颗粒离散元法工程应用的三大问题探讨
刘春,等. 2020. 岩石力学与工程学报
颗粒离散元法常用于岩土试样的宏微观特性研究。在模拟工程问题时,需要用较大的单元来代表岩土块体,并赋以相应的力学性质。颗粒离散元法的工程应用面临着三大问题:(1) 难以直接得到特定力学性质的堆积模型,其建模困难;(2) 计算量巨大,限制了大规模工程应用;(3) 多场和流固耦合理论以及软件还不完善。在分析这些问题本质和研究进展的基础上,提出宏微观转换公式和自动训练方法来快速建模;基于矩阵离散元计算法来实现高性能的数值计算;引入孔隙密度流法以实现快速的多场和流固耦合模拟。基于这些解决思路,从零开始研发了高性能离散元软件MatDEM,实现了综合大变形、多场和流固耦合数值模拟。最后,探讨了亟待解决的关键科学和技术问题。
刘春,乐天呈,施斌,等.2020.颗粒离散元法工程应用的三大问题探讨[J].岩石力学与工程学报,39(6):1142-1152.