PFC 3D
關(guān)注創(chuàng)建者：北方愚公 創(chuàng)建時(shí)間：2022-02-02
PFC 3D的實(shí)例教程
一套成熟的PFC 6.0 與 FLAC3D 耦合的數(shù)值模擬腳本。重點(diǎn)解決在數(shù)值模擬中復(fù)雜幾何體建模難的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了通過(guò) CAD直接導(dǎo)入轉(zhuǎn)化為 PFC3D 的幾何組（Geometry Group）及塊體組（Clump Group），并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建真三軸動(dòng)力沖擊耦合模型。
CAD 復(fù)雜建模接口：支持從 CAD 建立復(fù)雜三維幾何模型，一鍵導(dǎo)入 PFC 6.0，自動(dòng)完成 Geometry 到 Clump 的映射與填充，突破軟件自帶建模工具的形狀限制。
PFC-FLAC3D 精準(zhǔn)耦合：實(shí)現(xiàn)離散元（PFC）與連續(xù)介質(zhì)（FLAC3D）的無(wú)縫動(dòng)力耦合，利用 FLAC3D 模擬遠(yuǎn)場(chǎng)邊界效應(yīng)，PFC3D 模擬核心破壞區(qū)。
真三軸動(dòng)力加載系統(tǒng)：代碼預(yù)設(shè)了標(biāo)準(zhǔn)的真三軸初始地應(yīng)力環(huán)境，并集成沖擊荷載（Dynamic Impact）觸發(fā)機(jī)制。
邏輯清晰的 clump group 與 geometry group 分類，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)提取、云圖顯示及屬性賦值。
包含文件內(nèi)容
PFC6.0代碼：包含模型初始化、CAD 導(dǎo)入、接觸定義。
FLAC代碼：處理 PFC 與 FLAC3D 交互界面的力學(xué)傳遞。
CAD 示例模型：提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的三維 CAD 幾何模型作為演示。
適用研究方向
深部巖石動(dòng)力學(xué)與沖擊地壓研究。
復(fù)雜地質(zhì)體的精細(xì)化建模。
巖土工程多尺度耦合分析。
展開 可以采用PFC3D對(duì)這些碎石料的力學(xué)特性進(jìn)行分析。
在PFC3D中生成不規(guī)則顆粒clump需要指定模板，本案例提供了20多個(gè)碎石顆粒的模板，部分顆粒模板展示如下：
利用clump distribute 命令的bin關(guān)鍵詞可以生成特定級(jí)配的碎石：
需要注意的是，clump模板中含有數(shù)百個(gè)pebble，會(huì)帶來(lái)很大的計(jì)算成本。
顆粒模板和算例如下：
PFC3D模擬放礦、集料斗下料等 ￥30
PFC3D可以用來(lái)模擬集料斗下料，礦石出礦等在重力作用下的塊石下落運(yùn)動(dòng)，通過(guò)內(nèi)置函數(shù)記錄塊石重量等。
通過(guò)import導(dǎo)入邊界，建立整體模型，本例中構(gòu)建了十個(gè)下料口的模型，
通過(guò)wall的刪除與生成，實(shí)現(xiàn)每一步的下料，定義下落塊石重量的函數(shù)measuredischargedmass，實(shí)現(xiàn)塊石質(zhì)量的記錄。
通過(guò)polt圖可以觀察分析下落過(guò)程中的整體分布變化，各下料口下料總量，每步的下料量等
對(duì)于寬度為b，高度為h的矩形試樣，四點(diǎn)彎曲抗彎強(qiáng)度公式：S=FL/bh2
本算例采用PFC3D模擬四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，首先建立試件，定義黏結(jié)參數(shù)，通過(guò)移動(dòng)墻體進(jìn)行加載，監(jiān)測(cè)加載過(guò)程中墻體的受力，并給出粘結(jié)鍵斷裂位置的分布。
建立的長(zhǎng)方體試件如下圖：
試樣中球顆粒的接觸力鏈如下圖所示：
在模型的上下兩側(cè)生成墻體，固定下側(cè)墻體的位置，對(duì)上側(cè)墻體施加向下的速度模擬加載：
加載后球單元之間的接觸情況如下圖所示，其中藍(lán)色為粘結(jié)鍵，紅色為斷裂的粘結(jié)鍵分布：
斷裂粘結(jié)鍵分布如下圖，試件中部發(fā)生斷裂
對(duì)于不同強(qiáng)度的巖石或混凝土可以修改粘結(jié)參數(shù)（pb_ten，pb_coh等）、球單元的粒徑級(jí)配等進(jìn)行模擬以達(dá)到合理的預(yù)期效果。
完整代碼如下：
展開 對(duì)于寬度為b，高度為h的矩形試樣，三點(diǎn)彎曲抗彎強(qiáng)度公式：S=3FL/2bh
本算例采用PFC3D模擬三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，首先建立試件，定義黏結(jié)參數(shù)，通過(guò)移動(dòng)墻體進(jìn)行加載，監(jiān)測(cè)加載過(guò)程中墻體的受力，并給出粘結(jié)鍵斷裂位置的分布。
建立的長(zhǎng)方體試件如下圖：
試樣中球顆粒的接觸力鏈如下圖所示：
在模型的上下兩側(cè)生成墻體，固定下側(cè)墻體的位置，對(duì)上側(cè)墻體施加向下的速度模擬加載：
加載過(guò)程中上側(cè)墻體與試件的接觸力時(shí)程如下：
加載后球單元之間的接觸情況如下圖所示，其中藍(lán)色為粘結(jié)鍵，紅色為斷裂的粘結(jié)鍵分布：
斷裂粘結(jié)鍵分布如下圖，試件中部發(fā)生斷裂
對(duì)于不同強(qiáng)度的巖石或混凝土可以修改粘結(jié)參數(shù)（pb_ten，pb_coh等）、球單元的粒徑級(jí)配等進(jìn)行模擬以達(dá)到合理的預(yù)期效果。
需要注意本算例需要調(diào)用附件中的fracture.p3fis文件，在將其拷貝至PFC的工作路徑下。
本算例完整代碼如下：
展開 
PFC 3D的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
PFC 3D的最新內(nèi)容
CAD導(dǎo)入的PFC-FLAC3D耦合真三軸沖擊1個(gè)月前
PFC-FLAC3D 精準(zhǔn)耦合：實(shí)現(xiàn)離散元（PFC）與連續(xù)介質(zhì)（FLAC3D）的無(wú)縫動(dòng)力耦合，利用 FLAC3D 模擬遠(yuǎn)場(chǎng)邊界效應(yīng)，PFC3D 模擬核心破壞區(qū)。
真三軸動(dòng)力加載系統(tǒng)：代碼預(yù)設(shè)了標(biāo)準(zhǔn)的真三軸初始地應(yīng)力環(huán)境，并集成沖擊荷載（Dynamic Impact）觸發(fā)機(jī)制。
實(shí)現(xiàn)顆粒流在滾筒中圍繞兩個(gè)中心軸旋轉(zhuǎn)：共軸自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，以及不共軸自傳與公轉(zhuǎn)。不共軸自傳與公轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)通過(guò)spin即可實(shí)現(xiàn)。共軸自傳和公轉(zhuǎn)，由于命令會(huì)覆蓋；必須通過(guò)寫一個(gè)基于vertx位移變化的函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3、PFC課程詳細(xì)介紹軟件的計(jì)算控制、離散元數(shù)值試樣的生成方法、接觸模型選擇、參數(shù)標(biāo)定、模型邊界條件施加方法、PFC3D與FLAC3D耦合、離散—連續(xù)耦合模擬分析、PFC與CFD耦合、流固耦合框架等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，全面掌握PFC離散元整套的仿真應(yīng)用框架。
4、每個(gè)專題都涵蓋多個(gè)工程實(shí)例模擬分析。
3、PFC課程詳細(xì)介紹軟件的計(jì)算控制、離散元數(shù)值試樣的生成方法、接觸模型選擇、參數(shù)標(biāo)定、模型邊界條件施加方法、PFC3D與FLAC3D耦合、離散—連續(xù)耦合模擬分析、PFC與CFD耦合、流固耦合框架等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，全面掌握PFC離散元整套的仿真應(yīng)用框架。
4、每個(gè)專題都涵蓋多個(gè)工程實(shí)例模擬分析。
3、PFC課程詳細(xì)介紹軟件的計(jì)算控制、離散元數(shù)值試樣的生成方法、接觸模型選擇、參數(shù)標(biāo)定、模型邊界條件施加方法、PFC3D與FLAC3D耦合、離散—連續(xù)耦合模擬分析、PFC與CFD耦合、流固耦合框架等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，全面掌握PFC離散元整套的仿真應(yīng)用框架。
4、每個(gè)專題都涵蓋多個(gè)工程實(shí)例模擬分析。
PFC3D直接剪切實(shí)驗(yàn)案例
PFC3D單軸壓縮實(shí)驗(yàn)案例
離散元PFC-3DEC.pdf
【pfc離散元】
巖土工程數(shù)值模擬方法、FISH、PYTHON語(yǔ)言及COMMAND命令
復(fù)雜顆粒形狀模擬、三軸剪切、顆粒破碎
巖石（膠結(jié)顆粒）材料的剪切
接觸模型選擇與參數(shù)標(biāo)定、
活動(dòng)門試驗(yàn)、盾構(gòu)隧道掌子面穩(wěn)定性、
節(jié)理巖體中的硐室開挖穩(wěn)定性、二維殼結(jié)構(gòu)單元耦合、
PFC3D與FLAC3D耦合、PFC-CFD耦合模擬、
孔隙介質(zhì)中
計(jì)算結(jié)果如圖：
第一步：建立單軸壓縮模型
new
title 'Testing Bonded Particle Model'
def canshu
width = 0.05
height = 0.1
rmax= 1.66e-3
rmin= 1e-3
poro= 0.3
end
3、PFC課程詳細(xì)介紹軟件的計(jì)算控制、離散元數(shù)值試樣的生成方法、接觸模型選擇、參數(shù)標(biāo)定、模型邊界條件施加方法、PFC3D與FLAC3D耦合、離散—連續(xù)耦合模擬分析、PFC與CFD耦合、流固耦合框架等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，全面掌握PFC離散元整套的仿真應(yīng)用框架。
4、每個(gè)專題都涵蓋多個(gè)工程實(shí)例模擬分析。
