随着计算能力的提高和算法的优化，离散元仿真技术得到了快速发展，并在学术界产生了大量研究成果。在PFC离散元计算中无需给定材料的宏观本构关系和对应的参数，这些传统的参数和力学特性在程序中可以自动得到。据调查，运用PFC离散元仿真技术工具近几年发表的论文主要集中在以下几个方面：
- 材料特性的模拟：研究不同材料（如岩石、土壤、混凝土等）在各种加载条件下的力学行为，包括弹性、塑性、断裂和破坏。
- 颗粒形状和级配的影响：探讨颗粒的形状、大小分布（级配）对颗粒系统整体性能的影响，以及如何通过调整这些参数来模拟实际材料。
- 接触模型和参数标定：开发和优化颗粒间的接触模型，以及如何准确标定模型参数以反映实际材料特性。
- 边界条件和加载方式：研究不同的边界条件和加载方式对仿真结果的影响，以及如何设置这些条件以模拟实际工程问题。
- 多尺度和多物理场耦合：探索PFC与其他数值方法（如有限元方法）的耦合，以实现多尺度或多物理场（如热-力耦合）的仿真。
- 工程应用案例：在实际工程问题中的应用，如隧道开挖、边坡稳定性分析、地下结构设计等。
- 环境因素和可持续性：探讨环境因素（如湿度、温度变化）对材料行为的影响，以及PFC在评估材料可持续性方面的应用。
离散元数值模拟试验的方法可以解决传统试验造价高、操作繁琐、材料模型复杂等难题，并且可以精确化数值，在科研工作中发挥非常重要的作用。
| 理论基础及PFC入门 | 1 岩土工程数值模拟方法概述 1.1基于网格的模拟方法： 有限元、有限差分、大变形处理CEL、ALE、XFEM 1.2基于点的模拟方法： 离散单元法DEM、光滑粒子流方法SPH、物质点法MPM 1.3基于块体的模拟方法 |
| 2 离散元与PFC软件操作 2.1 离散元的基本原理（计算原理、宏观参量与微观参量的关系） 2.2 PFC软件界面操作 2.3文件系统 2.4显示控制 2.5帮助文档的使用 | |
| FISH、PYTHON语言及COMMAND命令 | 3 PFC软件的计算控制方法 3.1 PFC计算控制的语言逻辑 3.2 FISH语言（基本语法、函数定义与调用、创建模型、控制模拟过程、处理模拟结果、FISH Callback操作等） 3.3 COMMAND命令（命令结构、创建模型、状态监测与绘图、控制模拟过程、求解控制、状态查询、与FISH语言的混合使用等） 3.4 PYTHON语言（基本语法、Numpy库的使用、接口的使用等） |
| 离散元模拟方法 | 4 离散元模拟方法 4.1离散元数值试样的生成方法 4.1.1单元试样模型生成方法 4.1.2边值问题（场地）模型生成方法 4.1.3连续—非连续耦合模型生成方法 4.1.4复杂颗粒形状的模拟方法（Rblock方法、Clump方法） 4.2接触模型选择与参数标定 4.2.1离散元接触模型的选择原则—12个内置模型 4.2.2接触模型参数的标定方法与参数意义—以胶结颗粒材料（岩石、胶结砂土等）为例，讲授参数标定步骤 4.3其他问题 4.3.1模型边界条件施加方法（达到初始平衡状态、开挖类模拟、填筑类模拟、加载类模拟、周期性边界、应力伺服） 4.3.2各种阻尼的选择（粘滞阻尼、局部阻尼、滞回接触模型） 4.3.3时步与时步缩放（静力、动力问题时步及相关命令） 4.3.4试样尺寸、颗粒数量、级配选择 4.3.5 并行计算 |
| 土体单元试验模拟 | 5 土体单元试验模拟方法 5.1常规三轴剪切试验模拟(命令流+FISH) 5.1.1建模方法与注意事项 5.1.2模拟结果分析 5.1.3模拟结果可视化 5.2真三轴剪切模拟(命令流+FISH) 5.2.1真三轴加载路径的模拟 5.2.2真三轴强度准则 5.2.3微观结构演变过程 5.3不排水三轴剪切模拟(命令流+FISH) 5.4循环三轴剪切的模拟(命令流+FISH) 5.5颗粒破碎过程模拟(命令流+FISH) 5.6岩石（胶结颗粒）材料的剪切过程模拟 5.7离散元模拟与弹塑性本构模型 |
| 工程实例分析 | 6 工程实例分析 6.1活动门试验模拟(命令流+FISH) 6.1.1试样级配控制 6.1.2应力状态控制 6.1.3孔隙比的控制 6.1.4 活动门加载的实现 6.2盾构隧道掌子面稳定性(命令流+FISH) 6.2.1主动失稳模式 6.2.2被动失稳模式 6.3节理岩体中的硐室开挖稳定性(命令流+FISH) 6.3.1节理裂隙岩体的生成 6.3.2初始应力状态控制 6.3.3 开挖模拟 |
| PFC3D与FLAC3D耦合模拟与分析 | 7 离散—连续域耦合模拟 7.1离散—连续耦合模拟方法
7.2离散—连续域参数匹配 7.3基于离散—连续域耦合的三轴剪切试验模拟(命令流+FISH) 实例操作：二维壳结构单元耦合（壳单元模拟橡胶膜-创建耦合墙-施加应力边界等向压缩-剪切模拟） 7.4基于离散—连续域耦合的地基承载力分析(命令流+FISH) 实例操作：基于Punch indentation案例的修改与实现 |
| PFC-CFD耦合模拟与分析 | 8 流固耦合分析 8.1颗粒与流体相互作用理论（CFD模块概况、体积平均粗网格法、颗粒与流体相互作用计算） 8.2流固耦合框架
8.3实例操作分析(命令流+FISH) 8.3.1单向耦合 8.3.2孔隙介质中Darcy流模拟（Fipy应用） 8.3.3 与FLAC3D的渗流耦合模拟 |
部分案例示意图（如下）：
