ITASCA PFC Suite(顆粒流分析軟件)

Itasca PFC Suite是一款非常專業(yè)的顆粒流分析軟件，包含了PFC2D和PFC3D兩個模塊，可以滿足不同工程師的需求。PFC模型合成材料由可變尺寸剛性顆粒的組件組成，這些剛性顆粒在觸點處相互作用以表示顆粒和固體材料。 PFC模型模擬許多剛性粒子的獨立運動（平移和旋轉）和相互作用，這些粒子可能基于內力和力矩在觸點處相互作用。并擁有強大的計算引擎和腳本語言，可以大大地提升工程效率。它們彼此獨立地移動并且可以平移和旋轉。顆粒通過內力和力矩在成對接觸處相互作用。由于其通用設計，PFC可以輕松定制并應用于非常廣泛的數(shù)值研究，其中系統(tǒng)的離散性質是感興趣的。PFC已成功應用于世界各地的許多學術機構和私營公司，從實驗室規(guī)模的土壤和巖石行為的基礎，研究到邊坡穩(wěn)定性和落石危害緩解，水力壓裂等問題。 巖石工具相互作用，整體流動，混合，輸送和壓實骨料和粉末，高爐建模等。新版本為建模功能，軟件互操作性和更新的圖形提供了重要的增強功能。有興趣的朋友快來下載體驗吧！

功能介紹

- 2D / 3D凸面剛性塊

- 保稅區(qū)塊模型(BBM)

- PFC3D / FLAC3D接口耦合邏輯，包括結構支撐元件(梁，電纜和外殼)

- PFC3D / FLAC3D重疊域耦合邏輯

- 通用粘合劑接觸模型

- 軟接觸模型

- 結果文件

- 針對PFC 6的修訂材料建模支持包

- PFC 5.0到PFC 6.0保存文件導出

- PFC 5.0到PFC 6.0數(shù)據(jù)文件轉換器

- 渲染引擎升級

- Visual Studio 2017和英特爾2017支持

- 更新到Python 3.6

應用領域

PFC 更適合于從本質上研究固體（固結合松散）介質的力學特性，雖然 PFC 最初的開發(fā)意圖是滿足巖體工程中破裂和破裂發(fā)展問題研究的需要，但到目前為止，非巖石力學領域的應用更廣泛一些，概括地，PFC 的研究領域包括：

1、巖土工程：最初的研究集中在介質力學特性（如本構）、破裂和破裂擴展問題上，在 PFC 引入和巖體工程中的結構面網(wǎng)絡模擬功能以后，已經(jīng)應用到復雜工程問題研究中，特別是礦山崩落開采、大型高邊坡穩(wěn)定、深埋地下工程的破裂損傷、高放核廢料隔離處置的巖體損傷和多場耦合等問題；

2、構造地質：板塊運動、褶曲過程、斷裂過程、地震地質等；

3、機械工程：材料疲勞損傷等；

4、過程工程：農(nóng)業(yè)、冶煉、制造、醫(yī)藥行業(yè)的散體物質（皮帶）傳送、篩選、和分裝，如農(nóng)業(yè)中土豆按大小的機械化分選和分裝、冶煉行業(yè)中按級配向高爐運送過程中的自動配料研究等。

主要特性

1、模擬由任意大小圓盤或球狀顆粒(particle)組成集合體的動態(tài)運動或相互作用

2、材料屬性定義具體到單個顆粒，材料屬性甚至顆粒大小允許呈連續(xù)性分級

3、“超單元”技術支持通過疊加若干‘奴化’顆粒形成顆粒組，以表征任意形狀顆粒單元

4、任意方位的線段或平面凸型多變形均可定義為墻(Wall)單元，并可分別定義不同接觸屬性

5、程序內嵌通用墻單元生成算法，如點、線、圓球、圓柱、螺旋體、圓環(huán)和圓錐體

6、墻單元通常作為顆粒流模型對象的加載邊界，邊界條件可以為力或速度

7、在分析模擬的任意階段，均可執(zhí)行墻單元或顆粒的創(chuàng)建或刪除操作

8、默認接觸模型包括：線彈性、簡化Hertz-Mindlin模型、庫倫滑移模型、接觸/平行約束模型

9、高級接觸模型包括：簡化粘彈性模型、簡化延性模型、位移-軟化模型、粘滯性阻尼模型、Burger’s蠕變模型和平滑節(jié)理模型。除此之外，程序為自定義接觸本構模型提供了開發(fā)接口。

10、根據(jù)分析類型的不同并加快求解速度，程序內嵌兩種阻尼技術：局部非粘性阻尼和粘性阻尼

11、自動時間步搜索方案確保解的數(shù)值穩(wěn)定性

12、顯式/中心差分求解方法在非線性行為求解過程中，不需要額外的內存分配和數(shù)值迭代

13、程序內置兩種分析模式：準靜態(tài)和完全動態(tài)分析。前者應用可使模型快速達到穩(wěn)定解狀態(tài)

14、自版本V4.0之后， PFC新開發(fā)了雙精度和64位系統(tǒng)版本，前者避免解出現(xiàn)長周期數(shù)值“漂移”，后者則有效提高了求解效率

15、拓撲映射技術的使用極大降低接觸搜索時間，接觸搜索時間與模型中顆粒數(shù)嚴格呈線性比例關系

16、在整個求解時間域，可對任意變量的力學響應進行監(jiān)測/記錄，如位移/速度、應力/力等

17、PFC使用測量圈技術計算圓盤/球狀空間區(qū)域內平均應力、應變率和孔隙率等參數(shù)

18、根據(jù)功能平衡關系，可準確求解系統(tǒng)能量及其變化，如體積功、膠結能、邊界做功、摩擦功、動能、應變能等

19、內置程序編譯工具FISH語言，用于程序配置、模型控制、自定義功能函數(shù)、結果后處理等，為高級用戶提高了強大的用戶干預手段，極大提高工作率

20、內嵌強大的功能函數(shù)庫FishTank，預定義大量常規(guī)、特色功能，如試樣/地質體復雜模型創(chuàng)建、顆粒體解譯度優(yōu)化、虛擬實驗室技術、地應力賦存環(huán)境建立、工程材料強度的時間效應研究等

21、周期邊界技術為遠場邊界的模擬提供了更為快捷、有效的實現(xiàn)手段

22、AC/DC(自適應連續(xù)/非連續(xù)技術)作為處理大型顆粒流模型的特殊技術，與周期邊界形成有機結合，利用創(chuàng)建若干少量的“pbrick”單元以離散表征整個計算區(qū)域，極大節(jié)約了內存消耗并提高計算效率。此外，AC/DC內嵌MPI技術，可實現(xiàn)分布式并行計算