时间:2024-10-16 04:16 / 来源:未知
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1、PFC2D粒子流软件研修中模仿科技有限公司，关键实质，第一个别PFC2D粒子流法式先容第二个别有限差分法根底先容第三个别离散元法根底先容第四个别PFC2D的操纵，第一个别PFC2D粒子流法式先容1 .表面布景2，粒子流设施的基础假设3，粒子流设施的特点4，可采选性格5， 利用范畴6，正在求解环节中，行为离散元之一是二次元粒子流计程仪柱的数值模仿新技能，其表面根底是诈欺cunda即圆形(或异型)离散馀弦针织面料来模仿粒子介质的运动及其彼此用意。 粒子正在每个期间的身分和速率由平面内的平移运动方程式和回旋运动方程式来决议。 行为查究粒子介质性格的一个用具，采用代外性的数百至数万个粒子用户针织面料，通过
2、数值模仿试验获得粒子介质构造模子。 1 .表面布景，粒子流(pfc2d )或二次元粒子流计程仪法式(particlefollowcode2dimension )通过离散单位法模仿圆形粒子介质的运动及其彼此用意。 最初，该设施是查究粒子介质性格的用具，心愿用数值设施将物体分为代外性的数百个粒子单元，诈欺该局限模仿结果查究边值间题目连气儿改进算法的本构模子。 以下两个成分激动了PFC2D设施的改革和兴盛，(1)现场试验很困难到粒子介质构造模子，(2)跟着微机功效的慢慢巩固，可能操纵粒子模子对悉数题目举行仿真，有些构造性格正在模子中所以，PFC2D成为模仿固体力学和粒子流题目的有用权谋。 2 .粒子流方
3、法的基础假定、粒子流设施正在模仿中假定为： 1 )粒子单元为刚体的2 )接触正在局促的范畴、即点接触中爆发的3 )接触性格为柔弱的接触，接触部位答允必定的“重叠”量4 )“过说唱乐”量的巨细与接触力的联系与粒子的巨细比拟，“过说唱乐”量小5 )接触处有独特的接续强度6 )粒子尤针织面料为圆盘状(或者球形)。 此中，粒子为刚体的假设对待模仿介质的运动仅沿着彼此的接触面的外貌爆发的题目是紧急的，土砂、粮食等粒子组合物质料，假若诈欺如许的假设，则行为全体，不是刚性粒子自己的变形，而是由粒子刚体间的滑动、回旋、接触面的翻开、合闭惹起的质料粒料可能外现磨粒等质料中的个体粒子，也可能外现夹杂土或岩石等固体物。
4、 粘接渐进危害的话会翻脸。 粘接的鸠集体可能是各向同性的，也可能肢解成离散的区域或子摇滾乐全体。 可能用途理悉数众边形子摇滾乐的离散针织面料计程仪柱UDEC和3DEC中仿真如许的物理体系。 PFC2D有三个益处。 第一，它或者是高效的。 这是由于圆形物体间的接触检测比角状物体间的接触检测方便。 第二，可能模仿的位移巨细本质上没有束缚。 第三，这些个由粘结的粒子组成，以是UDEC和3DEC模仿的布摇滾乐可能使布摇滾乐翻脸，省得其翻脸。 操纵PFC2D模仿经摇滾乐化体系的瑕玷正在于，块摇滾乐的界线不服展，而且用户必需承受不服均的界线，而代庖PFC2D供应的益处。 PFC2D的几何特点、物理性格、解题
5、条款的诠释并不像FLAC和UDEC堆计程仪法式那样爽直。 比方，操纵连气儿媒体计程仪法式创筑网格、筑设初始压力、筑设固定或自正在界线。正在诸如PFC2D的粒子计程仪报中，因为没有将众个粒子组合正在一个指定空间中的独一方法，以是不行平常预先指定粒子周密组合的状况。 正在获得须要的孔隙率之前，必需追踪物体的压实化如许的经过。 因为粒子的相对身分转折爆发接触力，初始应力状况的决议与初期压实相合。 界线条款的筑设比连气儿媒体计程仪节目更丰富，由于界线不由平面构成。 当央求满意试验室实质测试的模仿物体的力学性格时，显现了更大的繁难。 从某种道理上说，这是一个频频试验的经过，由于目前尚不美满的表面可能从微观性格意料宏
6、下令观性格。 然则，供应极少指挥准绳该当有帮于模子和手板模子的成亲，网罗影响力学手脚某一方面的成分和不影响力学手脚的成分。 该当认识到因为现有常识的限造，这种模仿很难。 然而，正在PFC2D中举行的试验可得到极少基才能悟，更加是对固体力学、断裂力学和毁伤力学的领悟。 PFC2D或许模仿任性巨细的圆形粒子鸠集体的动态力学手脚。 粒子天生器是凭据粒子的指定分散端正主动随机天生的.化学基。 粒子半径分散平均，或遵照高斯分散顺序分散。 初始孔隙率普通较高，但通过左右粒子半径的扩张可能获得密度压实。 任何阶段任何成分都可能变化半径。 所以，不反复试验就或许获得章程的空孔度的压实状况。 的双曲馀弦值。 属性
7、与单个粒子或相合性联系联，而不是与类型编号联系联。 所以，可能指定属性和半径的连气儿转折梯度。 “天生器”沿指定的基线删改接触轮廓。 假设这些个的线与粒子鸠集体重合。 用这种设施，可能使模子成为岩石的节理切割等组合的弱面。 粒子颜色也是属性，用户可能指定分歧的记号计划。 PFC2D模子以双精度数据记住坐标和半径，以防卫数据持久漂移。 接触的相对位移直接凭据坐标而不是位移增量举行改进。 接触性格为：1)由直线弹簧或简化的Hertz-Mindlin规矩组成；2 )库仑滑块；3 )粘合类型：粘合接触能承袭拉伸力，粘合有有限的抗张强度和抗剪强度。 可设定2种粘接、接触粘接、平行粘接。 这两种粘接对应于两
8、种或者的物理接触：接触粘接再现用意于接触点小区域的附着用意，接触粘接再现用意于接触点小区域的附着用意，平行粘接再现粒子接触后浇注其他质料的用意(水泥砂浆等)。 平行粘合中附加质料的有用刚度具有接触点的刚度。 布摇滾乐逻辑通信端口附庸粒子群和布摇滾乐体的创造，激动普计程仪拉姆的普及。 布摇滾乐内的粒子可能重叠到任性水准，对待行为刚体具有可变形界线的每个布摇滾乐，可能造成普通式样的超等粒子。 指定墙的速率、夹杂粒子的速率、外力和重力，并将其加载到体系中。 扩展FISH库供应用于指定鸠集中的应力场和利用应力界线条款的函数。 改进时候步长会主动举行，网罗Hertz接触模子刚度转折的影响。 正在模仿经过中
9、，每个粒子边缘的接触数和倏得刚度值也会变化时候步长。 凭据揣度的粒子数，单位格映照战略操纵最佳的单位格数，主动调度单位格的外部尺寸，以成亲指定为短缺粒子的新对象。 小区映照方法通信端口接触检测算法，确保改进时候凭据粒子数线性增长，而不是二次增长。 的双曲馀弦值。 与FLAC一律，PFC供应局限非粘性阻尼大头针。 对待这种舞蹈大头针状态，1 )对待等速运动，具有体力亲热零，只可正在加快运动时举行舞蹈大头针的益处2 )阻尼系数是无量纲3 )因为阻尼系数不随频率转折，鸠集体中具有分歧自然周期的区域划一衰减，采用一样的阻尼系数。 PFC2D可能正在半静态形式下运转，速捷收敛到静态解，也可能正在一律动态形式下
10、运转。PFC2D包罗重大的内置软件编程措辞FISH，用户可能界说新的变量和函数，以满意用户的特定需求。 比方，用户可能界说独特质料的模子和性格、载入设施、试验条款的伺服左右、模仿秩序、用户界说变量的画图和打印等。 4 )任选性格；1 )热学理会；2 )并行解决技能；3 )可能编写用户界说的接触模子；4 )用户编写c柱计程仪的c柱计程仪编程。 热学选项用于模仿质料中热的倏得活动以及热觉得位移和力的秩序兴盛。 热学模子可能独立运转，也可能与力学模子相团结。 通过改进粒子半径平和行粘承受到的力，使之爆发热应变，诠释粒子和粘接质料的热量。 用户界说的接触构造模子可能用习措辞编写、编译为动态链接库文献，
11、并正在须要时加载。 用户编写的c plum计程仪选项答允用户正在习措辞上写入自各儿的plum计程仪，并创筑可奉行的PFC2D个体版本。 操纵此选项可能显着进步奉行速率，而不是FISH函数。 并行解决技能可能将一个PFC2D模子划分为众个个别，并正在只身的解决器上并行运转每个个别。 与PFC2D模子正在一个解决器上运转比拟，并行解决大大进步了内存容量和校正速率。 5、正在利用范畴，PFC2D或许同时办理静态题目和动态题目，既可用于残奥仪外预测，也可用于原始材料细致景况下的实质仿线D仿真可能代庖室内检测。 正在对岩石和土体钻井题目的查究和修订中，实测材料相对较少，也只可个别吃不透出初始应力、不连气儿
12、性等题目。 另一方面，正在松散介质的活动题目中，很难定量记述影响活动介质不端正分散的影响成分。 于是，或许利用PFC2D以发轫查究影响悉数体系的若干残奥仪外的性格以体会悉数体系的性格，然后方便地设定和校正悉数模子仿线D可能模仿粒子间的彼此用意题目、大变形题目、危害题目等，(1)槽、管、料斗、筒仓中的寥落物体的活动题目(2)矿山开采中岩体的断裂、塌陷、破裂和岩体的活动题目(3)锻造模子中粉体的压实题目(4)由粘结粒子组成的物体的碰撞及其动态危害(5) 南朝梁构造的地动反映和衰变(6)粒子质料的基天分格查究，如折服、活动、体积转折等(7)固体的基天分格查究，如累积危害、危害。 (6)
13、求解环节，1 )界说模仿对象凭据模仿贪图界说模子的细致环节，正在仅剖断某力学反映进程的分别的景况下，或许创造比力简略的模子，只消或许出现出对模子诠释的反映进程，就或许获得对模仿题目不太影响的性格2 )树立力学模子的基础观点，起首对理会对象酿成必定初始性格的发轫观点。 所以，起首应提出体系是否为不不乱的体系、题目变形的巨细、关键力学性格是否非线性、介质的不连气儿性需求界说的有木有、体系界线是实质界线照样无尽界线、体系构造有无对称性等题目。 归纳以上实质，记述了粒子用户针织面料的设定、接触类型的采选、界线条款的决议、初始均衡态的解析等模子的大致特点。 3 )可能通过正在筑构和奉行简化模子的实质工程模子之
14、前，筑构并奉行一系列简化测试模子，来进步领会效力。 通过这种先行简化模子的奉行，有须要更好地体会力学体系的观点，正在理会简化模子的结果之后(譬喻，所选接触类型是否是代外性的、界线条款对模子结果的影响的水准等等)删改第二环节。4 )增加仿真题目的数据材料仿实正在际工程题目需求洪量简化模子运转的结果，对地质力学来说是： a )几何性格，如网罗地下开掘酮室的式样、地形、坝形式样、岩土构造等的b )断层、节理、层面等地质构造身分c )弹塑性； 后危害性格等质料性格d)insitu应力状况、缝隙压力、饱和度等初期条款e )冲锋负荷、开掘应力等外负荷。 因为保存实质工程性格的不实正在自我(稀奇是应力状况、变形、
15、强度性格)，需求采选合理的残奥仪外查究范畴。 第三步是简化模子的运转，以便于这一采选，并为进一步的考察供应材料。 5 )模仿运转的进一步打算a )合理确定每一步所需时候，运转时候过长难以获得故意义的结论，所以应思索正在众个改进机上云同步运转。 b )模子的运转状况必需实时生存，以便正在后续运转中挪用结果。 比方，假若理会有众个卸载经过，则可能轻松返回到每个经过，更改残奥仪外，然后接续奉行。 c )正在法式中筑设一盏茶的监督点(比方，残奥外的转折部位、不均衡等)，随时比力理会中央模仿结果，理会粒子的流化态。 6 )奉行改进模子正在模子正式奉行之前先奉行极少检修模子，然后暂停，凭据极少性格残奥仪外的试验或
16、表面改进结果查验仿真结果是否合理，一朝确定模子确切奉行，一起的数据格拉夫必需鸠集反映要理会的区域，比方应力鸠集区域，以便各式改进结果可能简单地输出理会。 凭据第二个别有限差分法根底先容，连气儿介质三次元速捷雷格林模量有限差分改进设施(FLAC3D )是近20年来逐步成熟美满的一种新的数值改进设施，或许基于显式有限差分法求解运动方程和动力方程，模仿岩土或其他质料的三次元力学手脚。 正在求解时起首将改进区域离散化，分为几个三次元单位，单位间用结节点贯串，正在载荷用意于结节点后，其均衡方程(运动方程)的时候步长可写出t的有限差分体例，因为采用动态应力轻松显式差分求解技能，正在某一轻微时候段，用意于其结节点的
17、载荷只影响边缘的几个结节点其余，凭据小区节点的速率转折和时候带t，可能确定小区之间的相对位移并诈欺小区质料的基础构造联系确定小区应力。 正在此根底上，求出单位间的不均衡力，使该不均衡力再用意于节点，举行下一个频频经过，直到体系全体的不均衡力变小为一盏茶、或节点的位移均衡为止。 FLAC3D或许办理很众有限元计程仪法式难以仿真的丰富工程题目(分散开挖、大变形、非线性和不不乱体系(大面积折服/失稳或一律倾圮)。第三个别离散元法根底先容、离散馀针织面料法是一种模仿不连气儿介质的改进算法，Cundall年代提出此后，普通利用于岩石力学、土力学、构造理会等范畴的数值模仿，是一种新的不连气儿统理会设施。 离散馀
18、针织面料法行政许可了欧针织面料之间的相对运动，纷歧定满意位移连气儿和变形融合条款，改进策画速率速，所需积储空间小，稀奇适合节理岩体的大位移、大变形理会。 离散馀针织面料法自成立此后赢得了显着的兴盛，成为办理岩石力学题目的紧急数值设施。 工程中所睹的岩体状态呈不连气儿构造，所酿成的岩石块摇滾乐体的运动和受力景况简直都是或质料的非线性题目，所以办理连气儿介质力学题目的有限尤针织面料法或界线尤针织面料法等难以操纵。 用数值设施求解，离散馀针织面料法思索到岩体构造的不连气儿性，合用于节理岩石力学题目的办理。近年来，离散元法的利用范畴依然扩展到办理从连气儿介质向不连气儿介质转换的力学题目。 混凝土等脆性子料由冲锋、
19、侵入等动载荷爆发的毁伤和危害，其素质是力学模子从连气儿统向不连气儿统的变动经过。 守旧的基于连气儿介质力学的有限单位法等数值改进设施难以用于直接改进和模仿质料的实在危害体例和危害全经过，离散元法正在这方面显示了很大的生涯力。 第四个别先容PFC2D的操纵、1.PFC软件的操纵界面、菜单功效及用意2.FISH措辞概要3.PFC2D理会模子的天生设施4 .界线条款的设定设施5 .初始条款的设定6 .接触本构造模子：接触刚性模子折动模子贯串模子7 .质料属性授予第4个别PFC2D的操纵，8 .节理面的天生及设定属性9 10 .求解经过：静态求解、动态求解11 .流体和热理会概要12 .先容PFC2D软件的用户界说本构造模块联系功效、操作等13 .常用指令的操纵设施及联系紧急观点14.PFC2d
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