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PFC课件(经典)

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01173_PFC课件教学

01173_PFC课件教学

定期举办学生作品展 示、竞赛等活动，激 发学生的学习动力和 成就感。
2024/1/26
鼓励学生提出问题和 意见，及时调整课件 内容和教学方法。
15
教学效果评估及反馈
通过课堂表现、作业完成情况等多维度评估学生的学习效果。
利用在线测试、问卷调查等工具收集学生的反馈意见，及时改进课件和教学方法。
2024/1/26
4
PFC基本原理与结构
基本原理
PFC通过控制开关管的导通和关断，使得输入电流波形跟随输入电压波形变化 ，从而实现功率因数的提高。
结构组成
PFC电路主要由整流桥、滤波电容、开关管、控制芯片等组成。其中，控制芯 片是PFC电路的核心，负责采样输入电压和电流信号，并输出相应的控制信号 。
2024/1/26
集成多媒体元素
响应式布局设计
将音频、视频等多媒体元素集成到课件中 ，提供更丰富的学习体验。
采用响应式布局设计，使课件在不同设备 上都能呈现良好的显示效果。
2024/1/26
21
05 PFC课件制作案 例分析
2024/1/26
22
优秀PFC课件案例展示
案例一
《化学反应工程》PFC课件，该 课件通过丰富的动画、视频和实 验演示，生动形象地展示了化学
视频素材
获取与教学内容相关的视频资 源，如实验操作、案例展示等
。
其他素材
根据需要收集表格、图表、动 画等素材，丰富课件内容。
2024/1/26
9
动画制作与效果呈现
动画效果选择
根据教学内容选择合适的动画 效果，如平移、旋转、缩放等
。
2024/1/26
动画时机设置
合理安排动画的出现时机和持 续时间，避免干扰学生学习。

PFC原理与种类特点课件

PFC原理与种类特点课件

圖6.電流峰控制線路圖
圖7.電感電流的波形圖
• 圖中開關管Tr的電流Is被檢測,所得信號IsRi送入比較器.電流基准值由乘法器輸出Z
供給,Z=XY.乘法器有兩個輸入,一個輸入X是輸出電壓Vo/H與基准電壓Vref之間的
誤差放大信號,另一個輸入Y為電壓Vdc檢測值Vdc/K,Vdc為輸入正弦電壓Vi的全波
圖2.
圖3.
• 由於電網輸入整流濾波電路直接接到大電容,使得只有在電網輸入的交流電壓幅值 高於大電容上的充電電壓時,整流二極管才會導通, 而在大部分時間裡整流器都處 於截止狀態,這使電流波形變成了非正弦的窄脈沖,產生大量諧波干擾分量.
•PFC原理与种类特点
諧波的危害與抑制方法
• 諧波的危害
• 一. 產生“二次效應”,即諧波電流流過線路造成諧波電壓降,反過來會使電網電壓(原來是正 弦波)也會產生畸變.
• 180Vac-264Vac主動式PFC 此PFC電感只在高壓下工作,所以對其要求不會太高,且高壓時 電流小,因此選用較小的芯心也可滿足不飽和條件,成本低.
• 90Vac~264Vac主動式PFC 此PFC電感設計全電壓范圍,因此需要其感量大,不易飽和,成本 相對也就高.
•PFC原理与种类特点
計算值與實測值的對比(假設α= 0)
• 由測試數據可知, 當THD ≦ 5%時, PF值可控制在0.99左右.
•PFC原理与种类特点
諧波的產生
• 傳統的開關電源,其輸入電路普遍采用全橋二極管整流,輸出端直接接到大電容 (如圖2).此方法雖然不可控整流器電路簡單可靠,但它們會從電網中吸取高峰值 電流,使輸入端交流電流波形發生畸變. (如圖3)
•PFC原理与种类特点
電源應用PFC情況

PFC课件(经典)

PFC课件(经典)
且不受作用在其上的接触力的影响。同样，两个墙之间也不会产生接触力，
所以颗粒流程序只存在颗粒-颗粒接触模型和颗粒-墙接触模型。
4、颗粒流方法的特点
PFC可以直接模拟圆形/球形颗粒的运动和相互作用问题。颗料可以 代表材料中的个别颗粒，例如砂粒，也可以代表粘结在一起的固体材料， 例如混凝土或岩石。当粘结以渐进的方式破坏时，它能够破裂。粘结在 一起的集合体可以是各向同性，也可以被分成一些离散的区域或块体。 这类物理系统可以用处理角状块体的离散单元程序UDEC和3DEC来模拟。
举例
①允许粒子发生有限位移和转动，粒子间可以完全脱离 ②在计算过程中能够自动辩识新的接触
PFC 优点：
1、它有潜在的高效率。因为圆形物体间的接触探测比角状物体间的更简单。 2、对可以模拟的位移大小实质上没有限制。
3、由于它们是由粘结的粒子组成，采用其模拟时块体单元可以破裂，而UDEC和 3DEC模拟的块体不能破裂。
最关键的优势
• 平衡方程 • 变形协调方程 • 本构方程
变形协调方程保证介质的变形连续性(材料在变形过程中应 当是连续的，而不能出现撕裂或重叠的现象)，本构方程即 物理方程(应力分量与应变分量之间关系)，它表征介质应 力和应变的物理关系。
对于颗粒流而言，由于介质一开始就假定为离散颗粒体的
集合，故颗粒之间没有变形协调的约束，但必须满足平衡 方程。
PFC (Particle Follow Code) 是通过离散单元方法来模拟 圆形颗粒介质的运动及其相互作用。最初，这种方法是研究 颗粒介质特性的一种工具，它采用数值方法将物体分为有代 表性的数百个颗粒单元，期望利用这种局部的模拟结果来研 究边值间题连续计算的本构模型。
以下两种因素促使PFC方法产生变革与发展: (1)通过现场实验来得到颗粒介质本构模型相当困难； (2)随着微机功能的逐步增强，用颗粒模型模拟整个问题成为

溶血空斑试验PFC试验PPT课件

溶血空斑试验PFC试验PPT课件
3、制备小室：用双面胶将2张载玻片两端及中间粘起，形 成两个小室
4、制备灌注液：
实验组：脾细胞悬液100μl＋15％SRBC 100 μl＋补体 100 μl＋Hank’s液500 μl
对照组：脾细胞悬液100μl＋15％SRBC 100 μl＋Hank’s 液600 μl
5、灌注小室: 2管分别灌注2个小室，石蜡密封小室的两侧 6、 孵育： 37℃培养箱中40min
（三）材料与器材
1、小鼠，5％和15％SRBC，补体，Hank’s液 2、解剖器械，试管，载玻片，石蜡，100目不锈钢
网，双面胶带 3、37℃培养箱
（四）实验方法
1、免疫小鼠：4天前5％SRBC腹腔注射免疫小鼠
2、制备脾细胞悬液：颈椎脱臼处死小鼠，取脾在不锈钢 网上研磨（7 ml Hank’s液），1000 rpm离心6 min，去上 清，加1 ml Hank’s液悬浮脾细胞
溶血空斑试验
PFC实验
（一）实验目的
掌握PFC实验原理、实验操作和结果观察；
（二）实验原理
溶 血 空 斑 试 验 或 空 斑 形 成 细 胞 试 验 （ Plague forming cell, PFC)，体外检测抗体形成细胞。 1、SRBC＋B细胞＝记忆性B细胞（抗体形成细胞） 2、SRBC＋抗体形成细胞＝（抗原＋抗体复合物） 注意事项
（1）小室注入液体时不要留有气泡； （2）小室边缘需用石蜡封严； （3）37℃孵箱孵育时，必须放平，不可倾斜；
（六）实验结果
观察溶血空斑现象 区分： 溶血空斑：比周围颜色浅，折光性差，边缘不整齐。 气泡：比周围亮，折光性好，边缘整齐。
讨论
• 分析溶血空斑形成的原因

PFC电路与BOOST电路设计实例解析ppt课件

PFC电路与BOOST电路设计实例解析ppt课件

f (mmin )
sin 2 t dt
0
1
1
sint
mm in
12
基于Boost电路的PFC变换器及其控制方法——DCM
要保证电感电流断续，必须满足d1+d2<1 随着mmin=Vo/Vin的增加，d1+d2先减小后增大 因此在输入电压较小与较大时均会使电感电流趋
于连续
通常在断续模式下的电感量设计中按最低输入电 压时确参数。
优点
单周控制能优化系统响应 减小畸变和抑制电源干扰 反应快 开关频率恒定 鲁棒性强 易于实现 抗电源干扰 控制电路简单
34
PFC控制方法——CCM-总结
CCM 模式下控制策略总结
（1）峰值电流控制 ：优点是实现容易，缺点是当交 流 电 网电压从零 变化到峰值时，占空比变化太大。在占空比>50%时，电流环会产生 次谐波振荡现象。
DCM的关键
要想保证电路在一定电压范围内处于断续模式，关键是电感 量的设计，下面给出电感量设计的最终公式：
d
d1
d2
Vo
mmin 2
(mmin sint)
2 L f s Po
f (mmin )
d1其中为MOS管导通占空比，d2为续流二极管导通占空比， L为电感量，fs为开关频率，Po为输出功率，mmin为Vo/Vin
（2）平均电流控制 ：优点是电流环有较高的增益带宽、跟踪误差小、 瞬态特性较好、THD(<5%)和EMI小、对噪声不敏感、开关频率固定、 适用于大功率应用场合，其缺点是参考电流与实际电流的误差随着占 空比的变化而变化，从而可能会产生低次电流谐波。
（3）滞环电流控制 ：优点是电流环带宽高，具有很强且具有很强的鲁 棒性和快速动态响应能力，电流跟踪误差小，硬件实现容易。其缺点 负载大小对开关频率影响较大，不利于设计输出滤波器的优化设计。

PFC颗粒流模拟课件讲解

PFC颗粒流模拟课件讲解
脚本编写语言
PFC支持Python和C两种脚本编写语言，可根据个人习惯和模拟需 求选择。
脚本编写技巧
采用模块化设计、注释清晰、调试方便等技巧，提高脚本编写质量 和效率。
复杂场景建模策略分享
复杂场景特点
包括多尺度、多物理场耦合、非线性等复杂因素，建模难度较大。
建模策略
采用分层建模、模块化设计、参数化建模等策略，降低建模难度 和提高模型可重用性。
根据实际物理问题，合理 设置边界条件，如周期性 边界、固定边界等。
初始条件设定
根据模拟需求，设定合适 的初始条件，如颗粒分布、 速度分布等。
参数调整与优化
根据模拟结果，不断调整 模型参数，如颗粒摩擦系 数、碰撞恢复系数等，以 优化模拟效果。
结果可视化展示方法
颗粒流场图
通过绘制颗粒流场图，直观展示 颗粒的运动轨迹、速度分布等信
边界条件与初始条件设定技巧
边界条件设定
根据实际问题选择合适的边界条件类 型，如固定边界、周期性边界等；设 置边界条件参数，如边界速度、应力 等。
初始条件设定
确定颗粒的初始位置、速度和加速度； 考虑颗粒间的初始接触状态和相互作 用力；根据实际问题调整初始条件以 符合物理过程。
接触模型选择及参数调整策略
结果分析与讨论 展示PFC模拟得到的边坡位移、应力分布等结果， 分析边坡的稳定性，并与实际工程案例进行对比 讨论。
隧道开挖过程模拟案例
案例背景介绍 介绍隧道开挖过程中面临的难题，如围岩变形、支护结构 受力等，以及PFC在隧道开挖模拟中的应用价值。
模型建立与开挖过程模拟 讲解如何建立隧道模型、设置开挖步骤、模拟开挖过程中 的颗粒运动和力学行为等。
PFC颗粒流模拟课件讲解
contents

PFC中文详解教育课件

指通过采用一定的控制技术和电路拓扑结构，使得电力电 子设备输入电流波形跟随输入电压波形，提高功率因数的 技术。
要点二
PFC作用
降低电力电子设备对电网的谐波污染，提高电网的供电质 量和效率，同时也有助于减小设备的体积和重量，降低设 备成本。
PFC工作原理简介
PFC工作原理
通过控制开关管的导通和关断，使得输入电流波形 跟随输入电压波形，实现功率因数的提高。具体来 说，PFC电路通过采样输入电压和电流信号，经过 控制芯片处理后输出PWM信号，控制开关管的导 通和关断，使得输入电流与输入电压同频同相。
PWM控制技术
利用PWM控制技术，实现 对开关管的精确控制，优 化系统性能。
电流型控制策略
电流直接控制
通过直接控制输入电流的波形和 相位，实现PFC的控制目标。
电流间接控制
通过控制输出电压或功率因数等 参数，间接实现对输入电流的控
制。
预测控制技术
采用预测控制技术，提前预测未 来时刻的电流值，并采取相应的
进一步提高了能源利用效率。
05
PFC设计实例分析
Chapter
电源适配器设计案例
设计需求与目标
分析电源适配器的功率、效率、 体积等关键指标，明确设计目标 。
01 02
控制策略与实现
03
采用先进的控制算法，实现高效 、稳定的电源输出。
04
PFC电路设计
采用主动式PFC电路，提高功率 因数，降低谐波失真。
高效率、低失真技术挑战
高效率技术
提高PFC电路的效率是永恒的追求， 包括优化电路拓扑、采用新型功率器 件、改进控制策略等方面。
低失真技术
在保证高效率的同时，降低PFC电路 的失真度也是一项重要挑战，需要采 取合理的电路设计、精确的元器件选 型和先进的控制算法等措施。

PFC颗粒流模拟讲解PPT课件

PFC颗粒流模拟讲解PPT课 件
目录
• PFC颗粒流模拟概述 • PFC颗粒流模拟核心技术 • PFC颗粒流模拟实验设计与实现 • PFC颗粒流模拟案例分析 • PFC颗粒流模拟挑战与解决方案 • 总结与展望
01
PFC颗粒流模拟概述
PFC基本原理与特点
离散元法基本原理：基于牛顿第二定律， 通过计算颗粒间的相互作用力来模拟颗粒 运动。
可实现颗粒流体的多尺度模拟，从微观到 宏观。
可考虑颗粒间的复杂力学行为，如摩擦、 碰撞、粘结等。
PFC特点 适用于模拟大量颗粒的相互作用和运动。
PFC应用领域及意义
工程领域
用于模拟岩土工程、水利工程等领域中的颗粒 流动问题，为工程设计提供理论支持。
环境领域
用于模拟环境污染物的迁移和扩散过程，为环 境保护提供科学依据。
感谢您的观看
THANKS
实验目的 探究颗粒物质在流动过程中的基本规律。
分析颗粒物质流动过程中的力学行为。
实验目的与要求
• 为颗粒物质流动模拟提供实验依据和理论支持。
实验目的与要求
实验要求 精确控制实验条件，如颗粒形状、大小、密度等。
确保实验装置的准确性和稳定性。 对实验数据进行详细记录和分析。
实验方案设计与步骤
实验方案设计 设计不同形状和大小的颗粒物质。
04
结合实验结果和数值模拟结果，对颗粒物 质的流动规律进行深入探讨。
实验结果展示与讨论
实验结果展示
1
2
展示颗粒物质在不同条件下的流动图像和动态视 频。
3
展示颗粒物质流动参数的统计结果和变化趋势图。
实验结果展示与讨论
实验结果讨论
探讨颗粒物质流动规律与 数值模拟结果的异同点。

力控华康PFC产品PPT.V1

OPC Server组件是把第三方的OPC Client采集pFieldComm设备的OPC Server的远程方式变成本地方式，OPC Tunneller Server的应用与前者相反。
功能
带有多种采集和转发规约，实时数据库最大容量达到10万点，同时可提供对 国内国际主流平台软件系统，如ForceControl/inTouch/iFix/PI/PHD等的底层通讯接 口，支持多级冗余通讯调度机制。
Intel Atom D510 1.66Hz，512M DDR3，1GB CF卡，10X RS232 4XRS232/422/485， 1U 无风扇机 6x10/100/1000M Base-T自适应,RJ45 架式系统
PFC-HK6808
Intel N270 1.6GHz for Industrial,512M DDR2,2GB Industrial Level DOM,8xRS- 1U 无风扇机 232/422/485,8 x自适应RJ45(10/100/1000M Base-T)，8xDI，8xDO 架式系统
护航工业网络安全 构建信息通信桥梁
公司简介
北京力控华康科技有限公司正式成立亍2008年，与业从事工业网络通讯和 网络安全产品不服务，已获得“双软”认证。 公司凭借在工业通信以及网络安全领域积累的丰富经验，同时依托亍力控 系列软件平台，成功研发出真正适用亍工业控制系统的工业网络安全防护网关 pSafetyLink以及工业通信网关pFieldComm等系列产品。 公司立足亍自主研发、与注亍工业信息安全市场，树立“坚持以客户为中
PFC-HK6816
Intel N270 1.6GHz for Industrial,512M DDR2,2GB Industrial Level DOM,16xRS- 2U 无风扇机 232/422/485,8 x自适应RJ45(10/100/1000M Base-T)，8xDI，8xDO 架式系统

2024版年度PFC(颗粒流讲义模拟)课件

PFC(颗粒流讲义模拟)课件CONTENTS•颗粒流基本概念与原理•PFC模拟方法与技术•颗粒流在岩土工程中应用•PFC模拟实验设计与操作实践•PFC模拟结果解读与评估•颗粒流研究前沿与挑战颗粒流基本概念与原理01颗粒流（Particle Flow Code，PFC）是一种基于离散元方法的数值模拟技术，用于模拟颗粒介质的力学行为。

颗粒流中的颗粒可以是任意形状和大小的刚性体，通过接触力相互作用。

颗粒流模拟可以揭示颗粒介质在复杂条件下的宏观力学响应和微观机制。

颗粒流定义及特点颗粒流运动方程与力学原理颗粒流中的每个颗粒都遵循牛顿第二定律，即F=ma，其中F为作用在颗粒上的合力，m为颗粒质量，a为颗粒加速度。

颗粒间的接触力包括法向接触力和切向接触力，分别由弹性变形和摩擦产生。

颗粒间的接触力可以通过接触模型（如Hertz接触模型、线性接触模型等）进行计算。

引力和斥力通常与颗粒间的距离有关，可以通过势能函数进行描述。

摩擦力是阻碍颗粒间相对滑动的力，与接触面的粗糙度和法向压力有关。

颗粒间相互作用力包括引力、斥力、摩擦力等，这些力共同决定了颗粒的运动和排列方式。

颗粒间相互作用力分析宏观表现与微观机制联系颗粒流的宏观表现（如流动、堆积、破裂等）是由微观机制（如颗粒形状、排列方式、相互作用力等）决定的。

通过分析微观机制可以揭示宏观表现的内在原因，为优化颗粒流模拟提供指导。

同时，宏观表现也可以为微观机制的研究提供实验验证和理论支持。

PFC 模拟方法与技术0203离散元法的应用领域岩土工程、粉体工程、颗粒流模拟等。

01离散元法基本原理基于牛顿第二定律，通过计算颗粒间的相互作用力来模拟颗粒运动。

02离散元法与有限元法的区别有限元法将连续体划分为有限个单元，而离散元法将研究对象划分为离散的颗粒。

离散元法简介PFC软件功能介绍PFC软件概述PFC是一款专门用于模拟颗粒流的软件，具有强大的计算功能和可视化界面。

软件主要功能建立颗粒模型、设置模型参数、进行模拟计算、输出结果与可视化等。

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PFC模型中为了保证数据长期不漂移，用双精度数据存储 坐标和半径。接触的相对位移直接根据坐标而不是位移增量 计算。接触性质由下列单元组成： 1）线性弹簧或简化的Hertz-Mindlin准则； 2）库仑滑块； 3）粘结类型：粘结接触可承受拉力，粘结存在有限的抗拉 和抗剪强度。 可设定两种类型的粘结，接触粘结和平行粘结。这两种类型 粘结对应两种可能的物理接触：①接触粘结再现了作用在接 触点一个很小区域上的附着作用；②平行粘结再现了粒子接 触后浇注其它材料的作用（如水泥灌浆）。平行粘结中附加 材料的有效刚度具有接触点的刚度。
用户定义的接触本构模型
可以用C++语言来编写，并编译成动态链接库文件，一旦需要就可以加载。
并行处理技术
允许将一个PFC2D模型分成几个部分，每个部分可以在单独的处理器上平 行运行。与一个PFC2D模型在一个处理器上运行相比，平行处理在内存容量和 计算速度方面得到大大提高。
6、应用领域
PFC既可解决静态问题也可解决动态问题，既可用于参数 预测，也可用于在原始资料详细情况下的实际模拟。PFC 模 拟试验可以代替室内试验。在岩石与土体中开挖问题的研究 与设计方面，实测资料相对较少，关于初始应力、不连续性 等问题也只能部分了解。而在松散介质流动问题中，影响流 动介质不规律分布的影响因素很难定量描述。因此，应用 PFC初步研究影响整个系统的一些参数的特性，对整个系统
PFC (Particle Follow Code) 是通过离散单元方法来模拟 圆形颗粒介质的运动及其相互作用。最初，这种方法是研究 颗粒介质特性的一种工具，它采用数值方法将物体分为有代 表性的数百个颗粒单元，期望利用这种局部的模拟结果来研 究边值间题连续计算的本构模型。 以下两种因素促使PFC方法产生变革与发展: (1)通过现场实验来得到颗粒介质本构模型相当困难； (2)随着微机功能的逐步增强，用颗粒模型模拟整个问题成为 可能，一些本构特性可以在模型中自动形成。因此，PFC 便成为用来模拟固体力学和颗粒流问题的一种有效手段。
（try-exam-determine）
举例
然而，给出一些准则应该有助于模型与原型的匹配，如 哪些因素对力学行为的某些方面产生影响，哪些将不产生影 响。应该意识到，由于受现有知识的限制，这样的模拟很难。 然而，用PFC进行试验，对固体力学，特别是对断裂力学和损 伤力学，可以获得一些基本认识。
接触模型
域内实物颗粒被抽象为数学域内的颗粒单元，并通过颗粒单 元来构建和设计任意几何性状的试样，颗粒间的相互作用通
过接触本构关系来实现，数值边界条件的确定和试样的若干
应力平衡状态通过迭代分析进行，直到使数值试样的宏观力 学特性逼近材料的真实力学行为或者工程特性。
3、颗粒流方法的基本假设
实际工程中大部分大变形都被解释为沿各类软弱面、接触带发生的相
2、颗粒流方法的基本思想
颗粒流程序是一种离散单元法，它通过圆形颗粒介质的 运动及其相互作用来模拟颗粒材料的力学特性。在这种颗粒
单元研究的基础上，通过一种非连续的数值方法来解决包含
复杂变形模式的实际问题。在具有颗粒结构特性岩土介质中 的应用，就是从其细观力学特征出发，将材料的力学响应问
题从物理域映射到数学域内进行数值求解。与此相应，物理
能够模拟连续和非连续问题的材料各力学行为(包括 弹性、塑性、开裂、破裂、峰值载荷后劣化、突变等) 的数值模拟工具已成为研究者追求的目标。
1、理论背景
作为离散元的一种，颗粒流程序(Particle Follow Code PFC)数值模拟新技术，其理论基础是Cundall [1979]提出 的离散单元法，用于颗粒材料力学性态分析，如颗粒 团粒体的稳定、变形及本构关系，专门用于模拟固体 力学大变形问题。它通过圆形(或异型)离散单元来模拟 颗粒介质的运动及其相互作用。由平面内的平动和转 动运动方程来确定每一时刻颗粒的位置和速度。作为 研究颗粒介质特性的一种工具，它采用有代表性的数 百个至上万个颗粒单元，通过数值模拟实验可以得到 颗粒介质本构模型。
1.0
2.0
PFC可以在半静态模式下运行以保证迅速收
敛到静态解，或者在完全动态模式下运行。 PFC包含功能强大的内嵌式程序语言FISH， 允许用户定义新的变量和函数使数值模型适合 用户的特殊需求。例如，用户可以定义特殊材 料的模型和性质、加载方式、实验条件的伺服 控制、模拟的顺序以及绘图和打印用户定义的 变量等。
PFC是利用显式差分算法和离散元理论开发的微/细观力学程 序，它是从介质的基本粒子结构的角度考虑介质的基本力学特性， 并认为给定介质在不同应力条件下的基本特性主要取决于粒子之 间接触状态的变化，适用研究粒状集合体的破裂和破裂发展问题 以及颗粒的流动(大位移)问题。 PFC以介质内部结构为基本单元(颗粒和接触)、从介质结构力 学行为角度研究介质系统的力学特征和力学响应。PFC中有效的 接触探测方式和显式求解方法保证可以精确快速地进行大量不同 类型问题的模拟—从快速流动到坚硬固体的脆性断裂。
用于墙上的接触力不会影响墙的运动。墙的运动是通过人为给定速度，并 且不受作用在其上的接触力的影响。同样，两个墙之间也不会产生接触力，
所以颗粒流程序只存在颗粒-颗粒接触模型和颗粒-墙接触模型。
4、颗粒流方法的特点
PFC可以直接模拟圆形/球形颗粒的运动和相互作用问题。颗料可以 代表材料中的个别颗粒，例如砂粒，也可以代表粘结在一起的固体材料， 例如混凝土或岩石。当粘结以渐进的方式破坏时，它能够破裂。粘结在 一起的集合体可以是各向同性，也可以被分成一些离散的区域或块体。 这类物理系统可以用处理角状块体的离散单元程序UDEC和3DEC来模拟。 PFC方法既可直接模拟圆形颗粒的运动与相互作用问题，也可以通 过任一颗粒与其直接相邻的颗粒连接形成任意形状的组合体模拟块体结 构问题。颗粒单元的直径可以均布，也可按高斯分布随机给定。通过调 整颗粒单元直径，可以调节孔隙率，通过jset 命令可以模拟岩体中节理 等软弱面。颗粒间接触相对位移的计算，不需要增量位移而直接通过坐 标来计算。
①允许粒子发生有限位移和转动，粒子间可以完全脱离 ②在计算过程中能够自动辩识新的接触
举例
PFC 优点：
1、它有潜在的高效率。因为圆形物体间的接触探测比角状物体间的更简单。 2、对可以模拟的位移大小实质上没有限制。 3、由于它们是由粘结的粒子组成，采用其模拟时块体单元可以破裂，而UDEC和 3DEC模拟的块体不能破裂。 4、PFC 与DEM(离散单元法)法一样，是按时步显式计算，这种计算方法的优点是 所有矩阵不需要存贮，所以大量的颗粒单元仅需适中的计算机内存。 (1) 能自动模拟介质基本特性随应力环境的变化; (2) 能实现岩土体对历史应力一应变记忆特性的模拟 (3) 反映剪胀及其对历史应力等的依赖性; (4) 自动反映介质的连续非线行应力一应变关系屈服强度和此后的应变软化或硬化过程; (5) 能描述循环加载条件下的滞后效应; (6) 描述中间应力增大时介质特性的脆性一塑性转化; (7) 能考虑增量刚度对中间应力和应力历史的依赖性; (8) 能反映应力一应变路径引起的刚度和强度的各向异性问题; (9) 描述了强度包线的非线性特征; (10)介质材料微裂缝的自然产生过程; (11)介质破裂时声能的自然扩散过程.
牛二定律 运动方程
Dm αm
Dn βk n
Ds βK s
带阻尼器的线性接触模型
在颗粒的碰撞过程中，运动的颗粒最终必然要趋于稳定，也即 动能转化为热能，因而系统中单元的运动是一不可逆的过程 ，为了 耗散动能，离散元计算中引入阻尼来吸收系统的动能。阻尼系数的 考虑有质量阻尼和刚度阻尼，两者的作用分别为限制颗粒的绝对运 动和相对运动。 前者等价于将整个系统浸泡在粘性液体中，在物理上可以理解 为将单元和不动点连接起来，后者则可以理解为用粘性活塞将接触 单元连接起来，从而使单元的相对运动受到阻碍。
5、可选特性 1）热学分析 2）流体分析 3）并行处理技术 4）能写用户定义接触模型 5）用户写C++程序的C++编程。
流体分析选项 热学选项
用来模拟材料内热量的瞬间流动和热诱导位移和力的顺序发展。热学模型 可以独立运行或耦合到力学模型。通过修改粒子半径和平行粘结承受的力，
产生热应变来解释粒子和粘结材料的受热。
岩土工程科学研究方法
不连续性和非线性研究方法
损伤力学和断裂力学研究方法 块体力学研究方法 离散单元研究方法 数值流行研究方法
不确定性研究方法 系统分析方法 非线性系统理论分析方法
应力状态分析 有限差分法 有限单元法 边界元法等 处理连续和非连续问题分析 流行元法等FC 颗粒流基本知识介绍
主要内容
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 PFC颗粒流程序简介 有限差分法基础介绍 离散元法基础介绍 PFC的使用
第一部分 PFC 颗粒流程序简介
1、理论背景 2、颗粒流方法的基本思想 3、颗粒流方法的基本假设 4、颗粒流方法的特点 5、可选特性 6、应用领域 7、求解步骤
最关键的优势
• 平衡方程 • 变形协调方程 • 本构方程
变形协调方程保证介质的变形连续性(材料在变形过程中应 当是连续的，而不能出现撕裂或重叠的现象)，本构方程即 物理方程(应力分量与应变分量之间关系)，它表征介质应 力和应变的物理关系。 对于颗粒流而言，由于介质一开始就假定为离散颗粒体的 集合，故颗粒之间没有变形协调的约束，但必须满足平衡 方程。 运动的颗粒不是自由的，它会遇到邻接颗粒的阻力。这种位 移和力的作用规律就相当于物理方程，它可以是线性的，也 可以是非线性的。
Fn knun
ΔFS K s ΔU s
力－位移定律 物理方程
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i(t t ) i(t ) i(t t / 2) t