近場動力學(xué)仿真的案例
近場動力學(xué)新文快報(bào)：2018年7月
并運(yùn)用目前在漸進(jìn)損傷方面使用廣泛且相當(dāng)成熟的有限元分析方法，利用有限元分析軟件Abaqus在非線性分析中的極大優(yōu)勢，采用Python語言對其進(jìn)行二次開發(fā)，編制了一套可以自動對預(yù)先存在裂紋的金屬板塊進(jìn)行裂紋擴(kuò)展模擬的程序，最后對兩種不同角度的中心對稱裂紋進(jìn)行了擴(kuò)展模擬，通過將該結(jié)果與近場動力學(xué)結(jié)果的比較分析，驗(yàn)證了近場動力學(xué)在裂紋擴(kuò)展方面建模的正確性。
最后，通過含圓孔金屬板塊的拉伸試驗(yàn)，對含圓孔金屬板塊在位移載荷作用下的變形及裂紋萌生、擴(kuò)展等力學(xué)行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。并將試驗(yàn)結(jié)果與近場動力學(xué)仿真結(jié)果進(jìn)行了對比分析，進(jìn)一步驗(yàn)證了本文近場動力學(xué)模型的有效性和準(zhǔn)確性。
圖：含圓孔金屬板塊變形云圖
文五：
http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10657-1017876922.htm
脆性材料在載荷作用下僅發(fā)生很小的變形就破壞，并伴隨裂紋擴(kuò)展，應(yīng)力應(yīng)變曲線表現(xiàn)為線性段后存在非線性段，這類脆性材料是本文的主要研究對象。脆性材料破壞是材料由連續(xù)體向不連續(xù)體轉(zhuǎn)變的過程，本文將引入近場動力學(xué)理論對脆性材料破壞的這一過程進(jìn)行研究。近場動力學(xué)理論(Peridynamics，PD)是基于非局部思想的新固體力學(xué)理論，其具有積分形式的運(yùn)動方程，不需材料的連續(xù)性假設(shè)，可分析連續(xù)問題也可分析不連續(xù)性問題；其數(shù)值計(jì)算方法具有無網(wǎng)格的優(yōu)點(diǎn)，不需網(wǎng)格劃分及網(wǎng)格重構(gòu)。近場動力學(xué)理論在脆性材料破壞機(jī)理的研究內(nèi)容及成果如下：
（1）脆性材料的近場動力學(xué)理論模型的構(gòu)建，該理論模型包括基本理論、本構(gòu)
力函數(shù)、數(shù)值計(jì)算方法。基于“鍵”的近場動力學(xué)作為該理論模型的基本理論，其是通過構(gòu)“鍵”的方式描述材料內(nèi)部的本構(gòu)關(guān)系。
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《Peridynamic Theory and Its Applications》
近場動力學(xué)鍵基礎(chǔ)熱傳導(dǎo)Matlab ￥299
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</div><p><br></p><p>代碼參考了紅皮書中的經(jīng)典鍵基代碼，然后傳熱部分參考了重慶大學(xué)王允騰博士《巖體熱-水-化-力耦合近場動力學(xué)模型及數(shù)值模擬研究》。適合入門新手理解PD"質(zhì)量守恒"法的建立原理。</p>
展開 近場動力學(xué)開源程序代碼 ￥50
近場動力學(xué)(peridynamics，PD) PD方法適用于不同尺度的不連續(xù)力學(xué)問題，包括均勻與非均勻材料和結(jié)構(gòu)的大變形、損傷、斷裂、沖擊、穿透和失穩(wěn)問題。結(jié)晶相變動力學(xué)問題以及納米材料和結(jié)構(gòu)的破壞問題。研究范圍擴(kuò)展至力、電、熱、流等多物理場問題分析及其耦合分析，如：熱擴(kuò)散、水力劈裂、多孔介質(zhì)中的中單相流、非飽和土體中的滲流問題等；研究的材料和結(jié)構(gòu)已涉及金屬、混凝土、多種復(fù)合材料和層合板結(jié)構(gòu)、玻璃、顆粒材料、木材、納米纖維結(jié)構(gòu)等
百度網(wǎng)盤鏈接：鏈接:https://pan.baidu.com/s/1QrGuB2P-CK9FjsjPi32d-A
內(nèi)涵：PD近場動力學(xué)原版電子書籍，章節(jié)例子中附有開源代碼
結(jié)合自己的研究方向在此基礎(chǔ)上開發(fā)代碼
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Lsdyna-近場動力學(xué)模擬玻璃破碎 ￥399
付費(fèi)內(nèi)容為算列，求解文件無版本限制，另有答疑服務(wù)。
LS-DYNA滾刀破巖（近場動力學(xué)） ￥350
基于LS-DYNA軟件，巖石采用近場動力學(xué)方法建模，滾刀為剛體，參考文獻(xiàn)如下
復(fù)現(xiàn)模擬
lsdyna近場動力學(xué)分析-鋼球撞夾層板玻璃
而近場動力學(xué)方法將物體離散成一系列空間域內(nèi)的物質(zhì)點(diǎn)，一個物質(zhì)點(diǎn)的狀態(tài)被在一個有限半徑的區(qū)域內(nèi)的物質(zhì)點(diǎn)所影響，采用積分方程描述物質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動，該理論突破了連續(xù)性假設(shè)和空間微分方程在不連續(xù)問題上出現(xiàn)的求解瓶頸。
為三維固體材料的破壞行為提供了一種新的思路，采用非連續(xù)型網(wǎng)格，采用section solid peri界面，材料采用292號elastic peri材料，一般用于脆性材料，玻璃，水泥，硬塑料等，g是材料破壞參數(shù)，當(dāng)問題已壓縮破壞為主時(shí)，輸入gs，一般gs=2*gt，對于其他問題，gs空著不填
模型簡介如下：夾層板上下為玻璃，采用mat_elastic_peri材料，中間為PC板，球以30m/s的速度撞擊平板，觀察平板的版型和應(yīng)變。
效果如下：
最后給大家附上免費(fèi)的k文件供大家學(xué)習(xí)。
moxing.k
展開 常規(guī)態(tài)/非常規(guī)態(tài)近場動力學(xué)基礎(chǔ)代碼 ￥499
現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上可以找到基于PD鍵型近場動力學(xué)的代碼，但缺乏常規(guī)態(tài)和非常規(guī)態(tài)近場動力學(xué)的相關(guān)代碼。為此，本貼提供了常規(guī)態(tài)與非常規(guī)態(tài)近場動力學(xué)的基礎(chǔ)代碼，供初學(xué)者學(xué)習(xí)參考。
贈送代碼輔導(dǎo)。
對偶域近場動力學(xué)(Dual-PD)的matlab、Fortran實(shí)現(xiàn) ￥675
利用近場動力學(xué)進(jìn)行裂紋擴(kuò)展計(jì)算時(shí)往往需要將物質(zhì)點(diǎn)均勻離散，這樣會導(dǎo)致在進(jìn)行細(xì)致、大規(guī)模計(jì)算時(shí)占用太多計(jì)算資源花費(fèi)過多時(shí)間。因此希望采用和有限元法類似的技術(shù)進(jìn)行局部加密操作，即對關(guān)心的位置加密網(wǎng)格，其余位置采用粗網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算。采取這種方法可以極大的增加計(jì)算速度，并且可以加密關(guān)心位置的裂紋損傷情況，提高整體計(jì)算效率。
下面給出了兩幅利用該方法進(jìn)行的準(zhǔn)靜態(tài)、動態(tài)算例：
并且可以依據(jù)該算法進(jìn)行近場動力學(xué)多場耦合程序的編寫，因?yàn)閷ε加蛑皇且环N處理近場動力學(xué)加密算法的思路，因此其擴(kuò)展思路非常廣泛。作者本人目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了鍵基、常規(guī)態(tài)基、非常規(guī)態(tài)基“對偶域”代碼的編寫，以及對應(yīng)的準(zhǔn)靜態(tài)和動態(tài)算例，且包含了有損傷和無損傷程序的編寫。程序包括Fortran、matlab的形式可供大家學(xué)習(xí)，以及如何進(jìn)行后處理。
展開 巖石單軸壓縮試驗(yàn)的近場動力學(xué)數(shù)值模擬 ￥499
模型：常規(guī)態(tài)近場動力學(xué)
語言：Fortran
可實(shí)現(xiàn)完整多晶巖石或帶預(yù)制裂紋多晶巖石的單軸壓縮試驗(yàn)的數(shù)值模擬，可出應(yīng)力-應(yīng)變曲線、損傷等演化過程。
（贈送代碼使用指導(dǎo)）
第13屆世界計(jì)算力學(xué)大會及近場動力學(xué)分會簡介
再來說說近場動力學(xué)短期課程和各個分會的情況：
本次大會中近場動力學(xué)（Peridynamics, PD）短期課程和相關(guān)的三個分會吸引了眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。本次大會歷時(shí)五天，近場動力學(xué)相關(guān)的分會就持續(xù)召開了將近四天，再加上其他分會中包含的幾個相關(guān)近場動力學(xué)的報(bào)告，大會共有45場近場動力學(xué)的口頭報(bào)告，可見近場動力學(xué)理論及其應(yīng)用研究已經(jīng)成為本次大會中較為活躍的主題之一。
近場動力學(xué)的短課程由美國德州大學(xué)奧斯汀分校的John Foster教授、桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室的David Littlewood博士和橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的Pablo Seleson博士共同開設(shè)，講解近場動力學(xué)基礎(chǔ)知識和程序設(shè)計(jì)內(nèi)容。
相關(guān)近場動力學(xué)理論三個主要分會包括：
MS315 Peridynamic Theory and Multiscale Methods for Complex Material Behavior（復(fù)雜材料行為的近場動力學(xué)理論和多尺度方法）;
MS304 Peridynamics and Its Applications （近場動力學(xué)及其應(yīng)用）;
MS808 Local-Nonlocal Coupling Methods for Nonlocal Models（相關(guān)非局部模型的局部-非局部耦合方法）
與會學(xué)者針對近場動力學(xué)理論、模型、方法及應(yīng)用的相關(guān)問題展開了報(bào)告與討論，如：
近場動力學(xué)介質(zhì)的波傳播問題；
近場動力學(xué)的局部邊界條件研究；
近場動力學(xué)與連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的耦合方法；
近場動力學(xué)的多尺度耦合框架；
延性或脆性材料斷裂的近場動力學(xué)模擬；
近場動力學(xué)與分子動力學(xué)的耦合建模；
近場動力學(xué)在混凝土結(jié)構(gòu)等工程問題中的應(yīng)用等
...
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近場動力學(xué)軟件（開源代碼包）和安裝及其使用教程（部分詳細(xì)注釋） ￥120
簡介
近場動力學(xué)（PeriDynamics,PD）作為一種新興的基于非局部作用思想建立模型并通過求解空間積分方程描述物質(zhì)力學(xué)行為的方法，對損傷、斷裂等破壞行為的描述比微分方程更具優(yōu)勢，而且能夠進(jìn)行多尺度研究。近年來，在固體、流體、以及多物理場耦合方面均有突出表現(xiàn)。
以下是Peridigm帶的幾個案例做出來的損傷效果圖，后處理后的。
2.內(nèi)容
由于該P(yáng)D理論相對于連續(xù)介質(zhì)等理論而言比較新穎，所以目前并沒有十分成熟的應(yīng)用軟件，目前多以代碼包的形式出現(xiàn)為，如經(jīng)典開源包Peridigm，但這些代碼包的安裝和使用對新手來講十分不友好。為方便新手上路（老司機(jī)請忽視本貼），方便更多人學(xué)習(xí)、使用近場動力學(xué)理論去解決實(shí)際問題，特意發(fā)布本貼。
內(nèi)容一：近場動力學(xué)實(shí)現(xiàn)軟件和代碼包
包括一個成熟商軟的一個應(yīng)用案例文章和幾個應(yīng)用案例的源代碼（PD集成于此軟件中）；Peridigmn包（C++）；還有一個Pyhon包（看似功能不是很多，因?yàn)槲暮苄。抻谏蟼魑募笮。荒苌蟼鞯奶峁┝讼螺d網(wǎng)址
內(nèi)容二：安裝教程
主要是Peridigm的安裝教程，默認(rèn)你的系統(tǒng)是Linux Ubuntuh或使用虛擬機(jī)裝好了Ubuntu；
安裝教程主要看里面的官方文件，文件里貌似有一個專門用來安裝的開源包；
內(nèi)容三：使用方法
使用方法提供的總結(jié)筆記（主要是如何使用的）。
展開 基于Matlab、Python的近場動力學(xué)熱-流-固-化（THMC）耦合建模
1、可根據(jù)文獻(xiàn)復(fù)現(xiàn)近場動力學(xué)多場耦合代碼或模型；
2、價(jià)格（五位數(shù)）十分高昂，沒有下定決心不要貿(mào)然私信。
3、達(dá)不到要求不收費(fèi)；
4、大工、西柚、哈工大學(xué)的免費(fèi)指導(dǎo)。
此為指導(dǎo)或代做廣告貼，有相關(guān)需要的走我平臺技術(shù)服務(wù)，qq515889862。
中國計(jì)算力學(xué)大會暨國際華人計(jì)算力學(xué)大會及近場動力學(xué)分會召開
大會邀請報(bào)告（部分照片）：
大連理工大學(xué)王博教授作受邀報(bào)告
大連理工大學(xué)鐘萬勰院士作受邀報(bào)告
美國西北大學(xué)廖榮錦教授作受邀報(bào)告
再來說說本次大會中近場動力學(xué)相關(guān)報(bào)告的情況：
本次大會中近場動力學(xué)（Peridynamics, PD）分會共有報(bào)告19場，內(nèi)容涵蓋數(shù)學(xué)、物理、材料和工程等多個方面。由于內(nèi)容多，無法詳細(xì)敘述，我們僅將參會報(bào)告題目和作者信息發(fā)布如下：通過以下內(nèi)容，您可以進(jìn)一步把握近場動力學(xué)領(lǐng)域最近的發(fā)展?fàn)顩r。
PD-1：
1. 報(bào)告題目（Keynote Lecture）: Peridynamic Simulation of Thermally-Induced Fracture Behaviors of Rocks
作者: ZHOU Xiao-Ping（周小平）, WANG Yun-Teng
2. 報(bào)告題目: A Bond-Based Peridynamics Model for Simulating Thermal Conductivity in Rocks
作者: CHENG Zhan-Qi, WANG Zhen-Yu
3. 報(bào)告題目: Hybrid Fem/Peridynamics Simulation of Static Crack Propagation in Rock-Like Material
作者: NI Tao, ZHU Qi-Zhi, Ugo Galvanetto, Mirco Zaccariotto
4.
展開 Matlab近場動力學(xué)（PD）原代碼：涵蓋BB/OSB、熱力耦合、復(fù)合材料及PD-FEM耦合 ￥139
一套深度集成、功能豐富的 Matlab 近場動力學(xué)（Peridynamics）原代碼合集。代碼不僅復(fù)現(xiàn)了PD領(lǐng)域的經(jīng)典文獻(xiàn)算例（彈性問題驗(yàn)證），更進(jìn)一步拓展到了熱力學(xué)、復(fù)合材料及跨尺度耦合算法。適合作為研究生的科研底座、畢業(yè)設(shè)計(jì)參考或PD算法的深度進(jìn)階學(xué)習(xí)資料。
基礎(chǔ)理論實(shí)現(xiàn)：
鍵基 PD (BBPD)：最經(jīng)典的鍵基模型，適用于脆性材料破壞分析。
常規(guī)態(tài)基 PD (OSBPD)：解決鍵基模型泊松比固定的局限性，支持任意彈性常數(shù)設(shè)置。
多場耦合模擬：
熱力耦合（Static/Dynamic）：包含熱傳導(dǎo)與機(jī)械變形的相互作用，支持靜力和動力兩種求解方案。
復(fù)合材料建模：
提供單層板及復(fù)合層合板的靜/動力學(xué)模擬代碼，支持不同鋪層角度與各向異性屬性定義。
跨尺度耦合算法 (Hybrid Modeling)：
PD-FEM 有限元耦合：實(shí)現(xiàn) PD 區(qū)域（處理破壞）與 FEM 區(qū)域（提高計(jì)算效率）的無縫銜接。
耦合熱傳導(dǎo)分析：針對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)問題，平衡計(jì)算精度與速度。
展開 近場動力學(xué)仿真的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
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