Лекция 8 по PFC: Как моделировать гранулированные материалы в PFC с помощью FISH.

История создания цикла лекций: Лекции по PFC были прочитаны Дэвидом Потионди летом 2025 года для пяти аспирантов, работающих в области механики горных пород и гранулированных материалов (студенты изображены на слайде 7). Цель лекций заключалась в том, чтобы ознакомить их с кодами PFC (PFC2D и PFC3D) для использования в их исследовательской работе. Я провожу обучающие курсы по PFC в той или иной форме с момента выпуска PFC в 1995 году. С 2004 по 2005 год я был профессором в Университете Торонто, и за это время я преобразовал курс в аспирантский курс под названием «Микромеханическое моделирование с использованием методов дискретных элементов», который стал новым обучающим курсом по PFC после моего возвращения в Itasca. С тех пор курс претерпел изменения. Эти лекции позволили мне обновить и улучшить курс. Курс состоит из 16 лекций по 3 часа каждая, к каждой из которых прилагается видеозапись лекции и набор учебных материалов. Материалы лекций дополнялись по мере их проведения. Окончательный набор материалов — это те, которые существовали на конец цикла лекций. Они не были организованы в единые, связные блоки. В файлах данных использовалась версия PFC2D/PFC3D 9.00.181, и они, вероятно, будут работать и с будущими версиями, но могут не работать с более старыми. Если вы хотите использовать PFC для серьезных исследовательских работ, то эти лекции для вас. Они не были отредактированы. Если у вас возникнут вопросы во время просмотра лекций, свяжитесь со мной напрямую по адресу dpotyondy@oneitasca.com. Удачи и приятного времяпровождения! Дэвид Потионди 22 октября 2025 г. Материалы лекций по PFC (лето 2025): Примечание — размер zip-файла составляет 1,4 ГБ. Для загрузки перейдите по этой ссылке: https://icg-webstorage.s3.us-east-1.a... *********** Лекция 8 по PFC: Узнайте, как жесткость контакта, ограничения шага по времени и скрипты Fish работают вместе при проведении испытаний в стиле одометра в Particle Flow Code (PFC). В этой лекции показано, как взять гранулированный образец, упакованный под действием силы тяжести, провести циклы нагружения-разгрузки и использовать Fish для расчета осевого напряжения и деформации, точного размещения плит и отслеживания ключевых микромеханических величин, таких как координационное число. Также рассматривается история и структура языка Fish и объясняется, почему скрипты необходимы для сложных рабочих процессов тестирования DEM в PFC. Что вы узнаете из этого видео: 1. Как PFC моделирует гранулированные материалы • Каждая частица рассматривается как твердое тело, подчиняющееся второму закону Ньютона и взаимодействующее посредством контактных сил. • Типичные примеры использования включают гранулированный поток в желобах, бункерах и контейнерах, а также квазистатические испытания, такие как одометр и UCS. 2. Поведение и жесткость при одометрическом испытании • Как устанавливается 2D одометрическое испытание, начиная с гравитационной упаковки и заканчивая циклами нагружения и разгрузки. • Почему модуль упругости является основным показателем жесткости в этом испытании. • Как параметры линейной контактной модели (нормальная жесткость, сдвиговая жесткость, трение) влияют на жесткость системы и почему нормальная жесткость преобладает. • Как увеличение жесткости приводит к почти пропорциональному увеличению макроскопического модуля, но заставляет моделирование использовать гораздо меньшие временные шаги. 3. Ограничения шага по времени и «смягченные» модели • Почему стабильный шаг по времени определяется массой частиц и наибольшей эффективной жесткостью контакта в системе. • Как нагрузка изменяет контактные сети, что незначительно изменяет стабильный шаг по времени в течение эксперимента. • Почему во многих практических исследованиях методом дискретных элементов используется искусственно низкая жесткость, чтобы сохранить разумные шаги по времени, одновременно сохраняя качественное поведение зависимости напряжения от деформации. 4. Скриптинг Fish для напряжения, деформации и настройки • Как функции Fish используются для расчета осевого напряжения по силам на стенках и осевой деформации по смещению плиты. • Как сбросить смещения и базовую деформацию на фактической высоте образца, а не на произвольных координатах стенок. • Как написать функцию Fish, которая сканирует все частицы, чтобы найти истинную верхнюю точку сборки и точно расположить верхнюю плиту на этой поверхности для точного измерения деформации. • Как записывать пользовательские истории напряжения и деформации и строить их непосредственно друг относительно друга. 5. Гистерезис гранул и координационное число • Как медленная нагрузка и разгрузка плиты воспроизводят реалистичный гистерезис гранул и остаточную деформацию. • Почему пути загрузки и разгрузки не совпадают и что представляет собой площадь между ними с точки зрения потерь энергии. • Как упрочнение во время загрузки связано с увеличением координационного числа (среднее количество конта...