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PFC2D (Particle Follow Code 2 Dimension)即二维颗粒流程序，是通过离散单元方法来模拟圆形颗粒介质的运动及其相互作用。最初，这种方法是研究颗粒介质特性的一种工具，它采用数值方法将物体分为有代表性的数百个颗粒单元，期望利用这种局部的模拟结果来研究边值间题连续计算的本构模型。以下两种因素促使PFC2D方法产生变革与发展:(1)通过现场实验来得到颗粒介质本构模型相当困难:(2)随着微机功能的逐步增强，用颗粒模型模拟整个问题成为可能，一些本构特性可以在模型中自动形成。因此，PFC2D便成为用来模拟固体力学和颗粒流问题的一种有效手段。 颗粒流方法的基本假设 set echo on plot set cap size 20 plot add axes black plot add ball yellow plot show 3.2不规则排列 ； 无规则排列，即：对一个给定空隙率的区域，采用颗粒来充填其中需要进行填充的空隙，并确保整个模型保持平衡。对于所能被填充的模型的初始空隙率，是有一个限制值，不能任意小。对于某些空隙率的模型，颗粒的填充可以无接触地排列，对于其它情况的空隙率，颗粒又可以重叠排列 目前没有一个普遍的方法来将紧密充填的圆形颗粒体限制在一个任意封闭的面积内。这里来介绍两种方法如何充填特定半径的颗粒体达到我们所需要的空隙率。 第一种方法，首先建立封闭区域的边界(简称墙体)，然后在封闭区域内任意生成一系列无接触的颗粒，最后移动区域的限制墙体，至所需要的空隙率。这种方法有三个缺点：1.区域的几何形状改变；2.收敛速度慢；3.最终的分布趋势是不均匀的 第二种方法：运用GENERATE命令生成颗粒体，同时配合关键词高斯分配，即指定颗粒体半径的上下限，然后相应分配一个标准差，同时配合FISH函数来选择颗粒半径，最终生成我们所需要的模型。 下面来介绍采用这种方法是如何进行操作的，重点介绍2种方法。 3.2.1 半径扩展法 首先需要介绍一个概念：半径放大系数m，它会引起模型空隙率的改变。 空隙率的定义： ——颗粒体的总面积； ——封闭区域的总面积 因此： 我们定义初始空隙率为 ，新生成的空隙率为 ,那么，则有 有些情况需要我们建立复杂区域形状的颗粒流模型，如右图，此时我们可运用模型生 成过滤器来获得所需要的模型， 即filter命令，其后由用户定义 FISH函数来控制,其中,颗粒的半 径通过fc_arg(0)进行检验,x和y 的坐标位置分别通过fc_arg(1) 和fc_arg(2)进行检验。如果颗 粒满足要求，则FISH函数值设为 0，否则为1。详见下例。 new def ff_rect ; ----- 用户定义生成过滤器生成方形环状颗粒流模型 ; 中心 ([ff_x], [ff_y]), 内径 [ff_r1] and外径 [ff_r2]. _brad = fc_arg(0) _bx = fc_arg(1) _by = fc_arg(2) _skip = 0 _rx = abs( _bx - ff_x ) - _brad _ry = abs( _by - ff_y ) - _brad if _rx ff_r1 then if _ry ff_r1 then _skip = 1 end_if end_if ff_rect = _skip end def gen_balls _xlo = ff_x - ff_r2 _xhi = ff_x + ff_r2 _ylo = ff_y - ff_r2 _yhi = ff_y + ff_r2 command generate x=(_xlo, _xhi) y=(_ylo, _yhi) rad=(0.09, 0.11) filter=ff_rect id=(1,250) end_command end set ff_x=1.0 ff_y=1.0 ff_r1=2.0 ff_r2=3.0 gen_balls proper