内容发布更新时间 : 2024/5/18 6:02:47星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
通过例子学习几种常见命令
例二：PFC3D目录下的Guide\\Start\\footing.dat，程序如下（注意：本程序与原程序不同，特加了plot set rotation (24.0,352.0,340.0)这句以使得模型转过一定角度，让用户看的更清楚，另外还将原程序一分为二，主要是为了更好地学习每个命令的作用），以下是程序代码。
;fname: footing.DAT (tutorial example for PFC3D)
new ; clear program state to begin new problem set random ; reset random-number generator title 'Tutorial Example'
wall id=1 face ( 0, 0, 0) (10, 0, 0) (10, 0 -5) ( 0, 0,-5) wall id=2 face ( 0, 0, 0) ( 0, 0,-5) ( 0, 2,-5) ( 0, 2, 0) wall id=3 face (10, 0,-5) (10, 0, 0) (10, 2, 0) (10, 2,-5) wall id=4 face (10, 2,-5) (10, 2, 0) ( 0, 2, 0) ( 0, 2,-5) wall id=5 face ( 0, 0,-5) (10, 0,-5) (10, 2,-5) ( 0, 2,-5) wall id=6 face ( 0, 0, 0) ( 0, 2, 0) (10, 2, 0) (10, 0, 0) gen id=1,750 rad 0.15,0.20 x=0,10 y=0,2 z=-5,0 ;
plot create Footing
plot set title text 'Basic collection of particles in a box' plot set rotation (24.0,352.0,340.0) plot add ball yellow plot add wall white plot add axes brown plot show pause ;
wall id=1 kn=1e8 ks=1e8 wall id=2 kn=1e8 ks=1e8 wall id=3 kn=1e8 ks=1e8 wall id=4 kn=1e8 ks=1e8 wall id=5 kn=1e8 ks=1e8 wall id=6 kn=1e8 ks=1e8 ;
prop density 2000 kn 1e8 ks 1e8 ini rad mul 1.47 ;
set hist_rep=5 hist ball zvel 3 1 0 hist diagnostic muf set dt dscale cycle 3000
以下是程序中逐条命令的解释：
1、我们首先定义了模型的边界，使用WALL命令，如下：
wall id=1 face ( 0, 0, 0) (10, 0, 0) (10, 0 -5) ( 0, 0,-5) wall id=2 face ( 0, 0, 0) ( 0, 0,-5) ( 0, 2,-5) ( 0, 2, 0) wall id=3 face (10, 0,-5) (10, 0, 0) (10, 2, 0) (10, 2,-5) wall id=4 face (10, 2,-5) (10, 2, 0) ( 0, 2, 0) ( 0, 2,-5) wall id=5 face ( 0, 0,-5) (10, 0,-5) (10, 2,-5) ( 0, 2,-5) wall id=6 face ( 0, 0, 0) ( 0, 2, 0) (10, 2, 0) (10, 0, 0)
这些命令创造了一个由六个墙面围成的箱子，每个墙面都赋予了一个独一无二的ID号。每个墙面四边形通过给出四边形的四个顶点坐标来定义，即四个顶点连成四条线，然后再围成一个四边形墙面。注意：顶点的顺序决定了墙面是否被激活，激活的墙面可以自动识别与小球的接触，不激活的话就会被小球穿透，
2、然后在箱子里填充小球，用Generate命令，也可简写，如下： gen id=1,750 rad 0.15,0.20 x=0,10 y=0,2 z=-5,0
这个命令规定了小球填充的空间范围，小球的大小以及填充的总个数。 Id=1,750的含义是：ID号从1到750其实就生成了750个小球，并给每个小球指定了各自的ID号。
Rad 0.15,0.20的含义是：小球半径从0.15m到0.20m随机选择
x=0,10 y=0,2 z=-5,0的含义是：小球填充的空间是0 如果填充的空间太小或者小球的半径设置的太大，以至于这个空间容不下这么多的小球，那系统会自动减少生成的球的个数，并且系统会提示实际生成的球的个数。 3、模型的显示用命令plot，程序如下： plot create Footing plot set title text 'Basic collection of particles in a box' plot set rotation (24.0,352.0,340.0) plot add ball yellow plot add wall white plot add axes brown plot show 从上面命令可以看出plot的用法规律，即与plot显示相关的命令的前面都用plot引出，然后后面再加相关的命令，如create Footing的意思就是创建一个名字为Footing的可视化窗口（这个在菜单栏点击“window”，下拉菜单可发现多了一项view 1\\Footing，用户可自己看下）；set title text是设定标题， set rotation 是设定模型的角度，以方便观察；add ball yellow是设定球的颜色为黄色；add wall white是设定墙面（也就是边界面）为白色；add axes brown是设定坐标轴为棕色； show是显示模型的命令。 4、定义墙面的法向刚度（normal stiffness）和切向刚度（shear stiffness） wall id=1 kn=1e8 ks=1e8 wall id=2 kn=1e8 ks=1e8 wall id=3 kn=1e8 ks=1e8 wall id=4 kn=1e8 ks=1e8 wall id=5 kn=1e8 ks=1e8 wall id=6 kn=1e8 ks=1e8 其中kn表示法向刚度，ks表示切向刚度，单位为N/m 5、定义球的密度，法向刚度和切向刚度 prop density 2000 kn 1e8 ks 1e8 使用命令property，可简写为prop，定义密度density为2000kg/m3，法向刚度和切向刚度均为108N/m 6、改变小球半径 ini rad mul 1.47 ini应该是initial的简写，用于初始化小球半径（有待考证） rad表示半径 mul是multiply的简写，是倍数的意思。 1.47是倍数因子，表示现在半径是原来半径的1.47倍。 7、设定监测变量和采样间隔时间 set hist_rep=5 hist ball zvel 3 1 0 hist diagnostic muf hist是history历史记录是简写，set hist_rep=5表示每隔5个运算步记录一次变量的值（默认的是10个运算步记录一次）；本程序设定了两个监测对象，一个是hist ball zvel 3 1 0，表示的是中心坐标最接近x=3，y=1，z=0的球的z方向的速度被监测和记录（在这个例子中，282号球最接近这个坐标，因此作为监测球）；另一个是hist diagnostic muf，是用来监测系统的不平衡力，主要用于静力学分析，当这个值趋于很小时，表示系统达到稳定状态。 8、设定求解选项 set dt dscale 因为这是一个静态分析，因此我们开启density-scaling选项（简写为dscale）来优化求解效率，dt应该是这个选项中的某个模式（有待考证）。 9、设定求解步数 cycle 3000 当写入这句程序后，计算就开始了，计算的步数，时间步，总时间，不平衡力平均值和最大不平衡力这些信息均显示在屏幕上，并且每隔5个计算步更新一次（这是set hist_rep=5的作用），图像动画每隔20个计算步更新一次（默认），这个更新时间可用命令set pinterval来改变。 另外，阻尼已经在运动方程中被默认设定，用于吸收振动能量，更快地达到平衡状态。 10、查看结果 求解完毕后，用户可输入命令plot his 1来查看历史记录中第一个变量的数值曲线。