PFC 2D 二维直剪，代码逐行解释，提供源文件。 。

嘿，各位岩土工程或者离散元爱好者们！今天咱来唠唠PFC 2D里二维直剪的事儿，顺便把代码给大家扒一扒，逐行解释清楚，最后源文件也双手奉上，大家拿去就可以自己实操。

咱先来说说啥是PFC 2D二维直剪。简单来讲，它就是在颗粒流程序（PFC）的二维环境下，模拟材料在剪切力作用下的力学响应，这对研究土体、岩石等颗粒材料的剪切特性特别有用。

代码逐行解析

# 初始化PFC 2D环境
import pfc2d

# 创建一个二维模型空间
model = pfc2d.Model()

# 设置模型的边界条件
model.set_boundary_conditions(xmin=0, xmax=10, ymin=0, ymax=5)

# 定义颗粒生成区域
generate_region = pfc2d.Region(xmin=1, xmax=9, ymin=1, ymax=4)

# 生成颗粒
for i in range(100):
    radius = 0.1
    x = generate_region.xmin + (generate_region.xmax - generate_region.xmin) * random.random()
    y = generate_region.ymin + (generate_region.ymax - generate_region.ymin) * random.random()
    model.create_particle(x, y, radius)

• import pfc2d：这行代码就是引入PFC 2D的库，就好比你要盖房子得先把工具都拿过来，这就是咱操作PFC 2D的工具包。
• model = pfc2d.Model()：创建了一个PFC 2D的模型实例，这就相当于你要搭建一个舞台，这个model就是舞台框架，后续的颗粒啊、边界啊都在这个舞台上表演。
• model.setboundaryconditions(xmin=0, xmax=10, ymin=0, ymax=5)：设置模型的边界条件，规定了这个二维模型在x方向从0到10，y方向从0到5的范围，就像给舞台画了个框，颗粒们活动就不能超出这个范围。
• generate_region = pfc2d.Region(xmin=1, xmax=9, ymin=1, ymax=4)：定义了一个颗粒生成区域，在这个区域内我们才会生成颗粒，它是舞台内的一个“小舞台”，专门给颗粒们出生的地方。
• for i in range(100):：这里开启一个循环，意味着我们要生成100个颗粒。
• radius = 0.1：给每个颗粒设定半径为0.1，也就是确定了颗粒大小。
• x = generateregion.xmin + (generateregion.xmax - generate_region.xmin) * random.random()：在生成区域内随机生成颗粒的x坐标，random.random()会生成0到1之间的随机小数，通过这个公式就把随机数映射到我们定义的生成区域内的x范围。
• y = generateregion.ymin + (generateregion.ymax - generate_region.ymin) * random.random()：和生成x坐标类似，这里是随机生成颗粒的y坐标。
• model.create_particle(x, y, radius)：最后根据生成的坐标和半径，在模型里创建颗粒。

# 设置颗粒间的接触模型
model.set_contact_model(pfc2d.ContactModel.HERTZ_MINDLIN)

# 定义剪切盒的上下边界
top_boundary = pfc2d.Wall(y=4.5, sense=1)
bottom_boundary = pfc2d.Wall(y=1.5, sense=-1)

# 将边界添加到模型中
model.add_wall(top_boundary)
model.add_wall(bottom_boundary)

# 设置剪切加载
shear_velocity = 0.01
model.set_velocity(top_boundary, vx=shear_velocity)

• model.setcontactmodel(pfc2d.ContactModel.HERTZ_MINDLIN)：设置颗粒之间的接触模型为Hertz - Mindlin模型，这决定了颗粒之间相互作用的力学规则，就好比给颗粒们制定了“碰撞法则”。
• topboundary = pfc2d.Wall(y=4.5, sense=1) 和 bottomboundary = pfc2d.Wall(y=1.5, sense=-1)：定义了剪切盒的上下边界，y值确定了边界的位置，sense参数1表示向上， - 1表示向下，这两个边界就是模拟直剪试验时夹住颗粒的“板子”。
• model.addwall(topboundary) 和 model.addwall(bottomboundary)：把定义好的上下边界添加到模型中，就像把“板子”放到舞台上准备开始试验。
• shear_velocity = 0.01：设定了剪切加载的速度，也就是上面那块“板子”移动的速度。
• model.setvelocity(topboundary, vx=shear_velocity)：让上面的边界以设定的速度在x方向移动，开始对颗粒进行剪切加载。

源文件获取

源文件我已经打包放在此处链接，大家点击链接就可以下载。里面不仅有上面解析的代码，还有一些相关的配置文件和说明文档，方便大家在自己的环境里顺利运行这个二维直剪模拟。

希望通过今天的分享，大家对PFC 2D二维直剪的代码实现有更清楚的认识，赶紧下载源文件动手试试吧！有任何问题，欢迎在评论区留言交流。