顆粒的案例
CFDPro顆粒流仿真 | 基于拉格朗日粒子追蹤方法，模擬復(fù)雜顆粒的流動(dòng)現(xiàn)象
顆粒流仿真是通過(guò)數(shù)值模擬手段模擬由大量固體顆粒構(gòu)成的系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為，能夠詳盡刻畫(huà)顆粒間的碰撞、擴(kuò)散、堆積、破碎、混合等微觀交互，以及與流體介質(zhì)的相互作用，從而預(yù)測(cè)顆粒流在各種工況下的宏觀表現(xiàn)。顆粒流仿真能夠揭示隱藏的風(fēng)險(xiǎn)因素，為產(chǎn)品研發(fā)、故障診斷、性能優(yōu)化提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。
能源與動(dòng)力工程：應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)吸入物模擬與燃燒室顆粒物行為分析。
環(huán)境保護(hù)與災(zāi)害預(yù)防：涉及大氣污染擴(kuò)散模擬與地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警。
化工與材料工程：涵蓋反應(yīng)器內(nèi)顆粒流動(dòng)與混合優(yōu)化以及顆粒填充與成型過(guò)程控制。
農(nóng)業(yè)與食品工程：應(yīng)用于種子播撒與肥料施用技術(shù)優(yōu)化以及糧食干燥與儲(chǔ)存過(guò)程管理。
顆粒流模擬仿真模塊
ParticlePro為積鼎科技自主研發(fā)的顆粒流模擬模塊，該模塊是基于拉格朗日粒子追蹤方法，專為解決復(fù)雜顆粒流動(dòng)現(xiàn)象而設(shè)計(jì)，可用于發(fā)動(dòng)機(jī)吸雨吸雹、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片顆粒流、微小粒子撞擊損傷等應(yīng)用場(chǎng)景的仿真分析。
拉格朗日粒子追蹤
支持顆粒間的直接碰撞模型，考慮顆粒間的彈性碰撞、摩擦力等相互作用，以模擬顆粒群的集體行為。
耦合流場(chǎng)模型
集成了Langevin湍流擴(kuò)散模型，用于描述顆粒在湍流背景下的隨機(jī)擴(kuò)散行為，考慮了顆粒與流體微團(tuán)之間的相對(duì)速度差異及湍流脈動(dòng)對(duì)顆粒擴(kuò)散的影響；稀相模型和密相模型的靈活切換，適應(yīng)不同顆粒濃度條件下的模擬需求。
先進(jìn)顆粒特性處理
顆粒旋轉(zhuǎn)模型，考慮顆粒在流場(chǎng)中因受力不平衡導(dǎo)致的自轉(zhuǎn)；馬格納斯升力模型，模擬顆粒在流場(chǎng)中由于形狀、旋轉(zhuǎn)和流體黏性引起的額外升力效應(yīng)。
惰性傳熱處理
能夠模擬顆粒作為惰性物質(zhì)在流場(chǎng)中傳遞熱量的過(guò)程，有助于分析顆粒溫度變化對(duì)流動(dòng)行為、顆粒沉積、熱交換設(shè)備性能等方面的影響。
展開(kāi) CAD顆粒密堆積2D顆粒流PFC離散元DEM模型 ￥399
插件簡(jiǎn)介
CAD顆粒密堆積2D插件可用于生成二維狀態(tài)下重力堆積的隨機(jī)顆粒。插件可指定投放區(qū)域、顆粒的粒徑范圍、顆粒間的間距、顆粒個(gè)數(shù)等信息，同時(shí)可模擬顆粒彈性及摩擦摩擦系數(shù)。
插件采用物理引擎對(duì)顆粒行為進(jìn)行模擬，可實(shí)現(xiàn)顆粒在力場(chǎng)作用下的堆積、以及顆粒間的碰撞等。
插件可將當(dāng)前圖形輸出到AutoCAD，可控制輸出時(shí)機(jī)，在可視化的同時(shí)保存當(dāng)前狀態(tài)，生成的dwg文件可導(dǎo)入其他有限元軟件，同時(shí)可統(tǒng)計(jì)當(dāng)前顆粒所占比例。
插件可指定顆粒間的最小間距，控制間距可在有限元分析中更好的劃分網(wǎng)格，避免計(jì)算不收斂。
可對(duì)同一模型進(jìn)行多次輸出，通過(guò)CAD圖層對(duì)輸出進(jìn)行劃分。
插件可進(jìn)行力場(chǎng)方向的指定，實(shí)現(xiàn)不同的堆積模型，或進(jìn)行分子熱運(yùn)行模擬等。
采用堆積模式，可實(shí)現(xiàn)高比例粒子的分布模型，下圖為82.59%的比例。
說(shuō)明提醒
插件需要注冊(cè)，注冊(cè)后可永久使用，版本更新不影響注冊(cè)狀態(tài)，注冊(cè)請(qǐng)聯(lián)系QQ：1135122921。
樣圖下載
Dwg格式樣圖，可導(dǎo)入Comsol、ANSYS、Abaqus等有限元軟件測(cè)試。
顆粒密堆積樣圖.rar
展開(kāi) 激波作用下顆粒層動(dòng)態(tài)演化的雙流體模擬
摘要：基于計(jì)算流體力學(xué)開(kāi)源軟件OpenFOAM的雙流體模型及相應(yīng)求解器，模擬研究了激波作用下顆粒層的動(dòng)態(tài)演化特性，并通過(guò)與文獻(xiàn)報(bào)道的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，評(píng)估了數(shù)值模擬結(jié)果的定量準(zhǔn)確性。對(duì)比發(fā)現(xiàn)模擬得到顆粒層上下游壓力變化以及顆粒層自由面位置的時(shí)間演化都能與實(shí)驗(yàn)結(jié)果定量吻合。該研究結(jié)果為下一步基于OpenFOAM軟件開(kāi)展沖擊作用下顆粒拋灑特性的數(shù)值模擬奠定了基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：沖擊波；雙流體模型；CFD
在高能炸藥裝置中添加金屬顆粒以改進(jìn)或控制其毀傷性能是相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一[1-2]。當(dāng)爆炸發(fā)生后，金屬顆粒在高壓爆炸氣相產(chǎn)物的沖擊夾帶下高速拋灑，并與爆炸產(chǎn)物和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放熱量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的毀傷。已有研究表明，沖擊波作用下固體顆粒的拋灑并不是均勻的，而是首先在固體顆粒物料層表面形成射流，在爆炸氣相產(chǎn)物的作用下射流不斷向外拋灑顆粒，最終形成遠(yuǎn)場(chǎng)顆粒云。因此，爆炸初期固體顆粒物料層表面顆粒射流的形成及發(fā)展得到了學(xué)者的極大關(guān)注。
實(shí)驗(yàn)上，爆炸初期固體顆粒的射流問(wèn)題一般是通過(guò)高速成像技術(shù)結(jié)合粒子回收的方式加以研究，高速成像能夠得到爆炸火球外緣顆粒射流狀態(tài)，而粒子回收能夠得到顆粒的拋灑距離。張傳山等[3]試驗(yàn)采用球形TNT為中心爆源，發(fā)現(xiàn)球形玻璃珠構(gòu)成的顆粒和球殼中發(fā)生破碎的顆粒體積分?jǐn)?shù)隨當(dāng)量比的增加呈現(xiàn)指數(shù)的衰減規(guī)律。蔣治海等[4]對(duì)炸藥爆炸驅(qū)動(dòng)不同壁厚拋撒裝置的殼體變形、裂紋產(chǎn)生液體射流形成及其發(fā)展過(guò)程進(jìn)行了試驗(yàn)研究，他們利用掃描電鏡對(duì)破片斷面進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)破片的形成主要由剪切斷裂造成。薛琨等[5-6]通過(guò)高速分幅照相技術(shù)研究了不同硅油含量的石英砂殼層在爆炸沖擊作用下的動(dòng)態(tài)拋灑過(guò)程，探究了顆粒射流的形成條件和結(jié)構(gòu)特征，發(fā)現(xiàn)硅油含量對(duì)于固體顆粒射流的形成和發(fā)展有著重要的影響。
受檢測(cè)手段以及實(shí)驗(yàn)本身安全性的限制，爆炸灑實(shí)驗(yàn)所能測(cè)得的信息有限。
展開(kāi) 基于Abaqus離散元法的攪拌機(jī)中顆粒介質(zhì)的混合 ￥2.9
案例：石灰石顆粒間的非粘附性接觸?
使用兩批球形石灰石顆粒來(lái)分析顆粒間的非粘附性接觸。
莫雅超 等：CaO/Ca(OH)2核殼結(jié)構(gòu)顆粒的制備及其儲(chǔ)熱性能
在水分蒸發(fā)過(guò)程中稱量燒杯中漿狀物的質(zhì)量，待漿狀物質(zhì)量為5 g時(shí)，取下燒杯，將預(yù)粒化顆粒倒入漿狀物中攪拌，待顆粒完全被漿狀物包覆后將顆粒取出，于常溫下干燥。顆粒干燥后，再次將顆粒倒入漿狀物中攪拌，使顆粒外形成新的包覆層。重復(fù)包覆操作4～5次后，將干燥完成的顆粒放入管式爐中，在1050 ℃下恒溫煅燒2 h，可制得具有完整包覆殼結(jié)構(gòu)的氫氧化鈣顆粒。
1.2 顆粒性能確定方法
核殼結(jié)構(gòu)顆粒可分為外部的碳化硅陶瓷外殼和內(nèi)部的儲(chǔ)熱材料兩部分，以下簡(jiǎn)稱為殼體和芯體，用于檢測(cè)的殼體和芯體由成型的核殼結(jié)構(gòu)顆粒壓裂后分離得到。為了測(cè)定殼體的微觀結(jié)構(gòu)和元素組成，使用掃描電子顯微鏡(日本電子JEOL，JSM-7800F Prime)觀察了殼體的表面形貌，并進(jìn)行了X射線能譜分析(EDS)測(cè)定殼體元素組成。為了測(cè)定顆粒的機(jī)械強(qiáng)度，使用文騰力學(xué)性能檢測(cè)儀測(cè)定了單顆粒的壓碎強(qiáng)度，為了分析殼體的化學(xué)成分以及強(qiáng)度形成的原因，使用多晶衍射儀(日本理學(xué)，smartlab9)對(duì)殼體進(jìn)行了XRD成分分析。為了探究殼體對(duì)氣體擴(kuò)散的影響，使用孔隙率分析儀(美國(guó)康塔，poremaster33)分別測(cè)定了核殼結(jié)構(gòu)顆粒、芯體和殼體的孔徑分布。用同步熱分析儀(PerkinElmer，STA8000)分別對(duì)核殼結(jié)構(gòu)顆粒和芯體進(jìn)行了儲(chǔ)熱實(shí)驗(yàn)，比較了外層是否包裹殼體對(duì)反應(yīng)速率的影響。
為了測(cè)定核殼結(jié)構(gòu)顆粒的儲(chǔ)放熱性能，使用管式爐將顆粒加熱至550 ℃并恒溫維持40 min進(jìn)行儲(chǔ)熱，之后將顆粒移至充滿飽和水蒸氣的烘箱中進(jìn)行放熱，通過(guò)測(cè)定顆粒儲(chǔ)放熱過(guò)程中質(zhì)量的變化計(jì)算得到顆粒的有效轉(zhuǎn)化率，公式如下：
其中， 為顆粒在放熱過(guò)程中的轉(zhuǎn)化率， 為水合后顆粒總質(zhì)量， 為水合前顆粒總質(zhì)量。 和 分別為氫氧化鈣與水蒸氣的相對(duì)分子質(zhì)量。
展開(kāi) 線材FDM的替代解決方案：顆粒料3D打印
然而，最近，一種同樣基于FDM原理的新方法正在嶄露頭角，它將打印的原材料從線材轉(zhuǎn)向使用塑料顆粒或其他顆粒狀原料，這就是顆粒3D打印。
顆粒3D打印是一種新的3D打印方法，通過(guò)使用顆粒形式的熱塑性塑料來(lái)逐層制造零件。越來(lái)越多的公司正在開(kāi)發(fā)使用這種類型材料的機(jī)器，甚至是那些標(biāo)準(zhǔn)的3D打印機(jī)也可以設(shè)計(jì)出相應(yīng)的解決方案，從而與顆粒材料兼容。
塑料顆粒是通過(guò)所謂的造粒而獲得的顆粒狀材料。在這個(gè)過(guò)程中，這些材料可以是化學(xué)合成品、塑料、復(fù)合材料或礦物，被塑造成顆粒狀的壓縮物料。這些類型的資源主要用于注射成型，盡管正如我們所提到的，它們?cè)?D打印領(lǐng)域中變得越來(lái)越被重視，但事實(shí)證明，比起當(dāng)下流行的的線材軸供料模式，顆粒喂料在增材制造中的使用頻次還是有些低。兩種供料模式看起來(lái)很矛盾，因?yàn)殚L(zhǎng)絲也是由顆粒制成的，但在打印中直接使用顆粒將在整個(gè)過(guò)程中節(jié)省一整個(gè)中間步驟。
△由Tumaker開(kāi)發(fā)的顆粒擠出機(jī)（圖片來(lái)源：3Dnatives）
顆粒原料和3D打印
需要記住的一點(diǎn)是，顆粒和長(zhǎng)絲需要不同的擠出機(jī)來(lái)滿足你的打印需求。與長(zhǎng)絲相比，顆粒擠出機(jī)有一個(gè)整體的料倉(cāng)，它逐漸吸收材料并將其推入熔化區(qū)。在那里，顆粒被軟化到所需的濃度，之后塑料通過(guò)噴嘴噴出并沉積在打印平臺(tái)上。雖然與長(zhǎng)絲擠出相比，這個(gè)過(guò)程可能看起來(lái)有點(diǎn)復(fù)雜，但它有許多真正有趣的好處，我們將在下面看到。
至于顆粒3D打印的主要優(yōu)勢(shì)，我們發(fā)現(xiàn)由于材料成本低和制造時(shí)間短，零件的最終成本明顯降低。通過(guò)這種方式，我們可以獲得一種理想的技術(shù)，用于生產(chǎn)長(zhǎng)系列或大型部件，否則將無(wú)法完全獲利。另一個(gè)積極的觀點(diǎn)是減少制造過(guò)程中的卡 料狀況，因?yàn)檫@是使用長(zhǎng)絲工作時(shí)常見(jiàn)的打印問(wèn)題。
展開(kāi) 總結(jié)：顆粒料3D打印將成FDM技術(shù)新勢(shì)力？
不過(guò)這種情況現(xiàn)在已經(jīng)有了變化，一些FDM 3D打印機(jī)開(kāi)始用塑料顆粒作為打印材料。本期，南極熊依照時(shí)間順序，總結(jié)了近幾年內(nèi)國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)的顆粒3D打印的應(yīng)用案例。
Sculptify推出David顆粒打印機(jī)
早在2014年7月，美國(guó)俄亥俄州哥倫布市公司Sculptify就曾推出一款名為David的新型打印機(jī)，它可以直接使用顆粒材料進(jìn)行打印。David 3D打印機(jī)利用Sculptify開(kāi)發(fā)的熔融層擠壓技術(shù)（FLEX），讓用戶可以使用范圍廣泛、有著不同特性的顆粒材料進(jìn)行打印。
David有著商品級(jí)的組件、可拆卸打印平臺(tái)和裝載簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，使David打印機(jī)使用簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大。因?yàn)?em>顆粒是材料最小加工的形式，所以比起其他的耗材型打印機(jī)，David需要的材料成本顯著低很多。
WASP新款三角洲3D打印機(jī)：使用顆粒材料，可打印1米大家具
在2014年，意大利3D打印機(jī)制造商WASP憑借超大型三角洲式建筑3D打印機(jī)一舉成名。經(jīng)過(guò)兩年的發(fā)展，該公司于2016年4月份又推出了一款新型的3D打印機(jī)。據(jù)南極熊了解，這款同樣是三角洲的新型機(jī)雖然沒(méi)有他的前輩那樣體型巨大，但相比于普通的桌面級(jí)設(shè)備還是大多了，可打印出近1米大的物體。
另外，它還有一些其它特點(diǎn)，比如為打印更大的物體，安裝了直徑4-10mm的大型噴嘴；使用的是顆粒材料而非當(dāng)前普遍的線材；還有就是可根據(jù)不同要求定制化。其中，使用顆粒材料是一個(gè)很大的亮點(diǎn)，因?yàn)樗梢悦黠@降低打印成本。要知道，一卷1Kg線材的價(jià)格通常為30歐元左右，而同樣重量的顆粒價(jià)格僅為3歐元。另外，這款新設(shè)備的擠出機(jī)也很強(qiáng)大，可在8小時(shí)之內(nèi)處理約10公斤的顆粒，足以保證打印的連續(xù)性和質(zhì)量。
展開(kāi) 十六、DPM模型-顆粒流動(dòng)
顆粒流動(dòng)問(wèn)題是很多同學(xué)目前正在研究的問(wèn)題，這類問(wèn)題一般來(lái)說(shuō)都比較復(fù)雜，F(xiàn)luent提供了多種模型對(duì)這類問(wèn)題進(jìn)行模擬，包括DPM、DDPM、DEM、PBM等，上述的每種模型都有其適用的工況，并不通用，這次我們介紹一下DPM模型。
由于DPM的復(fù)雜性，本文只對(duì)Fluent中DPM的操作進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的設(shè)置，一些設(shè)置的具體依據(jù)，我們?cè)谙乱淮挝恼轮性敿?xì)講解一下。
1 概念介紹
首先我們介紹一下拉格朗日法和歐拉法，理解起來(lái)很簡(jiǎn)單，拉格朗日法是以某一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)作為研究對(duì)象，觀察這一質(zhì)點(diǎn)在流場(chǎng)中由一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化規(guī)律；歐拉法以某一流場(chǎng)區(qū)域作為研究對(duì)象，研究各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)在流場(chǎng)中的變化規(guī)律。
顯然，拉格朗日法更適用于描述顆粒運(yùn)動(dòng)，而歐拉法更適用于描述流體運(yùn)動(dòng)。DPM模型就是基于這兩種方法進(jìn)行流體相和顆粒相的模擬，它使用歐拉法描述流體運(yùn)動(dòng)，使用拉格朗日法描述顆粒運(yùn)動(dòng)。
DPM適用條件：DPM模型只適用于顆粒相體積分?jǐn)?shù)小于10%，同時(shí)不考慮顆粒體積。不考慮顆粒和顆粒之間的相互作用力，但可以考慮顆粒和流體之間的相互作用。
2 模型描述
本例的模型采用三通管模型，如圖所示。模型有兩個(gè)入口和一個(gè)出口，分別為INLET_Y、INLET_Z和OUTLET，含顆粒物的空氣從INLET_Z進(jìn)口流入計(jì)算域內(nèi)，最后經(jīng)OUTLET流出。
3 導(dǎo)入網(wǎng)格
使用Workbench打開(kāi)工程文件，文件在本文末尾鏈接資源內(nèi)。
4 Scale網(wǎng)格尺寸
Scale修改網(wǎng)格尺寸。如圖所示。
確保計(jì)算域尺寸是我們所需要的。
展開(kāi) 基于python編程操作ABAQUS輸入文件生成PD3D單元顆粒
在空間中生成剛性顆粒（注意是剛性顆粒）有下列幾種方法：
1.修改關(guān)鍵字，構(gòu)建粒子生成器模型生成隨機(jī)分布剛性顆粒
2.使用python語(yǔ)言直接在ABAQUS中生成顆粒，并進(jìn)行剛體綁定，使其成為剛性顆粒，或者直接生成解析剛體或離散剛體。
方法1生成顆粒的隨機(jī)性較好，操作簡(jiǎn)單。方法2直接在ABAQUS界面生成顆粒，當(dāng)所需顆粒數(shù)量以萬(wàn)為計(jì)量單位時(shí)，在前處理界面時(shí)就會(huì)卡死，對(duì)顯卡要求極高。因此，在僅考慮到這些弊端情況下，就已經(jīng)使研究人員頭皮發(fā)麻，無(wú)從下手。
在一些特定應(yīng)用場(chǎng)合下，比如所需顆粒數(shù)量數(shù)以萬(wàn)計(jì)，我們只能采用方法1生成顆粒，但我們不僅僅是需要顆粒，還需將這些顆粒與其它模型進(jìn)行耦合求解計(jì)算，這個(gè)時(shí)候粒子生成器就會(huì)有局限性。此外，考慮到顆粒在空間中排布的多樣性，比如最典型的高斯分布，那么粒子生成器很難做到一步到位生成所需分布特征的顆粒。
我們今天介紹的通過(guò)python編程操作ABAQUS輸入文件生成PD3D單元顆粒，其可操作性更強(qiáng)，我們可以不采用粒子生成器內(nèi)部定義的隨機(jī)算法生成顆粒，用戶可以根據(jù)需求自定義顆粒分布算法，以契合實(shí)際工況。此外，可省去粒子生成顆粒的分析步，直接進(jìn)行工況建模求解計(jì)算。
本貼只是個(gè)人興趣，只提供思路，不提供源碼，用戶需了解ABAQUS的inp文件的書(shū)寫規(guī)則、python操作文件語(yǔ)法和生成顆粒的底層邏輯(分布模型)。感興趣的可以私信，提供編寫思路。
下面我們采用這一方法生成直徑2mm、3mm、4mm和5mm的混合顆粒，數(shù)量為1000。具體生成結(jié)果如下圖所示。
展開(kāi) 土固體顆粒中的礦物成分
土固體顆粒中的礦物成分
土固體顆粒中的礦物成分
顆粒的礦物成分可分類兩大類。一類是原生礦物，如石英、長(zhǎng)石和云母等，它們是由巖石經(jīng)過(guò)物理風(fēng)化生成，粗的土顆粒通常是由一種或多種原生礦物所組成的巖粒或巖屑。另一類是次生礦物，由原生礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后形成的新的礦物成分。土中的最主要的次生礦物是黏土礦物。
黏土礦物的晶體結(jié)構(gòu)和分類
黏土礦物是一種復(fù)合的鋁-硅酸鹽晶體，顆粒成片狀，是由硅片和鋁片構(gòu)成的晶包所組疊而成。硅片的基本單元是硅-氧四面體。鋁片的基本單元?jiǎng)t是鋁-氫氧八面體。黏土礦物依硅片和鋁片的組疊不同，主要分成高嶺石、伊利石和蒙特石三種類型。
顆粒形狀和比表面積
單位質(zhì)量土顆粒所擁有的表面積之和稱為比表面積As，比表面積與顆粒大小及形狀有關(guān)。As=全部土顆粒的表面積之和(m2)/全部土顆粒的質(zhì)量（g）
黏土顆粒的帶電性質(zhì)都發(fā)生在顆粒的表面上，所以，對(duì)于黏性土，比表面積的大小直接反映土顆粒與四周介質(zhì)（特別是水）相互作用的強(qiáng)烈程度，是代表黏性土特征的一個(gè)很重要的指標(biāo)。對(duì)于粗粒土，由于表面不具有帶電性質(zhì)，比表面積沒(méi)有很大的意義。研究顆粒的形狀應(yīng)著重于研究其中針片狀顆粒的比例和顆粒的磨圓度，因?yàn)樗鼈冇绊懙?em>顆粒間的排列和粗糙度，從而影響土的抗剪強(qiáng)度。
展開(kāi) 顆粒的最大堆積密度是多少？離散元軟件如何模擬最密堆積問(wèn)題？
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四、DEMms軟件主要技術(shù)指標(biāo)
計(jì)算規(guī)模：
顆粒數(shù)量：計(jì)算顆粒數(shù)>109，可處理物理顆粒數(shù)>1014
并行計(jì)算：支持支持上萬(wàn)CPU核心的并行計(jì)算，并行效率>45%
GPU加速：支持GPU加速計(jì)算
不規(guī)則顆粒功能：
支持球形填充
支持柔性顆粒
支持異性顆粒
顆粒間作用模型：
支持線性歷史模型、線性模型、Hooke歷史模型、Hooke模型、Hertz歷史模型、Hertz模型
支持滾動(dòng)摩擦模型、液橋力模型、顆粒粘性作用模型
支持顆粒傳熱模型，包括Watson模型和Batchelor模型
幾何壁面功能：
支持基礎(chǔ)幾何建模，包括平面、圓柱、圓臺(tái)、圓面、圓環(huán)面、長(zhǎng)方體、球體、球缺、斜面等
支持運(yùn)動(dòng)幾何壁面，包括振動(dòng)、垂直振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等
支持STL壁面，包括靜止、繞軸旋轉(zhuǎn)、單軸振動(dòng)、雙軸振動(dòng)、分段平動(dòng)等
流體耦合計(jì)算：
支持化學(xué)反應(yīng)
支持粗粒化模型，包括EMMS模型、軟殼層顆粒團(tuán)碰撞粗粒化模型、傳遞和反應(yīng)粗粒化模型
支持笛卡爾正交六面體網(wǎng)格和普通網(wǎng)格
顆粒-流體作用模型：
支持顆粒-流體曳力模型
支持顆粒-流體壓力梯度力
支持顆粒-流體-顆粒傳熱模型
支持顆粒-流體對(duì)流傳熱模型
支持顆粒溫度迭代模型
支持核函數(shù)法統(tǒng)計(jì)顆粒體積分?jǐn)?shù)
支持濕顆粒氣流干燥模型，考慮顆粒-氣流傳熱過(guò)程
展開(kāi) 
檢測(cè)空氣質(zhì)量的顆粒物傳感器介紹以及工作原理
顆粒物（簡(jiǎn)稱為“PM”）是懸浮固體顆粒與小液滴的混合物，可被吸入體內(nèi)并可能導(dǎo)致嚴(yán)重健康問(wèn)題。PM 包括特性（即形狀、光學(xué)屬性、尺寸和成分）各異的各種顆粒，但最常見(jiàn)的是按粒徑分為幾個(gè)子類。不同類別的顆粒物通常按照普通命名法“PMx”進(jìn)行報(bào)告，其中“x”指懸浮顆粒混合物或“氣溶膠”中的最大顆粒直徑。例如，PM2.5 通常指直徑為 2.5 微米及更小的可吸入顆粒，PM10 指直徑為 10 微米及更小的顆粒，等等。在歷史上，為了評(píng)估我們呼吸的空氣質(zhì)量，各國(guó)政府曾將特定顆粒物種類 PM10 和 PM2.5 定為重要的監(jiān)測(cè)指標(biāo) , 。這是因?yàn)镻M10 顆粒會(huì)刺激眼睛和喉嚨等外露器官黏膜，PM2.5 顆粒會(huì)一路通過(guò)肺部進(jìn)入肺泡。PM1.0 和 PM4.0 等新顆粒物種類也將列入空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)范圍。這些新的測(cè)量結(jié)果可以為傳統(tǒng)的 PM10 和 PM2.5 指標(biāo)提供其它補(bǔ)充信息，以便進(jìn)行更好的顆粒污染分析以及根據(jù)檢測(cè)的氣溶膠類型（例如室內(nèi)塵埃與煙霧）研發(fā)適用于特定環(huán)境的監(jiān)測(cè)設(shè)備。
常見(jiàn)污染源粒徑范圍（來(lái)源: John Wiley and Sons 2006 年出版的“住宅建設(shè)最佳實(shí)踐指南”）。
顆粒物一般定義包括粒徑不小于 100 納米的顆粒。而小于 100 納米的顆粒則按“超微顆粒”（或“UFP”）進(jìn)行報(bào)告，本文將不予論述。在上述顆粒物定義范圍內(nèi) — 包括粒徑從 0.1 到 10 微米的顆粒，顆粒越小，它們便能越深入地穿過(guò)我們的呼吸道進(jìn)入血液中，給我們的健康帶來(lái)更大的危害。世界衛(wèi)生組織 (WHO) 將懸浮顆粒物報(bào)告為 1 類致癌物 和人類健康面臨的最大環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，每年約有 1/9 的死亡人群是因其而喪生 。上圖顯示了常見(jiàn)污染源的粒徑范圍，包括清除此種污染物所用的過(guò)濾技術(shù)
歷史上，人們?cè)谩百|(zhì)量濃度”（單位：μg/m3）測(cè)量 PM 值。
展開(kāi) 線材FDM的替代解決方案：顆粒料3D打印
然而，最近，一種同樣基于FDM原理的新方法正在嶄露頭角，它將打印的原材料從線材轉(zhuǎn)向使用塑料顆粒或其他顆粒狀原料，這就是顆粒3D打印。
顆粒3D打印是一種新的3D打印方法，通過(guò)使用顆粒形式的熱塑性塑料來(lái)逐層制造零件。越來(lái)越多的公司正在開(kāi)發(fā)使用這種類型材料的機(jī)器，甚至是那些標(biāo)準(zhǔn)的3D打印機(jī)也可以設(shè)計(jì)出相應(yīng)的解決方案，從而與顆粒材料兼容。
塑料顆粒是通過(guò)所謂的造粒而獲得的顆粒狀材料。在這個(gè)過(guò)程中，這些材料可以是化學(xué)合成品、塑料、復(fù)合材料或礦物，被塑造成顆粒狀的壓縮物料。這些類型的資源主要用于注射成型，盡管正如我們所提到的，它們?cè)?D打印領(lǐng)域中變得越來(lái)越被重視，但事實(shí)證明，比起當(dāng)下流行的的線材軸供料模式，顆粒喂料在增材制造中的使用頻次還是有些低。兩種供料模式看起來(lái)很矛盾，因?yàn)殚L(zhǎng)絲也是由顆粒制成的，但在打印中直接使用顆粒將在整個(gè)過(guò)程中節(jié)省一整個(gè)中間步驟。
△由Tumaker開(kāi)發(fā)的顆粒擠出機(jī)（圖片來(lái)源：3Dnatives）
顆粒原料和3D打印
需要記住的一點(diǎn)是，顆粒和長(zhǎng)絲需要不同的擠出機(jī)來(lái)滿足你的打印需求。與長(zhǎng)絲相比，顆粒擠出機(jī)有一個(gè)整體的料倉(cāng)，它逐漸吸收材料并將其推入熔化區(qū)。在那里，顆粒被軟化到所需的濃度，之后塑料通過(guò)噴嘴噴出并沉積在打印平臺(tái)上。雖然與長(zhǎng)絲擠出相比，這個(gè)過(guò)程可能看起來(lái)有點(diǎn)復(fù)雜，但它有許多真正有趣的好處，我們將在下面看到。
至于顆粒3D打印的主要優(yōu)勢(shì)，我們發(fā)現(xiàn)由于材料成本低和制造時(shí)間短，零件的最終成本明顯降低。通過(guò)這種方式，我們可以獲得一種理想的技術(shù)，用于生產(chǎn)長(zhǎng)系列或大型部件，否則將無(wú)法完全獲利。另一個(gè)積極的觀點(diǎn)是減少制造過(guò)程中的卡 料狀況，因?yàn)檫@是使用長(zhǎng)絲工作時(shí)常見(jiàn)的打印問(wèn)題。
展開(kāi) 粉塵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中顆粒物檢測(cè)器選擇
工程施工現(xiàn)場(chǎng)的粉塵顆粒會(huì)隨著氣體的流動(dòng)而移動(dòng)，最終變成細(xì)小顆粒。 被吸入體內(nèi)后，會(huì)黏附在呼吸道上，引起疾病。 因此，建筑工地?fù)P塵污染早已成為建筑企業(yè)急需解決的問(wèn)題。
施工現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵環(huán)境污染如何整治？
必須使用封閉式承重墻在施工現(xiàn)場(chǎng)周圍建造圍護(hù)結(jié)構(gòu)。 施工區(qū)域必須每天使用清掃車按時(shí)灑水，確保地面清潔； 進(jìn)出車輛必須進(jìn)行清潔，防止揚(yáng)塵帶出施工現(xiàn)場(chǎng)。 除此對(duì)策外，施工現(xiàn)場(chǎng)還可以在不同的地址安裝粉塵探測(cè)器。
這也是一臺(tái)粉塵在線監(jiān)測(cè)儀器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣中顆粒物的濃度，如果超標(biāo)立即報(bào)告。 現(xiàn)在很多省份的環(huán)保局也要求在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝粉塵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件。 由于該設(shè)備可以隨時(shí)隨地掌握周圍環(huán)境中的顆粒物污染情況，通過(guò)無(wú)線通訊，將施工現(xiàn)場(chǎng)的空氣污染情況傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)平臺(tái)。 有利于接受環(huán)保局的定期檢查和監(jiān)督。
工地粉塵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是利用激光粉塵傳感器常用的檢測(cè)原理當(dāng)激光照射到通過(guò)檢測(cè)位置的顆粒物時(shí)，會(huì)產(chǎn)生微弱的光散射，在特定方向上的光散射波形與顆粒直徑有關(guān)。通過(guò)不同粒徑的波形分類統(tǒng)計(jì)及換算公式可以得到不同粒徑的實(shí)時(shí)顆粒物的數(shù)量濃度。通過(guò)此工作原理當(dāng)管理人員用手機(jī)打開(kāi)空氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)，就可以看到工地內(nèi)實(shí)時(shí)的環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)、PM2.5、PM10、二氧化碳、二氧化硫等10種指標(biāo)數(shù)值，以及現(xiàn)場(chǎng)施工畫(huà)面。在項(xiàng)目部工地入口處，揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示屏上滾動(dòng)更新著實(shí)時(shí)風(fēng)速、風(fēng)向、PM2.5、PM10、噪音等數(shù)值。
施工作業(yè)時(shí)我們常見(jiàn)的揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)儀用的顆粒物檢測(cè)器，具有顆粒物濃度連續(xù)監(jiān)測(cè)、定時(shí)采樣及粉塵濃度超標(biāo)報(bào)警等多種功能。此類傳感器，通常使用激光散射法測(cè)量揚(yáng)塵濃度，通過(guò)采用精密流量控制的真空泵，將吸入大氣中的測(cè)試氣體送至粉塵傳感器測(cè)量組件，從而對(duì)工地?fù)P塵進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
展開(kāi) 12，comsol仿真三種情況下的納米顆粒
參考文獻(xiàn)是 南京大學(xué) 碩士畢業(yè)論文《金屬納米顆粒有序陣列中Fano共振的產(chǎn)生條件》-靳悅榮。
本文不討論fano共振，僅僅介紹文中涉及到的三種情況下的納米顆粒，這三種情況幾乎囊括了大部分關(guān)于納米顆粒的仿真情況。
情況一：有限數(shù)目的納米顆粒處于無(wú)限大的均勻介質(zhì)中。比如納米顆粒位于無(wú)限大的水中，或者無(wú)限大的空氣中。
下圖是論文中橢圓金顆粒位于無(wú)窮大空氣中，求其消光譜，下面是論文圖VS我的復(fù)現(xiàn)結(jié)果
情況二：有限數(shù)目的納米顆粒位于兩個(gè)半無(wú)限大的介質(zhì)的分界面上，比如納米顆粒放在玻璃基板上，納米顆粒上方是空氣，下方是玻璃，一束光照射到納米顆粒上，求其散射光譜，消光截面等等。
下面是論文圖VS我的復(fù)現(xiàn)結(jié)果。圖中 藍(lán)色虛線 表示一個(gè)金顆粒位于無(wú)窮大的介質(zhì)板上，上方是空氣，下方是介質(zhì)板，求其消光光譜。
情況三：無(wú)限數(shù)目的納米顆粒是周期性排布在介質(zhì)基板上的，也就是超表面結(jié)構(gòu)。求其反射光譜，透射光譜，吸收光譜。
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