 非線性分析 - 塑性變形 (Von Mises)

實(shí)例10: 拉伸載荷作用下的三維裂縫

實(shí)例11: 承受內(nèi)壓空心圓筒筒壁三維裂縫

實(shí)例12: 拉伸載荷作用下的三維裂縫的擴(kuò)展

實(shí)例13: 拉伸載荷作用下的兩個(gè)三維圓形裂縫的擴(kuò)展

實(shí)例14: 含絕熱裂縫和孔洞板的溫度分布

實(shí)例15: 開挖擾動(dòng)造成的裂縫擴(kuò)展（煤層頂板斷裂仿真）

實(shí)例17: 巖石壓剪裂縫擴(kuò)展（單軸壓縮）

實(shí)例18: 3D非平面分段水力壓裂 (10條隨機(jī)生成天然裂縫)

寶藏網(wǎng)站

以下兩個(gè)網(wǎng)址均為PhiPsi開發(fā)者的個(gè)人網(wǎng)站，里面提供大量實(shí)例代碼、源程序：

http://phipsi.top/

http://phipsi.top/other_book_xfem.html

開發(fā)者簡(jiǎn)介

師 訪，1988年生，江蘇沛縣人，副教授，碩士生導(dǎo)師。2010年6月獲得中國(guó)礦業(yè)大學(xué)工程力學(xué)學(xué)士學(xué)位，2015年6月獲得中國(guó)礦業(yè)大學(xué)固體力學(xué)博士學(xué)位，2015年7月至中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代力學(xué)系做博士后研究，2017年9月起在淮陰工學(xué)院任教。研究方向?yàn)椋河?jì)算固體力學(xué)（主要為有限元和擴(kuò)展有限元）及其應(yīng)用。至今出版專著2本，發(fā)表SCI期刊論文14篇，EI期刊論文2篇，擁有軟件著作權(quán)5項(xiàng)，主持國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目1項(xiàng)、江蘇省自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目1項(xiàng)。

有意購(gòu)買PhiPsi最新程序的小伙伴，可通過(guò)以下聯(lián)系方式，聯(lián)系開發(fā)者，木木的粉絲可享受進(jìn)一步優(yōu)惠哦~

聯(lián)系方式:

E-mail: shifang@hyit.edu.cn

QQ：1549221758

木木建議

若只是想體驗(yàn)PhiPsi的XFEM功能，以上網(wǎng)站所提供的代碼或GUI程序完全滿足你的需求；若想深入了解其實(shí)現(xiàn)原理，建議搭配《擴(kuò)展有限元理論及Fortran編程》結(jié)合使用。