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PFC2D自定义模型使用争论

张中卫;程晓;李潮

【摘要】论文争论了基于visualstdio2023自定义接触模型的实现方法,并尝试将自定义接触模型用在模拟中,分析内置接触模型与自定义接触模型之间替代关系.得出结论:自定义接触模型无法与常规的颗粒生成方法一起运算,常规的颗粒生成方法指半径扩大法、explosive生成法;自定义接触模型只能与固定坐标生成的颗粒一同使用,岩土模拟中受限;自定义接触模型在颗粒接触刚度很小的状况下可作为内置接触模型的一种替代.

【期刊名称】《四川建筑》

【年(卷),期】2023(036)005

【总页数】3页(P88-90)

【关键词】PFC2D;接触模型;细观参数;数值模拟;c++

【作者】张中卫;程晓;李潮

【作者单位】长江大学城市建设学院,湖北荆州434000;长江大学城市建设学院,湖北荆州434000;长江大学城市建设学院,湖北荆州434000

【正文语种】中文

【中图分类】TU441+.3

PFC2D(particleflowcodefor2dimention)是一种对颗粒散体进展模拟的有效数值手段。核心算法是离散元法，其中离散单元指的是每一颗小颗粒，颗粒和颗粒之间是依据粘结接触联系在一起的。一个完整的接触模型包括接触强度模块、滑动模

块和粘结模块三部份。其中，接触强度模块用于给定颗粒和颗粒接触的法向强度和

切向强度，滑动模块是用来限定滑动强度，粘结模块用来规定颗粒和颗粒之间的粘结是点粘结还是平行粘结。现在大多数争论使用的都是PFC内置的接触模型。PFC2D同时也支持用户自己定义接触模型，具体的做法是运用c++将接触模型相关的函数和参量编译为dll文件，然后在PFC2D内置命令流中调用dll文件。自

定义接触模型相对于PFC命令流来说是相对独立的，它有自己的名称、数据构造、定义类型。自定义模型与内置接触模型功用表达在被调用后可将用户颗粒间的特征数据传递到颗粒粘结中并自己定义颗粒粘结破坏强度，以及粘结破坏后颗粒的轨迹。PFC由于能从细观方面争论宏观的表现，从而被国内外学者广泛承受。但是几乎

没有争论者用到自定义接触模型。王刚[1]等利用PFC2D程序从宏观和细观角度探讨节理在不同边界条件下剪切过程中的力学演化规律和破坏机制；AxelRuiken[2]等在指出前人关于由试验孔隙率推导2D状况下的孔隙率方法的不通用性的根底上提出了自己由3D孔隙率得到2D孔隙率的方法；徐文杰[3]等提出了一种基于数字图像处理的非均质岩土材料细观构造PFC2D数值计算模型自动生成方法。

庄德林[4]等首次承受了颗粒流程序PFC2D模拟垮落区充填中煤层采出、顶板垮落、充填的整个动态过程；孔祥臣[5]等针对土石混合料振动击实过程中颗粒运动规律

和密度形成机理问题引入PFC2D颗粒离散元方法,模拟了肯定级配条件下不同土石比的土石混合料的振动击实过程。

朱焕春[6]在PFC及其在矿山崩落开采争论中的应用一文中对PFC2D进展了功能介绍。其中提到PFC2D是几乎用命令流操作的，所以上手难度很大，争论一般在高校中。另外也有提到“构建PFC模型和进展相应的运算预备工作，必需使用PFC的二次开发功能，可通过编程实现上述目的。”然而在近两年的争论中，PFC模拟都是使用内置的接触模型。论文对当下学者对PFC争论中没有使用自定义接触模型的缘由进展争论。

自定义接触是靠PFC2D主程序调用用户编译的dll文件来实现的。构建自定义接

触的步骤有两步：(1)取得dll文件关联文件；(2)dll文件编译。

取得dll文件关联文件

编译dll文件需要.cpp文件以及.h头文件、外部关联项。其中.cpp文件和.h头文件可以从usermanual中得到，直接嵌套运行不会通过，需要进展调试；外部关联项是PFC2D程序自带的cmodlewrv.dll和同名的objectfilelibrary。

dll文件编译

编译dll文件的平台需要为c++6.0以上版本，以vs2023为例，创立win32dll工作工程，关联以上提到的关联文件，调试报错为0后，下拉菜单生成解决方案生成dll文件。

PFC2D生成模型的方法有：直接用gen命令生成少量颗粒、半径扩大法、explosive颗粒生成法、坐标生成法。但是不同生成方法承受不同的参数值，因此可能导致无法在试样中使用自定义模型。接下来对上述三种颗粒生成法与自定义接触模型的耦合性进展比较争论。

颗粒流建模首先要确定微观参数，通过试错法，论文中的微观参数的选取如表1所示[7]。

半径扩大法

半径扩大法的思路是先生成