PFC系列軟體是由ITASCA諮詢集團（設有ITASCA中國公司）開發的顆粒流分析程式（Particle Flow Code），分為PFC2D,PFC3D兩種 特別用於模擬任意性狀、大小的二維圓盤或三維球體集合體的運行及其相互作用的強大顆粒分析程式。除了模擬大體積流動和混合材料力學研究，程式更適合於描述在固體材料中細觀/巨觀裂紋擴展、破壞累積並斷裂、破壞衝擊和微震回響等高水平課題的深化研究。
基本介紹
- 中文名：PFC2D
- 開發公司：ITASCA諮詢集團
- 性質：顆粒流分析程式
- 分類：PFC2D,PFC3D兩種
套用領域,軟體主要特徵,軟體可選模組,溫度分析模組,流體分析模組,並行計算模組,本構自定義模組,基本原理,
ITASCA-PFC（PFC2D,PFC3D）概念
與連續介質力學方法不同的是，PFC試圖從微觀結構角度研究介質的力學特性和行為。簡單地說，介質的基本構成為顆粒（Particle），可以增加、也可以不增加“水泥”粘結，介質的巨觀力學特性如本構決定於顆粒和粘結的幾何與力學特性。形象地，這與國內80年代岩石力學界比較流行的實驗室“地質力學”模型試驗很相似，該試驗中往往是用砂（顆粒）和石膏（粘結劑）混合、按照相似理論來模擬岩體的力學特性。
PFC中的顆粒為剛性體，但在力學關係上允許重疊，以模擬顆粒之間的接觸力。顆粒之間的力學關係非常簡單，即牛頓第二定律。顆粒之間的接觸破壞可以為剪下和張開兩種形式，當介質中顆粒間的接觸關係（如斷開）發生變化時，介質的巨觀力學特性受到影響，隨著發生破壞的接觸數量增多，介質巨觀力學特性可以經歷從峰前線性到峰後非線性的轉化，即介質內顆粒接觸狀態的變化決定了介質的本構關係。因此，在PFC計算中不需要給材料定義巨觀本構關係和對應的參數，這些傳統的力學特性和參數通過程式自動獲得，而定義它們的是顆粒和水泥的幾何和力學參數，如顆粒級配、剛度、摩擦力、粘結介質強度等微力學參數。
套用領域
PFC更適合於從本質上研究固體（固結和鬆散）介質的力學特性，雖然PFC最初的開發意圖是滿足岩體工程中破裂和破裂發展問題研究的需要，非岩石力學領域的套用更廣泛一些，概括地，PFC的研究領域包括：
岩土工程：最初的研究集中在介質力學特性（如本構）、破裂和破裂擴展問題上，在PFC引入和岩體工程中的結構面網路模擬功能以後，已經套用到複雜工程問題研究中，特別是礦山崩落開採、大型高邊坡穩定、深埋地下工程的破裂損傷、高放核廢料隔離處置的岩體損傷和多場耦合等問題；
構造地質：板塊運動、褶曲過程、斷裂過程、地震地質等；
機械工程：材料疲勞損傷等；
過程工程：農業、冶煉、製造、醫藥行業的散體物質（皮帶）傳送、篩選、和分裝，如農業中土豆按大小的機械化分選和分裝、冶煉行業中按級配向高爐運送過程中的自動配料研究等。
軟體主要特徵
●模擬由任意大小圓盤或球狀顆粒（particle）組成集合體的動態運動或相互作用
●材料屬性定義具體到單個顆粒，材料屬性甚至顆粒大小允許呈連續性分級
●“超單元”技術支持通過疊加若干‘奴化’顆粒形成顆粒組，以表征任意形狀顆粒單元
●任意方位的線段或平面凸型多變形均可定義為牆（Wall）單元，並可分別定義不同接觸屬性
●程式內嵌通用牆單元生成算法，如點、線、圓球、圓柱、螺旋體、圓環和圓錐體
●牆單元通常作為顆粒流模型對象的載入邊界，邊界條件可以為力或速度
●在分析模擬的任意階段，均可執行牆單元或顆粒的創建或刪除操作
●默認接觸模型包括：線彈性、簡化Hertz-Mindlin模型、庫倫滑移模型、接觸/平行約束模型
●高級接觸模型包括：簡化粘彈性模型、簡化延性模型、位移-軟化模型、粘滯性阻尼模型、Burger’s蠕變模型和平滑節理模型。除此之外，程式為自定義接觸本構模型提供了開發接口。
●根據分析類型的不同並加快求解速度，程式內嵌兩種阻尼技術：局部非粘性阻尼和粘性阻尼
●自動時間步搜尋方案確保解的數值穩定性
●程式內置兩種分析模式：準靜態和完全動態分析。前者套用可使模型快速達到穩定解狀態
