7月6日，十沣大讲堂第22期成功举办，本期主题为“颗粒介质多尺度模拟-从颗粒模拟到工程计算”，本期讲座邀请到了香港科技大学研究助理教授赵仕威担任演讲嘉宾。赵博士主要从事计算岩土力学、颗粒材料力学方面的科研与教学工作，在本次报告中以岩土工程/颗粒材料为应用背景，围绕在粒子类数值方法方面取得的成果，介绍了从颗粒尺度的精细建模(复杂颗粒形状)到工程尺度的多尺度（见图1）计算。

                        图1 颗粒介质多尺度：从复杂颗粒尺度的“一砂一世界”到工程尺度不可逆转的“刹那即永恒”

在讲座中，赵博士首先从颗粒介质的多尺度、多相多场研究背景下介绍了颗粒材料离散元建模，然后详细讲解了非球颗粒离散元软件SudoDEM、GPU离散元程序CUDEM、GPU离散元程序RTDEM等三个程序的原理和多方面应用。赵博士认为，可以把离散单元法抽象成，求解离散个体之间的相互作用以模拟群体的行为，该方法目前被广泛的用于颗粒力学、岩土力学等宏细观力学行为研究，能够非常直接地呈现细观尺度上颗粒间的作用力。

接着，在前面离散的讲解基础下，赵博士从DEM-FEM耦合、DEM-MPM耦合两个角度下展开介绍了连续-离散多尺度耦合。多尺度的层级DEM-FEM耦合方法可以在宏观上模拟个体的行为，与细观颗粒尺度上的一些信息（如颗粒运动）相互作用相联系，该方法可以应用于颗粒介质水力和热力耦合模拟。而针对FEM在颗粒材料或原土等大变形上的网格畸变问题，则可用宏观上的物质点法（MPM）进行代替，从而使得该方法适用于海洋工程基础、冻土融化等工程中的大变形问题模拟（见图2）。

                                              图2 连续-离散分阶多尺度DEMPM用于热融滑坡模拟