纯砂土的研究目前基本上趋于饱和了,目前离散元在散体材料部分的研究大都是还原砾砂石材料的形状。在此之前,离散元开发了很多考虑抗转动的模型,来表征材料的球度对其转动特性的影响。随着计算能力的提高以及研究的深化,直接生成现实形状的材料是当前主要的工作。于是PFC6.0出现了块体计算元素,本文主要讲解clump来模拟块体,而ball模拟砂土的分层压缩法。只将体积大的用clump也可以有效率的进行计算。
一般来说我们生成的clump的数目不会特别多,这样就对其均匀性要求比较高了。和砂土不一样,砂土的均匀性体现在孔隙率的均匀上,而块石的均匀性体现在分布上。如果不分层的话,很容易出现某些地方clump很多,而有些地方clump很少,这样必然对破坏模式产生影响。
这部分实现原理也比较简单,只要在生成颗粒的时候进行分流就可以了。先看一下本文的四种粒径:
其中0.003和0.004粒径的我们选择用Ball去模拟,和0.01和0.015粒径的我们使用clump去模拟。
首先我们需要准备好形状文件并导入成clump模板。
geometry import suishi.dxf
clump template create name suishi ...
geometry suishi ...
bubblepack ratio 0.3 distance 130 ...
surfcalculate
之后在之前分层压缩代码的基础上进行分流:
这里使用clump generate进行clump的生成,注意使用azimuth指定clump的旋转角度,这样生成的clump就不会都是一样的方向。
我们看一下最后的结果:
其实用surface来显示clump会好些:
当然四种粒径的颗粒也可以看出来:
完整代码如下,用户需自己提供suishi.dxf的形状文件。