PFC3D命令说明
（COMMON COMMAND REFERENCE）
PFC3D是基于命令驱动模式（COMMAND-DRIVEN FORMAT）的软件，各种命令控制着程序的运行，这部分内容将介绍PFC3D软件的内嵌命令。
本说明文件译自PFC3D软件2.0版使用手册中的COMMAND REFERENCE部分，并补充了一些手册中没有的命令（如设置粘性阻尼、生成圆柱、螺旋壁面等，这些命令在更高版本的手册中有说明）。命令说明的顺序没有采用原手册中按字母排序的方式，而是根据创建PFC3D模型解决实际物理问题的一般过程，对相关命令加以说明。PFC3D手册中COMMON COMMAND REFERENCE只对每个命令的格式和基本功能做了简单介绍，本说明文件对每个命令做了更详细的解释，为保持文件的可读性，对命令的详细解释都以附录形式给出。
本文件介绍了PFC3D的基本功能，对初学者有较大帮助，但要进行高级应用，还需清楚了解DEM和PFC3D相关功能的基本原理以及软件的结构等。由于只关注使用PFC3D解决颗粒流的问题，涉及颗粒流的命令介绍的比较详细，而用于岩土工程等其他领域的命令，由于关注很少且专业知识缺乏，只是不求甚解。
1. 关于命令格式的说明：
PFC3D中每个命令基本包含3部分：命令名、必需关键词和可选关键词。本说明文件中，命令名和必需关键词写在第一行，尖括号<Keyword…>表示该命令具有可选关键词，罗列于命令名的下一行次级列；带参数的关键词，参数紧随关键词之后用加粗斜体表示。名字较长的“命令”和“关键词”，PFC3D允许不写出全部字母，只需简写前面的一些字母，最短可简写名（即PFC3D能识别的最短简写“命令”和“关键词”名）用加粗字体表示。例如命令：
BALL            rad  r  <keyword…>
                    …
                    hertz    …
                    id        id
                    x        x
                    y        y
                    z        z
说明：命令名为BALL的命令，具有必需关键词rad（参数r）和hertz、id、x、y、z等可选关键词。其中hertz不带参数，最短可简写为hert；id、x、y、z的参数分别为id、x、y、z。
另外，PFC3D默认对内嵌命令以及FISH函数中的命令名、关键词、参数等的字母大小写不敏感，也可设置为大小写敏感（使用SET case_sensitivity on命令），建议使用对字母大小写不敏感模式，可减少错误的产生。
2. 模型属性命令（MODEL-PROPERTY COMMANDS）
模型属性命令支持数值模型的创建与修改，主要包括表1所示的命令，这些命令可分为模型创建（或删除）和模型修改两大类
表1  模型属性命令
BALL
CLUMP
DELETE
GENERATE
JSET
WALL
FIX—FREE
MODEL
PROPERTY & CHANGE & INITIALIZE
BALL            生成一个新颗粒；
CLUMP        生成一个新块体，或修改已有块体的属性；
DELETE        删除球、壁面、块体或历史（HISTORIES）；
GENERATE    在特定空间内生成一组颗粒，其大小按指定方式分布；
JSET            以给某个接触分配一个“接点”ID号的方式生成一组“接点”；
WALL            生成一个新壁面或修改已有壁面的属性（包括修改物性和外加速度）；
FIX            为颗粒设置固定速度标记
FREE            清除颗粒的固定速度标记
MODEL            在指定“接触”上使用用户自定义接触模型；
PROPERTY    修改已有颗粒（ball）、接点（joint）、粘结（bond）和接触（contact）的属性。球的属性包括物性、外加力和速度等；使用区域元素（range element）JSET，用户
可以修改特定接点附件的颗粒属性；对于“粘结”，接触粘结和平行粘结都可以被创建并修改其属性；对于“接触”，PROPERTY用于修改用户自定接触模型的修改。同义命令：CHANGE、INITIALIZE。
2.1   模型创建命令：
WALL        keyword…   
WALL命令有两个功能，生成一个新的壁面，或按指定的ID号修改已有壁面的属性参数。WALL不能使用RANGE逻辑，即不能给一个壁面的不同部分赋不同的属性参数。壁面只与球有相互作用，壁面之间没有相互作用，因此壁面可以相互重叠。壁面有两侧，有效侧（active side）与非有效侧（inactive side），只有与有效侧接触的球，才与壁面有相互作用。关于有效侧的定义，见附录1。
每个壁面都可以设置平移速度与转动速度。使用Theory and Background中的1.28公式，可更新构成壁面的每个顶点的位置，从而得到壁面的运动情况。 应当注意的是，转动速度的设定还与壁面转动中心有关，默认情况下，转动中心在坐标原点(0.0, 0.0, 0.0）。
两类壁面可以定义：（1）无限大壁面：由关键词origin和normal定义的一个无限大平面；（2）有限壁面：圆柱形或由一组凸面多边形组成，使用关键词face定义。
A. 无限大壁面（infinite wall）:无限壁面由关键词normal和origin定义，前者定义壁面的单位法向向量，所指向的一侧是壁面的有效侧；后者定义壁面上的任意一点。
normal        nx, ny, nz
            无限壁面单位法向向量的分量；
origin        x0, y0, z0
            无限壁面上任意一点的坐标；
B. 圆柱壁面（cylinder）:使用关键词type cylinder可以定义圆柱壁面，也可定义圆锥、圆台壁面等回旋壁面。
type cylinder    keyword…
                end1    x1, y1, z1
                        回旋面的第一个端点；
                end2    x2, y2, z2
                        回旋面的第二个端点；
                radius    radius软件rl, ru
                        rl: 端点end1处的回旋半径；
                        ru: 端点end2处的回旋半径；
            type cylinder的几点说明：
1) end1, end2至多只能缺省一个，缺省时对应的参数都为0；
2) rl和end1对应，ru和end2对应；
3) radius值决定了回旋壁面的类型：
i. rl = ru，对应圆柱壁面；
ii. rl = 0.0，对应圆锥壁面；
iii. rl ≠ ru，对应圆台壁面；
例如：
Wall type cylinder end1 0 0 0, end2 0 0 1, radius 0.5,0.5, id=1, kn=1e6, ks=1e6, fric=0.2 ;生产半径为0.5的圆柱面；
Wall type cylinder end1 0 0 0, end2 0 0 1, radius 0.0,0.5, id=1, kn=1e6, ks=1e6, fric=0.2 ;生产地面半径为0.5的圆锥面；
Wall type cylinder end1 0 0 0, end2 0 0 1, radius 0.2,0.5, id=1, kn=1e6, ks=1e6, fric=0.2 ;生产上底面半径0.2，下底面半径为0.5的圆台面；
C. 螺旋壁面（spiral）:使用关键词type spiral可以生产螺旋壁面。
type spiral    keyword…
                end1    x1, y1, z1
                        螺旋面的第一个端点；
                end2    x2, y2, z2
                        螺旋面的第二个端点；
                radin    rin
                        rin: 螺旋面的内径；
                radout    rout
                        rout: 螺旋面的外径；
                pitch    pt
                        pt: 螺距。
说明：螺纹的个数由end1,end2之间的距离除以pitch得到的整数决定。如ed1-end2=10,pitch=3，则螺纹数等于3个。
例如：
Wall type spiral end1 0 0 0, end2 10 0 0, radius 0.5,1.0, pitch=1, id=1, kn=1e6, ks=1e6, fric=0.2 ;生产10个螺纹的螺旋面；
D. 凸面多边形壁面（convex polygons）：使用关键词face可以构造由若干有限平面（face）组成的有限壁面（wall），每个平面（face）必须是由一组按顺序连接的顶点（vertices）组成的多边形（polygon）；有限壁面的有效侧按右手法则确定，详见附录1。
face            x1, y1, z1  x2, y2, z2  …  xn, yn, zn
x1, y1, z1  x2, y2, z2  …  xn, yn, zn为平面多边形的顶点坐标，它们的位置顺序代表着顶点的连接顺序，决定了有效侧的位置。
使用具有相同ID号的WALL命令，可以在已有壁面上增加若干多边形平面，如下列命令定义了一系列有限壁面：
wall id=1 face (1,1,1) (1,0,1) (6,0,1) (6,1,1)
wall id=2 face (6,0,1) (6,0,6) (6,1,6) (6,1,1)
wall id=3 face (1,0,6) (1,1,6) (6,1,6) (6,0,6)
wall id=4 face (1,1,1) (1,1,6) (1,0,6) (1,0,1)
wall id=5 face (2,1,2) (5,1,2) (5,0,2) (2,0,2)
wall id=5 face (5,0,2) (5,1,2) (5,1,5) (5,0,5)
wall id=5 face (2,0,5) (5,0,5) (5,1,5) (2,1,5)
wall id=5 face (2,1,2) (2,0,2) (2,0,5) (2,1,5)
wall id=9 normal 0, 1,0 origin 3.5,0.0,3.5
wall id=10 normal 0,-1,0 origin 3.5,1.0,3.5
通过使用多个具有相同ID号（id=5）的WALL命令，定义了一个由4个平面构成的凸面多边形壁面，如下图所示。

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