疫情下的优秀毕业论文：矿大学子的MatDEM学习之旅，值得每一位理工科学子借鉴

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导读：大家好，我叫高成跃，来自中国矿业大学。在介绍我个人学习软件心得之前，首先感谢导师隋旺华老师，以及南京大学刘春老师，在他们的专业指导和软件分析支持下，我才能按时完成数值模拟试验和毕业论文的撰写。我的毕业论文的成绩也拿到了优秀。同时也感谢乐天呈、刘辉师兄在学习代码过程中给予的指导。以此文分享我个人在短时间内学习MatDEM的心得体会，为新学习软件的同学提供一些学习过程中的建议。

我与MatDEM的相遇是在今年的3月，受疫情的影响，我的毕业论文研究内容由室内模型实验改为数值模拟试验。在2个月的时间里我要完成至少40组数值模拟试验，加之在此之前，我对MatDEM了解甚少，倍感压力。在“不完成模拟试验就不能毕业”的压力下，我硬着头皮开始了我的离散元软件MatDem的学习之旅。下面分享初学者快速入门的几点学习心得。

单一平直裂隙溃砂数值模拟模型

X形相交裂隙溃砂数值模拟模型

一、教材与教学视频相结合

在学习MatDEM软件时，必须先掌握MatDEM的程序代码书写语言，我作为一个地质��业的学生，没有matlab语言基础，为了能快速的入门和掌握MatDEM的书写语言，我采用了以下的方法进行语言的学习。

为了能在短时间内快速掌握每句代码的含义及作用，我采取了先看刘春老师录制发布在仿真秀官网的教学视频，再看刘春老师撰写的配套课本。由于我没有学习matlab语言的基础，我在看刘春老师的教学视频时，我认真的抄写了视频中（新手学习时，建议先看看刘春老师在仿真秀平台录制的教学视频，不建议一开始就进入慕课的网上课程学习，因为慕课中刘老师讲授的内容由于受到视频时间的限制而表达的非常凝练和精简，新手直接进入慕课的学习，往往是一头雾水，还容易产生畏难退缩的心理，慕课中的视频建议在建立完自己的基本模型以后再进行学习，这时候会有新的发现和收获）出现每一句代码，并在代码后注释每一句代码的的作用以及适用的条件（tip刘春老师的视频中讲解每一句代码时都会拓展其他适用范围，但在字幕中并没有注释，所以需要注意听讲）。

在完成视频的学习后对整个软件有了初步的了解，我开始进行课本《地质与岩土工程矩阵离散元分析》的阅读，课本建议新手重复阅读2遍。视频的学习在于了解软件的操作以及快速入门，而阅读课本则是为了弄清原理，只有原理清晰才能减少学习中出现的问题加快入门速度。

二、降低不懂就问的频率，提高独立思考的能力

刚开始我很喜欢在MatDEM交流群里发问，连珠炮一样的发问，我发现这样“不懂就问”的方式对我帮助不大，要么是不能明白大家指点的内容如何去操作，要么就是提供的指导不能实际的解决模拟中出现的问题（每个人模拟的工况不同）。

提高独立思考的能力并不代表着不去和别人交流，而是在能力范围内的问题或者极为简单的问题尽量自己来解决。例如：堆积模型时如何改变指定地层的单元颗粒大小，建模时为何指定层位组的颜色没有区分，怎么查看模型是否平衡，怎么查看胶结，颗粒为何发生爆炸飞出模型边界等问题。

刘春老师曾在群里面说过“仿真秀或慕课视频多看一遍，然后把书的前五章读一下，99%的问题都能很快解决”。我上诉所列新手入门常遇到的问题，在书本里面和课程视频里面均有详细的介绍和解决方法，只有自己动手去学习，而不是遇到问题一味从别人需求答案。反复的阅读课本能从根本上解决问题，避免第二次犯同样的错误。

“MatDEM就像《黑客帝国》电影中的世界一样，能让你自己去创造世界”，软件的功能不是是死板的，而是灵活使用的，我们可以在软件中建立仍何形状复杂的模型，我们不能将我们的思维局限和固化，不能只局限于帮助文件夹的示例代码，遇到问题的过程中我们可以创造性的进行解决，只要能达到我们想要的效果。

三、遇到问题时从原理上来思考

在进行数值模拟的过程中，我曾遇到过这样一个问题，我的所有的代码以及步骤都是正确的，但松散层中的砂颗粒不会沿着裂隙向下运动，没有任何动静。我尝试了很多方法去调整，最后都于事无补，在经过一番苦苦的折腾以后，我才发现是原理上的错误。当砂层的休止角与裂隙的倾角相接近时，砂层就不会沿着裂缝向下运动，无论迭代多少次砂颗粒都不会发生运动，通过调整砂层的内摩擦角和裂隙的倾角，我成功的解决了这一问题。所以当你觉得你的所有代码、操作步骤都完全正确而模拟的结果却始终不理想时，这时就应该从原理上来思考和考虑。

四、“重复和出错”是必经之路

在学习MatDEM的过程中，“重复和出错”是必经之路，在学习软件的过程中我不止一次陷入僵局，陷入僵局时对初学者的心理极为考验，但陷入僵局代表自己真正的进行了学习和思考。为了打破僵局，解决出现的问题，我们会不断的去思考，不断的找寻模拟中出现的问题，这本身就是一种加深软件理解和学习软件的过程。

我认为通过“陷入僵局、打破僵局”这个过程学到的东西才是自己真正收获的东西。每一次陷入僵局，打破僵局，就会加深自己对软件的认识，加深对软件的理解。虽然这个过程可能会持续很久，很扎心，但我认为只有不断的重复和出错，才能进步。

五、我和MATDEM一起成长

我最大的收获不只是完成的毕业论文的撰写，更多的是收获学习离散元软件的方法，培养了思维模式，加深了对软件的理解。在未来的时间内我将继续学习MatDEM，利用软件来解决更多的工程地质问题，我和MATDEM一起成长。

六、论文案例演示——矿井溃砂

采用MatDEM软件，获取了干砂颗粒在单一平直裂隙以及X形相交裂隙中的运移规律以及溃入工作面干砂总质量随时间变化曲线、裂隙进出口瞬时流量变化曲线。在整个模拟过程中，MatDEM基于原创的矩阵离散元计算法，可实现数百万单元的高效离散元数值分析。

溃砂分为三个过程：启动阶段、稳定阶段、结束阶段。图1-图5为溃砂全序列图像，图6为干砂颗粒穿越X形相交裂隙的运移状态示意图。图7为裂隙进出口瞬时流量随时间变化曲线，图8为不同裂隙开度溃入工作面干砂总质量随时间变化曲线。