自2015年06月22日首次推出PFC Suite Version 5.0至今，经过历时三年有余的产品升级规划到开发实施，Itasca公司于2018年09月18日预发布基于颗粒流介质力学理论的新版本计算分析程序包PFC Suite Version 6.0

在工程力学计算领域，Itasca不遗余力地突破前沿高端技术与实践应用需求之间可能存在的隔阂，并逐步淡化经验意义上不同计算理论之间的边界。新版PFC Suite 6.0重要体现了在如下环节的功能优化或技术升级：

提高了计算效率、准确度和易用性；

同时丰富了以颗粒流理论作为技术背景的相关配套功能如接触本构模型（Generic Adhesive Contact Model、Soft-Bond Contact Model）；

除此之外，更是以理论嵌入或软件耦合的方式整合了Itasca全系产品的特色性技术，如新版本纳入UDEC/3DEC核心技术实现了针对多块体物理系统的力学模拟功能、强化FLAC3D与PFC Suite之间的耦合能力（实现了结构单元耦合、域桥接耦合等）；

其他功能：针对操作命令或FISH自老版本至新版的自动语法转换；二次开发包Python版本升级；全新的便捷化用户帮助系统等。

多块体物理系统力学模拟功能

实现对凸刚性多边形（2D）和多面体（3D）的系统性建模与模拟技术，以满足工程实践中以块体形状作为问题主导控制因素、情形时的力学模拟需要，主要构成环节具有如下技术特征：

多块体模型构建：纳入系统全面的块体生成与编辑功能。支持基于含块体形态的CAD文件导入和利用程序功能自定义两种建模方式，并提供块体二次编辑工具命令，如块体切割、合并等，可实现任意复杂块体模型的快速构建；

块体接触搜索与识别：接触检测和识别使用GJK（Gilbert-Johnson-Keerthi）算法的变体形式，假定两个块体之间仅有一个接触（即，没有子接触）以最大化效率；

接触本构模型：使用常规接触模型可以实现刚性块之间以及块体与其他PFC Suite元素（如BALL，CLUMP、WALL）之间的相互作用；

求解（数学）算法：采用基于快速拉格朗日数值理论的完全动态求解方案。

图1：多块体物理系统力学响应与性质的PFC模拟

FLAC3D-PFC耦合

新版PFC Suite强化了与Itasca连续介质力学分析程序FLAC3D之间的耦合能力：

结构单元耦合：支持FLAC3D中结构单元与PFC Suite中颗粒元素BALL之间的耦合，参见图2；

域桥接耦合：在整体耦合模型构建环节，允许FLAC3D中单元ZONE与PFC Suite中颗粒元素BALL在空间上重叠、形成桥接区域（域），并在该域内实现耦合力学耦合计算分析。该功能的开发意图首先是降低了耦合模型的构建难度，其次是利用“有厚度”耦合边界的方式提高计算精度，如图3所示。

 

图2：FLAC3D—PFC结构单元耦合

图3：域桥接耦合背景原理及应用

新款接触模型

Generic Adhesive Contact Model：模型构成如图4所示，具体请参考文献。

F. A. Gilabert, J.-N. Roux, and A. Castellanos. Computer simulation of model cohesive powders: Influence of assembling procedure and contact laws on low consolidation states. Phys. Rev. E 75, 011303 – Published 10 January 2007；

F. A. Gilabert, J.-N. Roux, and A. Castellanos. Computer simulation of model cohesive powders: Plastic consolidation, structural changes, and elasticity under isotropic loads. Phys. Rev. E 78, 031305 – Published 15 September 2008。

图4：Generic Adhesive Contact Model元件构成示意

Soft-Bond Contact Model：在达到拉伸或剪切中的胶结强度之前，该模型力学行为与线性平行胶结接触模型基本一致，并新增软化参数以体现法向拉伸屈服导致的刚度变化，即允许法向刚度随着胶结性质弱化而降低。