260万+顶流！Lobby的离散元PFC仿真入门学习思路

导读：大家好，我是Lobby，仿真秀单课250万+PFC课程播放量，仿真秀年度优秀讲师，2017年河海大学地质工程专业本科，2020年同济大学土木工程专业硕士，毕业论文方向为有限元本构模型开发，现从事BIM开发行业。自2017年硕士入学后，接触PFC，对离散元保持极大的热情，并且在学习生活乃至后期工作中不停的完善自己的知识体系框架。在仿真秀先后推出三版课程，其中《PFC入门到精通81讲》全网播放量近300w。在公众 号中免费分享近60篇常用的案例或技巧，引导近20000人完成离散元仿真相关的工作。

1月14日20时，仿真秀2024新年设计仿真新年报告第四期邀请笔者做《离散元PFC仿真入门学习思路》公开课，这次直播不涉及到具体的技术层面，主要内容核心是我对于PFC入门学习的见解（包括PFC现有的知识体系、我的PFC学习之路、和推荐2024年新版基于6.0创建的课程)。欢迎PFC学习者前来学习与交流。

一、写在文前

首先必须承认的事情是当前国内没有一套系统的离散元理论课，更别谈软件操作课程了。我们能够找到一些离散元理论的相关书籍，这些书籍的确是传播了国外先进的离散元理论知识，但是很明显不算是一个很好的教育课本。

一个好的教育课程应当具有三个特点：渐进性、零散性、实践性。渐进性就是知识点必须由浅入深，不能一上来就讲解“离散元平均应力的推导”，而零散性就是知识点必须是碎的，每个学习过程应当掌握明确的知识点，实践性是理论必须反映到实践中进行验证。

基于这个思想，我在2021年推出了PFC5.0的入门课程，尽可能的进行手敲代码，由浅入深完成了诸多案例。里面的案例是递进式的，这个很多同学会忽略，觉得我不做滚筒，是不是就没必要去看这部分知识了，但是案例只是载体，里面用到的技术点是会是以后用到的。很显然得到了验证，上架两年仅在仿真秀平台收获了将近260w的播放量，相信不管在离散元行业，还是大仿真行业，都是一个很不错的成绩。

二、离散元能做什么

我还记得我第一个接触的离散元案例是二维的双排桩基坑，做了三个月左右，至今还记忆犹新。这个案例对我来说是一个实践的机会，但是直到最后才不得不放弃，这个方向是错的！！！。

离散元的优势是什么，破坏！大变形！不好意思心情突然有点激动，但是我相信如果三四个月的努力付之东流，大家都会非常激动。

在我们确定要用离散元进行课题前，一定要花时间去研究当前方向的前沿成果，最好以国外为主。国内确实是有很多好的成果，比如我们岩土专业的三大期刊，都是能够刊登比较好的研究，但是也有很多学者浑水摸鱼、滥竽充数，一个工况，硬从有限元搬到离散元，算一下分析一下应付了事。

用离散元做，一定要明确，这个工况中你要研究的现象是需要离散元去做的。我做的双排桩案例，破坏没有什么意思，对施工有指导的是双排桩下的受力特性，或者具体一点，土拱现象。没错，土拱现象是可以用离散元来展现的，但是只能用三维去做，或者也可以做一个横剖面做一下简单研究。但是我当时用纵剖面去研究肯定是走了歪路了。

所以大家定课题，开题的时候，一定要请经验丰富的人帮你把关，千万不要毕业临头发现自己做的都是无用功。

离散元目前方向应该主要是以下四个：

1）材料宏微观机理研究

这个主要是通过一些单元实验，通过内置或者自研的本构模型，注意：本构模型选取应当有微观依据，然后才能有对应的宏观现象。对于常规的砂土、岩石特性，内置本构应当够用了，但是涉及复杂力学行为，比如蠕变、延性等，内置本构不够的。再次注意：用内置burgers模型研究岩石蠕变就是在耍流氓，大家可以用双球验证一下微观力学特征。

2）运移过程

离散元是基于牛顿第二定律推导出来的，所以就注定其在动力特征上有顶尖的模拟能力，下面也是在公 众号中展示过的两个案例，对于灾害预测会有指导意义。我最近也注意到离散元在农业上的应用也很多，主要是基于EDEM，这些研究不太关注材料的力学行为，研究重点在于机械和材料的相互作用上。

3）破坏与大变形

这个在岩土领域应用太广泛了，岩土三大领域：基坑、边坡、隧道，都会有相应的破坏问题，研究破坏性质，对理论上的指导意义是非凡的，诸如毕肖普假设、库伦土压力理论都是对土体的变形破坏有假设的。

而土体材料不可否认的是，这玩意是完全塑性材料，不存在弹性阶段，所以我敢笃定的是，用有限元去模拟土，误差方面永远不会低于30%。这个结论也是我做了很多土体有限元本构模型方面的研究得到的，硕士论文的研究最大的作用就是坚定了我对于离散元在岩土领域的应用价值。

4） 多场耦合

这个算是离散元的一个难点，其实也不属于离散元范畴。但是简单的东西已经被研究透了，所以目光只能转向耦合上面。多场耦合也是近年来的研究趋势，特别是流固耦合。从官方提出的研究水力劈裂的管域模型，到达西求解器耦合，再到和LBM理论等流体理论耦合，散体+流体的研究是会让人着迷的。

三、PFC知识框架

在我这两三年的PFC教育过程中，慢慢也积累了一些知识点，如下是我眼中的离散元知识框架。如下知识点大部分都是会在课程中讲解到的，少部分会在公 众号案例中得到体现。

基于此，我也在今年推出了新版课程。课程延续了5.0的知识体系，会加入一些6.0特有的知识点，比如rblock，和fac耦合。另外cluster作为这两年研究比较多的点，也被加入课程之中。

课程全程配有字幕，方便大家能听懂我的发音，另外查报错的过程也会被简化。下面为课程的目录，欢迎各位支持推荐。

本套课程注重实操，案例丰富，配有字幕。希望同学们可以借助这门课程完成PFC入门。课程更新中，从1月1号开始，剩余章节预计一周更新两章，一个月以内完成所有章节。目前上线课程到第15章节，前20章节的课程已录制结束，代码已在附件中，等待字幕配置。

四、离散元PFC仿真入门学习思路

为了引起大家对离散元PFC仿真入门的兴趣，1月11日20时，笔者受邀在仿真秀2024设计仿真新年报告会第四期给读者朋友带来《离散元PFC仿真入门学习思路》，欢迎离散元学习者前来交流互动。讲座内容如下：

2024新年报告会（五）：离散元PFC仿真入门学习思路-仿真秀直播

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