文章摘要
文章介绍了一款新兴的国产软件PCDC(Parallel Continuum-Discontinuum Coderacture),该软件采用混合有限元-离散元法(FDEM)核心算法,用于岩石工程研究。文章从用户角度出发,概述了PCDC的工作流程,旨在增强读者对软件的了解。PCDC软件操作与Itasca软件类似,通过命令行运行,支持2D和3D版本。文章通过一个地下圆形隧道开挖的例子,详细说明了如何使用PCDC进行模拟,包括设置总体控制命令、创建几何模型、岩石分组、定义材料模型、边界条件、原岩应力和自重应力,以及如何进行静态或动态计算和达到平衡状态。最后,文章展示了隧道开挖后的水平位移结果。作者强调,本文的目的是探索模拟流程而非验证计算结果的准确性。
混合有限元-离散元法(FDEM)方法在岩石工程研究中得到了快速发展【岩石断裂的cohesive-zone模拟】,代表性的商业软件是ELFEN和Irazu,近日,一个采用FDEM核心算法的国产软件PCDC (Parallel Continuum-Discontinuum Coderacture)问世,作为今日头条文章《PCDC混合有限元离散元并行计算程序》的补充,本文从用户的角度客观地概述了PCDC的工作流程,以增强读者对PCDC的了解。由于这是我第一次试用这个软件,因此本文的目的不是验证计算结果是否正确,而是探索模拟流程,即如何使用这个软件,有些描述可能会出现偏差。
PCDC是一个以命令行运行的软件,与Itasca软件的操作方式非常相似,因此假如用户熟悉Itasca软件,那么很容易理解PCDC的命令。PCDC命令的关键词均为小写英文字母和 "-" 组成。PCDC有2D版本和3D版本,下面以一个地下圆形隧道的开挖显示PCDC2D的工作流程和命令。
pcdc model new
pcdc model save 'dir\mymodel'
pcdc model restore 'dir\mymodel'
pcdc model plane-strain #or plane-stress
pcdc element create brick p0 (-50,-50) p1 (50,-50) p2 (-50,50) n 100 100 triangle false
pcdc element group 'rock' set 'domain'
pcdc element group 'excavation' set 'domain' range inside-circle center (0,0) radius 10
pcdc element constitutive-model
可以使用的力学模型有:
(1) mechanical-iso-elastic
(2) mechanical-mohr-coulomb
(3) mechanical-burgers
(4) mechanical-anistropic-elastic
(5) mechanical-ubiquitous-joint
(6) mechanical-strain-softening
(7) mech-user-defined-icz2d
pcdc element constitutive-model mechanical-strain-softening
pcdc node boundary apply mech-vel-b-c velocity-x 0 range x -51 -49.9
pcdc node boundary apply mech-vel-b-c velocity-x 0 range x 49.9 51
pcdc node boundary apply mech-vel-b-c velocity-y 0 range y -51 -49.9
pcdc node boundary apply mech-vel-b-c velocity-y 0 range y 49.9 51
pcdc element initialize stress-general stress-xx -30e6
pcdc element initialize stress-general stress-yy -15e6
pcdc model gravity (0,-10)
pcdc model option dynamic off
pcdc model solve cycle 1000
pcdc node reset velocity
pcdc node reset displacement
pcdc element reset state
pcdc element c-model null range group 'excavation' set 'domain'
pcdc model solve cycle 50000