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背景介绍：

目前，解决岩土类工程问题的主要研究手段有三大类，分别是理论分析、室内实验和数值模拟。其中，数值模拟因其便捷、高效以及可控性成为当今最为常用的研究方法。PFC离散元计算方法在岩体的动态、非线性过程的数值计算方面较传统的连续元有独特的优势和进步，在PFC计算中无需给定材料的宏观本构关系和对应的参数，这些传统的参数和力学特性在程序中可以自动得到。PFC 软件从微观结构角度着手，用离散元数值模拟试验的方法可以解决传统试验造价高，试验操作繁琐复杂，材料模型复杂等难题，并且可以精确化数值，在科研工作中发挥了非常重要的作用，现如今广泛应用于岩土工程、地质工程，机械工程，过程工程等多个场合。

“PFC离散元仿真核心技术与应用”培训班大纲(第十四期)

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基于网格的模拟方法（有限元、有限差分、大变形处理CEL、ALE、XFEM）1.2基于点的模拟方法（离散单元法DEM、光滑粒子流方法SPH、物质点法MPM）1.3基于块体的模拟方法
2 离散元与PFC软件操作2.1 离散元的基本原理（计算原理、宏观参量与微观参量的关系）2.2 PFC软件界面操作2.3文件系统2.4显示控制2.5帮助文档的使用
FISH、PYTHON语言及COMMAND命令	3 PFC软件的计算控制方法3.1 PFC计算控制的语言逻辑3.2 FISH语言（基本语法、函数定义与调用、创建模型、控制模拟过程、处理模拟结果、FISH Callback操作等）3.3 COMMAND命令（命令结构、创建模型、状态监测与绘图、控制模拟过程、求解控制、状态查询、与FISH语言的混合使用等）3.4 PYTHON语言（基本语法、Numpy库的使用、接口的使用等）
离散元模拟方法	4 离散元模拟方法4.1离散元数值试样的生成方法4.1.1单元试样模型生成方法4.1.2边值问题（场地）模型生成方法4.1.3连续—非连续耦合模型生成方法4.1.4复杂颗粒形状的模拟方法（Rblock方法、Clump方法）4.2接触模型选择与参数标定4.2.1离散元接触模型的选择原则—12个内置模型4.2.2接触模型参数的标定方法与参数意义—以胶结颗粒材料（岩石、胶结砂土等）为例，讲授参数标定步骤4.3其他问题4.3.1模型边界条件施加方法（达到初始平衡状态、开挖类模拟、填筑类模拟、加载类模拟、周期性边界、应力伺服）4.3.2各种阻尼的选择（粘滞阻尼、局部阻尼、滞回接触模型）4.3.3时步与时步缩放（静力、动力问题时步及相关命令）4.3.4试样尺寸、颗粒数量、级配选择4.3.5 并行计算
土体单元试验模拟	5 土体单元试验模拟方法5.1常规三轴剪切试验模拟(命令流+FISH)5.1.1建模方法与注意事项5.1.2模拟结果分析5.1.3模拟结果可视化5.2真三轴剪切模拟(命令流+FISH)5.2.1真三轴加载路径的模拟5.2.2真三轴强度准则5.2.3微观结构演变过程5.3不排水三轴剪切模拟(命令流+FISH)5.4循环三轴剪切的模拟(命令流+FISH)5.5颗粒破碎过程模拟(命令流+FISH)5.6岩石（胶结颗粒）材料的剪切过程模拟5.7离散元模拟与弹塑性本构模型
工程实例分析	6 工程实例分析6.1活动门试验模拟(命令流+FISH)6.1.1试样级配控制6.1.2应力状态控制6.1.3孔隙比的控制6.1.4 活动门加载的实现6.2盾构隧道掌子面稳定性(命令流+FISH)6.2.1主动失稳模式6.2.2被动失稳模式6.3节理岩体中的硐室开挖稳定性(命令流+FISH)6.3.1节理裂隙岩体的生成6.3.2初始应力状态控制6.3.3 开挖模拟
PFC3D与FLAC3D耦合模拟与分析	7 离散—连续域耦合模拟7.1离散—连续耦合模拟方法Ø 与FLAC3D中一维结构单元耦合Ø 与FLAC3D中二维壳结构单元或三维实体单元的面的耦合Ø 与FLAC3D中三维实体单元的耦合（实例）7.2离散—连续域参数匹配7.3基于离散—连续域耦合的三轴剪切试验模拟(命令流+FISH)实例：二维壳结构单元耦合（壳单元模拟橡胶膜-创建耦合墙-施加应力边界等向压缩-剪切模拟）7.4基于离散—连续域耦合的地基承载力分析(命令流+FISH)实例：基于Punch indentation案例的修改与实现
PFC-CFD耦合模拟与分析	8 流固耦合分析8.1颗粒与流体相互作用理论（CFD模块概况、体积平均粗网格法、颗粒与流体相互作用计算）8.2流固耦合框架Ø CFD网格、流体域边界设置、网格导入、网格流体参数设置Ø 孔隙率计算Ø 耦合时间间隔、耦合时步、网格与颗粒尺寸Ø 耦合步骤8.3实例操作分析(命令流+FISH)8.3.1单向耦合8.3.2孔隙介质中Darcy流模拟（Fipy应用）8.3.3 与FLAC3D的渗流耦合模拟
答疑	建立班级微信群，长期指导关于自己关心的PFC离散元处理方案和策略

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