Rocky 4.5新功能亮點


近期,國際知名的專業離散元分析軟件開發廠商ESSS公司發布了旗艦產品Rocky DEM的最新版本4.5。



Rocky 4.5將多物理場擴展到DEM仿真,并提高了顆粒建模分析的工程效率。Rocky用戶能夠使用更多的顆粒、更高的模型靈活性以及更好的求解器性能來更快地解決更復雜的問題。您還將受益于Rocky與Ansys仿真軟件(包括Ansys Fluent、Motion和Minerva)的緊耦合功能。

Rocky 4.5使您能夠:
  • 提高了Rocky和Ansys Fluent之間用于固體顆粒和流體模型的雙向耦合的速度和穩定性,尤其是涉及到大尺寸顆粒的應用場景。
  • 通過增強的API:Solver功能擴展了對涉及傳熱、破碎、幾何磨損等自定義模型的支持范圍。
  • 利用Rocky和Ansys Motion之間新的雙向耦合功能,更好地模擬涉及到剛體和柔體的顆粒動力學和多體動力學分析。


Rocky 4.5新功能亮點的圖1


Rocky 4.5的主要新功能亮點從以下五個方面詳細介紹:
  • 性能改進

  • 增強與外部工具的集成

  • 顆粒建模改進

  • 物理模型改進

  • API:求解器和相關模塊改進

性能改進

對于典型的使用CPU來計算的案例(例如,包含球形顆粒的填充床的仿真),Rocky 4.5的平均速度比4.4快50%。


對于典型的使用GPU或多GPU來計算的案例(例如,稀疏流中含有大量的小顆粒并迅速發生混合的CFD耦合仿真),計算性能的改進令人印象深刻:Rocky 4.5的計算速度比4.4快了10倍。


這些改進意味著使用相同容量的GPU內存,您現在可以處理之前兩倍數量的顆粒。


增強與外部工具的集成

  • 全新:與Ansys Motion的雙向耦合

Rocky與Ansys Motion的雙向耦合使您能夠創建復雜的運動系統,包括車輛和地面的相互作用以及詳細的機構建模。非常適合于模擬需要考慮幾何之間交互的運動,和/或許多具有復雜運動約束的物體。


Rocky 4.5新功能亮點的圖2


  • 改進:Ansys optiSLang集成

Ansys optiSLang 2021 R2中改進了對求解器的集成,使其能夠支持Rocky產品,從而幫助您實現迭代設計流程。通過將Rocky案例與optiSLang的穩健設計優化(RDO)方法相結合,需要多次重復運行的仿真流程(例如對材料進行校準的仿真流程)將變得更快、更高效。結合Ansys Workbench強大的參數化建模功能,您可以進一步提高仿真的效率。


Rocky 4.5新功能亮點的圖3



  • 全新:Ansys Minerva支持

Ansys Minerva是一個直觀的集成環境,可以對仿真任務和數據進行管理,在多個用戶協作處理同一個項目時尤其有用。


例如,Minerva可以通過腳本啟動Rocky,以提取項目中的結果數據并截取結果視圖。然后,結果數據信息和圖像會顯示在Minerva的界面中。


Rocky 4.5新功能亮點的圖4


  • 全新:支持64位的Windows Server 2019

Rocky已經通過測試和驗證,可以在64位的Windows Server 2019系統上運行。


Rocky 4.5新功能亮點的圖5


與Ansys Fluent雙向耦合的改進


  • 全新:支持子步長

該算法增加了耦合的穩定性,允許您在Fluent中使用更大的時間步長,從而可以在不犧牲精度的情況下加快計算速度。


Rocky 4.5新功能亮點的圖6


  • 全新:雙向耦合結果中流體顆粒的可視化

在該版本的Rocky中,您可以在3D視圖窗口中顯示由節點和/或矢量表示的瞬態流體流動數據,該顯示與顆粒可視化相結合,可為您提供動態雙向耦合仿真的更全面的結果顯示。


Rocky 4.5新功能亮點的圖7


  • 全新:CFD耦合顆粒統計

對于流體流動影響顆粒運動的所有CFD耦合選項(包括1-Way Constant、1-Way Fluent Steady State、2-Way Fluent和2-Way Fluent Semi-Resolved),您可以在仿真開始之前選擇收集CFD耦合顆粒統計的相關數據。


當您需要在兩個輸出周期之間考慮流體對顆粒的影響并提取數據時,該功能會很有幫助。


Rocky 4.5新功能亮點的圖8


  • 全新:半解析耦合法

這種全新的雙向Fluent耦合方法是設計用于模擬大尺寸顆粒(建議總數量少于1000)與動態流體的相互作用,流體精確的流動行為需要非常精細的Fluent網格,相比之下大尺寸的顆粒超過了網格的尺度。該方法當前僅適用于球形、殼(剛性和柔性)和自定義固體形狀(僅剛性)的顆粒,并且要求Fluent中為四面體網格。


  • 全新:API:Solver支持CFD耦合


施加用戶自己的耦合定律(例如升力、阻力和扭矩)并訪問CFD數據以用于其它的自定義模型。


顆粒建模改進

——柔性顆粒改進


  • 全新:離散破碎模型

三個全新的模型使您能夠更好地模擬由于剪切和/或拉伸應力的影響而導致的柔性顆粒的斷裂。


作為對現有接頭阻尼參數的補充,添加了單元阻尼,使您能夠將阻尼力直接施加到形成柔性顆粒的每個單元上。


Rocky 4.5新功能亮點的圖9


  • 全新:體積填充間隙系數

使用體積填充的方式向計算域中注入顆粒時,控制此系數來改變顆粒彼此之間的接近程度。


Rocky 4.5新功能亮點的圖10



  • 全新:API:Solver支持破碎模型

施加用戶自己的瞬時和/或離散(結合)破碎模型。

 

物理模型改進   

——粗顆粒建模的改進


粗顆粒建模(Coarse Grain Modeling,CGM)現在支持考慮了滾動阻力的顆粒形狀,為Radl等模型提供了新的搜索距離乘數,并新增了用于后處理的顆粒CGM比例因子屬性。


  • 全新:API:Solver支持熱模型

使用新的熱傳導和熱集成參數施加用戶自己的自定義熱模型。


  • 全新:API:Solver支持接觸力

使用新的API:Solver來施加用戶自己的自定義切向力或沖擊能量模型。

 

API:求解器和相關模塊改進

——擴展的API:Solver和新增對自定義模塊的UI支持


使用擴展的API:Solver功能,創建用戶自己的自定義模塊,模擬自定義切向力、沖擊能量計算、表面磨損修改等。此外,Rocky UI中的更多元素支持通過自定義模塊(包括材料)提供的功能實現交互。


  • 全新:點云可視化


使用了點云(一種排列在字段中的數據類型)的模塊現在可以在3D視圖窗口中可視化該數據。新的步距參數使您能夠減少所顯示的點數,這有助于加快大量數據的顯示速度。


Rocky 4.5新功能亮點的圖11



  • 附加功能模塊


通過學習新的API:Solver功能,使用和擴展Rocky所提供的外部模塊。這些功能模塊包括模擬表面磨損、破碎、熱和接觸的模塊,以及添加額外的CFD耦合阻力定律,收集應力張量數據以供后續分析等。

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