PFC (Partical Flow Code)是一款采用颗粒流离散单元法作为基本理论背景进行开发并商业化的高级通用计算分析程序,特别适用于散体或胶结材料的细观力学特性描述和受力变形分析与研究。固体介质破裂和破裂扩展、散体状颗粒的流动是PFC最基本的两大功能,鉴于这两类问题存在于很多行业,如机械构建的破损、建筑物结构破裂、大地构造断裂形成及其发展过程、药丸等颗粒搅拌过程相互接触导致的成分和特性变化、切削和爆破导致的劈裂和散体运动等,或是破裂和破裂扩展的宏观表现,或是颗粒运动的现实实例,都成为PFC的研究对象。目前在岩土、采矿、石油、机械、工业生产等领域得到极为广泛的应用,在岩土体工程领域的代表性研究课题涵盖节理岩体和土体的稳定性评价、地下水流动与耦合分析、支护结构模拟和水压致裂研究等。
PFC基于细观力学看待所研究的介质对象,程序将现实地质体、工程结构处理为颗粒体的组合,结构面及内部缺陷等不连续特征通过节理接触模型来表征,针对颗粒体受力变形等力学行为进行描述;采用接触算法搜索颗粒体接触条件并计算接触受力状态,当接触出现屈服形成剪切滑动或张开时,颗粒体发生运动位移(平动、转动)甚至破坏现象,核心技术决定了PFC从根本上区别于建立在宏观连续或非连续介质基础上的岩土体领域传统数值方法。与连续力学方法相比,PFC方法的重要区别是能够同时模拟连续体、和非连续体的力学行为,非连续特征(如岩体内节理、工程结构内材料缺陷或构造形态)的描述可选择性采用如下诸多方式:
PFC的开发需求首先来源于公司自身从事工程科研设计工作的需要,且由岩土力学专家主持开发,过程严密、工程实用性强、和针对性突出是该软件产品的最大特色之一。概括地,其独特的技术能力和功能包括:
正是PFC软件与众不同的的能力和功能,在软件面世以后即被迅速地应用于不同的行业和领域,可能是世界上唯一针对岩土体工程开发、而被广泛应用于其他行业的软件产品。值得说明的是,与市面上表面上相似的其他软件相比,PFC的根本性优势在于其严密的力学原理和过程,即PFC中颗粒的所有行为都严格满足传统力学规模,从内在原理和过程方面保证了成果的科学合理性。
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