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离散元方法与实践
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课程评价
spContent=在《离散元方法与实践》课程中，我们将从一个颗粒微小的振动，来认识宏观世界的变化。综合地质、工程和计算机的交叉知识，像电影《黑客帝国》一样，使用MatDEM软件，在计算机中构建出一个虚拟的物理世界，以重现各类物理过程和现象，探究机理、分析和解决工程和科学问题。
—— 课程团队
课程概述

    离散元法通过堆积和胶结一系列具有特定力学性质的颗粒来构建岩土体模型，并基于牛顿运动定律，模拟颗粒体系的运动和岩土体的变形破坏。《离散元方法与实践》课程基于南京大学自主开发的高性能三维离散元软件MatDEM，主要包括理论篇与实践篇两部分内容：理论篇主要介绍了颗粒离散元法的基本原理、算法实现，以及前处理、计算和后处理等流程；实践篇结合地质和岩土领域的实际需求，利用软件开展桩土作用、离散元试验、滑坡灾害等的数值模拟。
    通过本课程的学习，能够从基础开始认识离散元法，基于MatDEM软件的示例，结合自身科研和工程问题开展离散元数值模拟；高级用户可通过二次开发，封装新的专业离散元软件。
    软件、示例代码及相关文档可在HTTP://MATDEM.COM网站下载。课程助教为杨辰昊同学，课程交流QQ群为668903775。通过课程考核的同学可申请获得认证证书，并可优先申请“MatDEM奖学金”。每次课程结束后将评选优秀学员，并颁发奖学金。每年奖学金总额约4万，详见网站。课程微信公众号为"矩阵离散元MatDEM":

授课目标

  1. 了解离散元法的应用领域；

  2. 学习离散元法的基本原理及算法实现；

  3. 掌握MatDEM的基本操作及帮助使用；

  4. 了解MatDEM的基本程序结构及数据结构；

  5. 掌握几何建模、材料设置及数值模拟的基本数值模拟流程；

  6. 学会模块化建模、基于数字图像/数字高程建模等常用几何建模过程；

  7. 学会常用荷载施加、阻尼及时间步等常用参数的自定义设置；

  8. 结合自身研究方向开展离散元数值模拟。

课程大纲
预备知识

大学数学

高中物理

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策， 2021年秋季学期开始，中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书，仅提供电子版的认证证书服务，证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证，可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询，或者访问 https://www.icourse163.org/verify，通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核，成绩达到课程考核标准的学生（每门课程的考核标准不同，详见课程内的评分标准），具备申请认证证书资格，可在证书申请开放期间（以申请页面显示的时间为准），完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项：

1. 根据国家相关法律法规要求，认证证书申请时要求进行实名认证，请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后，系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

  1. 刘春. 2019. 地质与岩土工程矩阵离散元分析[M]. 北京：科学出版社.

  2. 季顺迎. 2018. 计算颗粒力学及其工程应用[M]. 北京：科学出版社.

  3. 孙其诚，王光谦. 2009. 颗粒物质力学导论[M]. 北京：科学出版社. 

  4. 刘传奇. 2022. 颗粒材料介尺度分析与连续化模拟[M]. 北京：清华大学出版社.

常见问题

Q :  本课程使用哪个版本的MatDEM？

A :  本课程配套教材为《地质与岩土工程矩阵离散元分析》，教材中使用MatDEM1.32Book版本，1.32及后续版本均包含所有教学示例，可在MatDEM官网下载。建议使用最新版本的MatDEM（如4.0）。