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PFC2D的PFC軟件可選模塊

— 熱分析模式可獨立運行、或與其他分析模式參與耦合分析;

— 獨立運行情形下,熱模擬可用於模擬介質熱傳導問題,如與其他模式(力分析模式)參與耦合分析,可考慮在熱、力相互作用下導致的介質變形、破壞問題;

— 熱作用機理非常簡單,主要描述顆粒、和膠結材料(BMP)的熱力體變效應;

— PFC模型對象Wall可同時作為力、熱邊界。 — 流分析模式可獨立運行、或與其他分析模式參與耦合分析;

— 流體分析模塊機理異常簡單,滿足飽和流基本原理;

— 獨立運行情形下,流體分析模式可用於模擬孔隙介質流動問題,如與其他模式(力分析模式)參與耦合分析,可考慮在流體、力相互作用下導致的介質變形、破壞問題;

— 流體分析模式滿足廣泛工程問題應用需求,如泥沙淤積控制措施與效果評價、輸沙過程(渣漿流)、流化床、氣力輸送等高難度問題分析模擬。 PFC程序中的並行計算(Parallel Processing)是指同時調用局域網絡內多臺計算機資源解決計算問題的過程,並行計算的主要目的是快速解決大型且復雜的計算問題。在PFC具體分析過程中,當數值模型規模(如顆粒數目龐大)對求解效率(時間)提出較為嚴格要求時,使用並行計算模式可充分調動可資利用的計算資源,以集約的方式在運算成本與運算效率之間獲得相對平衡。

PFC並行計算模式提供了兩種解決方案,可分述為:

— 常規並行計算模式:該模式嘗試將整體模型分解為若幹子模型,局域網內每臺參與並行運算的計算機均負責運算其中壹個子模型,在運算過程中,並行計算模式為計算機之間提供信息傳輸協議,使得所有的子模型始終能夠在邊界位置處於力學意義上的平衡,特別地,邊界處的顆粒對象滿足運動條件可在子模型之間協調運動,如作為某個子模型中的顆粒對象轉化為另壹個子模型中的顆粒對象;

— MPI(Message Passing Interface)技術,即信息傳遞接口技術。該技術與常規並行計算手段呈現本質差異,以PFC分析為例,常規並行計算實質處理過程是針對壹個整體模型對象而言,而MPI技術則完全摒棄子模型的概念,參與並行運算的網內計算機可以各自處理任意不同模型對象,用戶可利用PFC程序提供的C++模塊自定義這些對象之間的信息傳遞規則以滿足平衡條件,特別地,MPI技術支持AC/DC方案,即在周期性邊界位置處實現信息交換。 本構自定義模塊用於滿足用戶自定義顆粒接觸力—位移定律的高級需求。本質上,PFC程序為自定義本構提供了兩種解決途徑:

— FISH方法:即用戶可自定義本構特征FISH函數,在模型運算的每個叠代過程中,強制PFC程序調用該FISH函數以實現接觸力—位移關系的修改;

— 及本構自定義模塊:該模塊為用戶提供了訪問PFC程序內核的信息接口,簡單地來說,本構自定義模塊定義了壹套信息交換協議,用戶可以在該協議平臺下使用高級程序編譯語言C++定義特定本構模型,模型壹旦編制完成並編譯成動態鏈接庫(DLL)文件,在PFC程序中即可實現對該文件的成功調用。

盡管第壹種途徑也是可資利用的解決手段,但考慮到該途徑本質上需要在每個叠代環節顯式調用壹次自定義FISH函數,從執行效率角度來講,遠遠不及本構自定義模式解決途徑。

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