UDEC是Universal Distinct Element Code的所寫，即通用離散單元法程序,，顧名思義,，UDEC是一款基于離散單元法理論的一款計(jì)算分析程序。離散單元法由Peter Cundall在1971年提出理論雛形,，意圖是在二維空間描述離散介質(zhì)的力學(xué)行為,，Cundall等人在1980年開(kāi)始又把這一方法思想拓展到研究顆粒狀物質(zhì)的微破裂、破裂擴(kuò)展,、和顆粒流動(dòng)問(wèn)題,。
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物理介質(zhì)通常均呈現(xiàn)不連續(xù)特征，這里的不連續(xù)性可以表現(xiàn)為材料屬性的不連續(xù),、或空間結(jié)構(gòu)（構(gòu)造）上的不連續(xù),。以巖體為例，具有不同巖性屬性的巖塊（連續(xù)體）和結(jié)構(gòu)面（非連續(xù)特征）構(gòu)成巖體基本的兩個(gè)組成要素,，與有限元技術(shù),、FLAC/FLAC3D等通用連續(xù)力學(xué)方法相比較，屬于非連續(xù)力學(xué)方法范疇的UDEC程序基于離散的角度來(lái)對(duì)待物理介質(zhì),，以樸素的思想分別描述介質(zhì)內(nèi)的連續(xù)性元素和非連續(xù)性元素,，如將巖體的兩個(gè)基本組成對(duì)象—巖塊和結(jié)構(gòu)面分別以連續(xù)力學(xué)定律和接觸定律加以描述，其中接觸（結(jié)構(gòu)面）是連續(xù)體（巖塊）的邊界,，單個(gè)的連續(xù)體在進(jìn)行力學(xué)求解過(guò)程中可以被處理成獨(dú)立對(duì)象并通過(guò)接觸與其他連續(xù)體發(fā)生相互作用,，其中連續(xù)體可具有可變形、或剛性受力變形特征,。具體到具備可變形能力的單個(gè)連續(xù)體分析環(huán)節(jié)而言,，介質(zhì)受力變形求解方法完全遵從FLAC/FLAC3D快速拉格朗日定律。具體的,，UDEC程序?qū)τ谖锢斫橘|(zhì)的力學(xué)描述手段可以通俗說(shuō)明為：
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宏觀物理介質(zhì)絕非理論意義上的連續(xù)體（如,，巖體=巖塊+結(jié)構(gòu)面）,，UDEC以樸素的思想遵循這一自然規(guī)律,，將其視為連續(xù)性特征（如巖塊）,、和非連續(xù)特征（如結(jié)構(gòu)面）兩個(gè)基本元素的集合統(tǒng)一體，并以成熟力學(xué)定律分別定義這些基本元素的受力變形行為,；
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UDEC采用凸多邊形來(lái)描述介質(zhì)中連續(xù)性對(duì)象元素（如巖塊）的空間形態(tài),，并通過(guò)若干凸多邊形組合表達(dá)現(xiàn)實(shí)存在的凹形連續(xù)性對(duì)象，此外,，非連續(xù)性特征（如結(jié)構(gòu)面）則以折線段加以表征,；
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表征連續(xù)性特征對(duì)象的凸多邊形可以服從可變形、或剛性受力變形定律,，如為可變形體,，則采用與FLAC/FLAC3D完全一致的快速拉格朗日方案進(jìn)行求解，如“網(wǎng)格群模型”,。連續(xù)性特征對(duì)象之間通過(guò)邊界（非連續(xù)特征）實(shí)現(xiàn)相互作用,，描述邊界的折線段受力變形可遵從多種荷載—變形力學(xué)定律（即接觸定律），力學(xué)定律可以模擬凸多邊形之間在公共邊界處相互滑動(dòng)或脫開(kāi)行為,；
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在某些極端情形下,，如理想地將物理介質(zhì)看待為完全連續(xù)體，此時(shí)UDEC程序可蛻化為FLAC/FLAC3D等連續(xù)力學(xué)描述手段,，只描述連續(xù)性對(duì)象即可,。
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盡管連續(xù)力學(xué)方法中也可以處理一些非連續(xù)特征，比如有限元中的節(jié)理單元和FLAC中的Interface（界面）,，但包含了節(jié)理單元和界面單元的這些連續(xù)介質(zhì)力學(xué)方法與UDEC技術(shù)存在質(zhì)的差別,，這種本質(zhì)差別主要體現(xiàn)在：
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UDEC方法為具有復(fù)雜接觸力學(xué)行為的運(yùn)動(dòng)機(jī)制描述和分析精度提供基本技術(shù)保障。介質(zhì)體內(nèi)的接觸行為主要取決于連續(xù)性對(duì)象（塊體）的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),，現(xiàn)實(shí)中的塊體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以非常復(fù)雜,，以沖擊碰撞問(wèn)題為例，復(fù)雜運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（反復(fù)接觸,、脫開(kāi)）時(shí)刻調(diào)整塊體間相對(duì)位置,，并致使塊體邊界接觸方式可以多樣化，如平面離散元中邊界的接觸方式有邊—邊接觸,、邊—點(diǎn)接觸,、或點(diǎn)—點(diǎn)接觸，接觸方法的不同決定了塊體邊界上受力狀態(tài)和傳遞方式的差別,，UDEC方法在計(jì)算過(guò)程中不斷判斷和更新塊體接觸狀態(tài),，并根據(jù)這些接觸狀態(tài)判斷塊體之間的荷載傳遞方式、為接觸選擇對(duì)應(yīng)力學(xué)定律,，有效避免計(jì)算結(jié)果失真,；
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復(fù)雜模型內(nèi)部的接觸非常多，如果按傳統(tǒng)的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)接觸搜索方法在計(jì)算過(guò)程中先接觸關(guān)系和進(jìn)行相應(yīng)的力學(xué)計(jì)算確定接觸荷載狀態(tài)，然后再把這種荷載作為塊體的邊界條件進(jìn)行塊體的連續(xù)力學(xué)計(jì)算,，整過(guò)計(jì)算過(guò)程可能會(huì)非常沉長(zhǎng)而缺乏現(xiàn)實(shí)可行性,，為此，Peter Cundall基于數(shù)學(xué)網(wǎng)格和拓?fù)淅碚摓閁DEC程序設(shè)計(jì)了接觸搜索和接觸方式狀態(tài)判別優(yōu)化方法,，考慮了不同類型問(wèn)題的求解需要,，極大程度地提高了計(jì)算效率和穩(wěn)定性。
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UDEC程序應(yīng)用領(lǐng)域
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離散單元法處理介質(zhì)對(duì)象的樸素描述方法決定了UDEC程序可以滿足工程行業(yè)范圍內(nèi)廣泛地常規(guī),、超常規(guī)工程問(wèn)題解決需求,。源于對(duì)拉格朗日求解模式FLAC方法的完美沿承，UDEC必然具備連續(xù)介質(zhì)力學(xué)范疇內(nèi)的普遍性分析能力,，而離散單元法的核心思想更是賦予UDEC在處理非連續(xù)介質(zhì)環(huán)節(jié)上的本質(zhì)優(yōu)勢(shì),，特別適合于固體介質(zhì)在荷載（力荷載、流體,、溫度等）作用下靜,、動(dòng)態(tài)響應(yīng)問(wèn)題的分析，如介質(zhì)運(yùn)動(dòng),、大變形,、或破壞行為甚至是破壞過(guò)程研究。即便UDEC程序的開(kāi)發(fā)初衷旨在滿足節(jié)理巖體的研究需求,，并具有大量巖土工程相關(guān)行業(yè)內(nèi)成功應(yīng)用歷史,，但離散單元法理論本身并不限于特定工程行業(yè)，從本質(zhì)層次上描述固體介質(zhì)物理組成結(jié)構(gòu),、力學(xué)特征的理論優(yōu)勢(shì)更是逐漸將UDEC程序拓展到其他非巖土工程領(lǐng)域,，概括地，UDEC程序部分應(yīng)用領(lǐng)域可以簡(jiǎn)述為：
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巖土工程：基本涵蓋FLAC程序全部應(yīng)用行業(yè),，但本質(zhì)上較之FLAC更有解決優(yōu)勢(shì),。主要集中在介質(zhì)的變形、漸進(jìn)破壞問(wèn)題上,，例如大型高邊坡穩(wěn)定變形機(jī)理,、深埋地下工程圍巖破壞、礦山崩落開(kāi)采等,。伴隨分析功能的逐漸豐富,，UDEC更是成為復(fù)雜行業(yè)問(wèn)題研究的首選工具，如巖體結(jié)構(gòu)滲透特征（裂隙流）,、動(dòng)力穩(wěn)定性,、爆破作用下介質(zhì)破裂擴(kuò)展、沖擊地壓,、巖體強(qiáng)度尺寸/時(shí)間效應(yīng)和多場(chǎng)耦合（水—溫度—力耦合）等問(wèn)題,；
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地質(zhì)工程：地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過(guò)程,、斷裂過(guò)程、水文地質(zhì)等,；
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地震工程：板塊運(yùn)動(dòng),、地震工程與工程振動(dòng)
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建筑/結(jié)構(gòu)工程：建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力穩(wěn)定、建筑材料力學(xué)特征研究（如混凝土變形,、強(qiáng)度特征）,；
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軍事工程：武器系統(tǒng)與發(fā)射工程,，如彈道運(yùn)動(dòng)軌跡優(yōu)化,、炮彈爆炸作用對(duì)目標(biāo)物的破壞過(guò)程研究等；
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過(guò)程工程：農(nóng)業(yè),、冶煉,、制造、醫(yī)藥行業(yè)的散體物質(zhì)（皮帶）傳送,、篩選,、和分裝，如農(nóng)業(yè)中土豆按大小的機(jī)械化分選和分裝,、冶煉行業(yè)中按級(jí)配向高爐運(yùn)送過(guò)程中的自動(dòng)配料研究等,。
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UDEC是一款高端產(chǎn)品，特別適合復(fù)雜機(jī)理性問(wèn)題研究,，但應(yīng)用難度往往也較大,，對(duì)用戶要求相對(duì)較高。為促進(jìn)用戶取得突破性高水平成果,，ITASCA中國(guó)公司向國(guó)內(nèi)用戶提供各種層次的培訓(xùn),，包括針對(duì)具體工程問(wèn)題在ITASCA公司的長(zhǎng)期培訓(xùn)
