1，項目描述

本項目為DEM顆粒從一定高度下落到平板上，觀察平板堆積情況。DEM算法在實際工程中應用較廣，如泥石流、谷物、藥柱分析等。因此，研究dem使用方法至關重要。本文結合DEM顆粒下落打擊平板，詳細講解DEM算法的使用技巧。

2，幾何模型

首先利用workbench的dm模塊建立顆粒及平板的幾何模型，其中顆粒先建立實體模型，然后取實體的外測殼體，只保留殼體模型，然后在lspp中通過實體的6個外殼面生成DEM顆粒，平板為殼體模型。模型如下圖所示。

DEM顆粒創建方法如下圖;

3，DEM單元、材料、part及控制dem相關關鍵字

DEM相關單元及控制關鍵字如下：

*CON*TROL_DISCRETE_ELEMENT

$#   ndamp     tdamp      fric     fricr     normk    sheark       cap     mxnsc

       0.7       0.4       1.4       0.1      0.01    0.0027         0         0

*PART

$#                                                                         title

Disc_Sphere_3

$#     pid     secid       mid     eosid      hgid      grav    adpopt      tmid

         3         3         2         0         0         0         0         0

*SECTION_SOLID

$#   secid    elform       aet   

         3         1         0

*MAT_ELASTIC

$       ID        ro         E        pr        da        db         k   unused1

$#     mid        ro         e        pr        da        db  not used        

         2    7850.02.00000E11       0.3       0.0       0.0         0

4，殼體單元及材料

殼體采用默認的shell單元，厚度1cm。材料采用rigid剛體。

*SECTION_SHELL

$       ID    elform      shrf       nip     propt        qr     icomp     setyp

$#   secid    elform      shrf       nip     propt   qr/irid     icomp     setyp

         1         2  0.833333         3       1.0         0         0         1

$       t1        t2        t3        t4      nloc     marea              unused

$#      t1        t2        t3        t4      nloc     marea      idof    edgset

      0.01      0.01      0.01      0.01       0.0       0.0       0.0         0

*MAT_RIGID

$       ID        ro         E        pr         n    couple         m     alias

$#     mid        ro         e        pr         n    couple         m     alias

         1    7850.02.00000E11       0.3       0.0       0.0       0.00

$      cmo      con1      con2                                           unused1

$#     cmo      con1      con2    

       1.0         7         7

$      lco        A2        A3        V1        V2        V3             unused2

$#lco or a1        a2        a3        v1        v2        v3  

       0.0       0.0       0.0       0.0       0.0       0.0

5，網格

平板網格及dem粒子如下圖所示：

6，定義dem與殼體接觸

*DEFINE_DE_TO_SURFACE_COUPLING

$#   slave    master     stype     mtype     

         1         1         0         1

$#   frics     fricd      damp     bsort      lcvx      lcvy      lcvz     wearc

      0.38      0.38       0.0       100         0         0         0       0.0

$#      w1        w2        w3        w4        w5        w6        w7        w8

$#     sfp       sft    unused    unused    unused   cid_rcf        bt        dt

       1.0       1.0

7，邊界及載荷

施加z方向重力；

*LOAD_BODY_Z

$     lcid        sf    lciddr        xc        yc        zc       cid   unused1

$#    lcid        sf    lciddr        xc        yc        zc       cid   

         4       1.0         0       0.0       0.0       0.0        23

8，求解設置

計算時間5s。時間步因子采用默認的0.9即可。

*CON*T*ROL_TERMINATION

$   endtim    endcyc     dtmin    endeng    endmas                        unused

$#  endtim    endcyc     dtmin    endeng    endmas     nosol     

       5.0  10000000     0.001       0.0  100000.0         0

*CON*T*ROL_TIMESTEP

$   dtinit    tssfac      isdo    tslimt     dt2ms      lctm     erode     ms1st

$#  dtinit    tssfac      isdo    tslimt     dt2ms      lctm     erode     ms1st

       0.0       0.9         0       0.0       0.0         0         1         0

$   dt2msf   dt2mslc     imscl                                            unused

$#  dt2msf   dt2mslc     imscl    unused    unused     rmscl     

       0.0         0         0                           0.0

9，求解

6核cpu求解時間1.2小時。

10，結果分析

不同時刻，DEM顆粒堆積狀態分別如下圖所示：

穩定后，堆積如下所示：

通過本文研究，找到DEM建模方法，以及與lagrange物體作用的方法。對于DEM控制等關鍵參數進行了研究，對于含水量等將作為后續研究內容。