DESCRIPTION DE PFC
EN QUELQUES MOTS...
PFC2D et PFC3D (Particle Flow Code) sont des logiciels bi- et tri-dimensionnel, basés sur la méthode des éléments distincts, dont l'algorithme de résolution explicite traite idéalement des comportements non-linéaires, en grands déplacements (glissements et ouvertures) et en grandes déformations.
LES NOUVEAUTES DE LA VERSION 4.0
La version 4.0, désormais en 64 bits, donne la possibilité de générer des modèles de taille virtuelle illimitée. Elle propose une amélioration de la librairie FishTank qui permet désormais de créer son propre assemblage compacté de particules ainsi que la génération automatique de particules non sphériques (clumps) et d’assemblages à raffinement variable. Elle intègre également un nouveau modèle de joints glissants permettant de simuler le comportement à l'interface sans se soucier de l'orientation des contacts entre les particules le long de cette interface. Ce développement permet de simuler directement dans PFC le comportement des joints, tels que définis dans UDEC/3DEC. A l’option Fluide disponible depuis la version 3.1 s’ajoute la nouvelle option CCFD qui permet le couplage de la Méthode des Eléments Discrets à un véritable logiciel de dynamique des Fluides, appelé FINAS/CFD. Enfin, une nouvelle aide en ligne, accessible via l’interface utilisateur, améliore la convivialité de l'outil.
DOMAINES D'APPLICATION
Analyse des mécanismes d'endommagement et de rupture de roches et matériaux cohésifs, soumis à une sollicitation mécanique, thermique ou hydraulique;
Modélisation de l'écoulement des matériaux discrets, dans le cas d'éboulement, de convoyage, de transport;
Etude de la trajectographie des particules en fonction de leur propriétés mécaniques et/ou géométriques;
Analyse du comportement des matériaux soumis à une fatigue cyclique ou statique, à court terme ou à long terme (fluage du matériau);
Optimisation des machine-outils servant au mélange ou à la séparation/ségrégation de compositions granulaires;
Optimisation du processus de compactage d'une poudre et de l'éjection du produit fini;
Etude des phénomènes à l'origine de l'écrasement et de la dislocation des matériaux.
NOS REALISATIONS AVEC PFC
CAPACITES TECHNIQUES
Principes et méthode de résolution
PFC est un programme permettant la modélisation du mouvement et de l'interaction de corps discrets. Le milieu discret est traité par un assemblage de particules, supposées rigides qui se déforment localement aux points de contact.
Les particules peuvent être indépendantes pour modéliser un matériau granulaire (sable, gravier) ou liées les unes aux autres pour représenter un matériau solide (béton, roche) dans lequel la fissuration apparaît par rupture progressive des liaisons cimentées inter-particulaires.
La méthode des Eléments Distincts permet la modélisation de la propagation d'ondes dynamiques à travers l'assemblage de particules, sans aucune limitation quant aux déplacements, rotations, séparations.
Elements constitutifs
Particule : circulaire ou cylindrique (en 2D) et sphérique (en 3D), de taille arbitraire.
« Clump » : assemblage incassable de particules permettant la génération de « macro-particule » de forme quelconque.
« Cluster » : assemblage cassable de particules liées en leurs points de contact.
Paroi : élément plan ou courbe (en 2D) et de géométrie plane, cylindrique, conique ou ellicoïdale (en 3D), permettant la modélisation de structures complexes.
Joint : élément permettant la génération automatique de fractures au sein d'un massif rocheux.
Modèles de comportement
Des modèles de contact, des plus simples aux plus complexes, sont prédéfinis dans PFC. Ceux-ci peuvent être activés indépendamment les uns des autres, soit sur l'ensemble des contacts soit sur certains d'entre eux.
Modèles
Rigides (linéaire ou non-linéaire)
Modèle de
GlissementModèle
VisqueuxModèles
Cohésifs (cimentation en un point ou sur une surface de contact)
Modèles
Alternatifs- Viscoélastique simple
- Ductile simple
- Déplacements adoucis
L'utilisateur peut également
développer ses propres modèles de comportement en C++ (
option). L'utilisation de cette option permet de
réduire les temps de simulation d'un facteur 10 par rapport à une programmation
FISH traditionnelle.
Conditions initiales et conditions aux limites
Des conditions initiales et aux limites en vitesse, force et contrainte sont facilement applicables à tout ou une partie du modèle, par l'intermédiaire de commandes PFC ou de fonctions FISH pré-définies.
Sollicitations
Mécanique : simulation d'une excavation, d'un champ de déplacement ou de contrainte, d'un chargement...
Dynamique : simulation d'une vibration, d'un séisme ou d'une explosion,
Fluage : simulation des phénomènes de vieillissement du matériau (des contacts) soumis un chargement statique, par modification des propriétés micro-mécaniques,
Thermique (en option) : modélisation des phénomènes de stockage et de conduction thermique, pouvant engendrer des déplacements relatifs et le développement de forces induites, jusqu'à endommagement ou la rupture du matériau,
Hydraulique (en option) : simulation de l'interaction entre des particules et un fluide incompressible, par réalisation d'un couplage biunivoque : des forces d'écoulement, fonctions du gradient de pression, sont appliquées sur les particules, et la variation de porosité engendrée par le déplacement des particules modifie le gradient de pression.
PRE-REQUIS
Plateforme: Windows 2000 ou sup.
Espace disponible sur le disque dur: 140 Mo
Mémoire vive (RAM): 128 Mo
Video: Carte graphique (minimum), 256 couleurs, résolution 1024x768
Processeur: 1GHz ou plus
Les performances dépendent directement de la mémoire disponible et de la vitesse du processeur.
TEMPS DE CALCULS
| Processeur |
sec/1 000 pas de temps |
| PFC2D |
PFC3D |
| Athlon XP 1.6 GHz |
0.00450 |
0.02210 |
| Pentium 4 3.06 GHz |
0.00260 |
0.00790 |
| Pentium M 1.6 GHz |
0.00181 |
0.00960 |
MEMOIRE UTILE
| Nombre maximum de particules générées avec PFC |
Mémoire utile (en Mo) |
| PFC2D |
PFC3D |
| 10 000 |
10 |
17 |
| 50 000 |
50 |
80 |
| 100 000 |
100 |
160 |