顆粒流
關注創建者：CFD流 創建時間：2020-07-28
顆粒流的視頻教程
STARCCM+系列CFD課程09-離散元顆粒
07> 高載荷顆粒-流化床 <08> 柔性纖維模型-割草機 本課程講解的軟件版本為STAR-CCM+2402版本 使用的案例文件為2306版本 高版本軟件可打開低版本文件 不同版本軟件界面略有變化 不影響學習使用 在講解中同步顯示了鼠標的操作和鍵盤上的輸入 本課程使用的案例是軟件自帶案例,方便使用幫助文檔對照操作 注意事項
￥180 4小時6分鐘 201播放
查看
顆粒流的實例教程
顆粒流仿真是通過數值模擬手段模擬由大量固體顆粒構成的系統的動態行為，能夠詳盡刻畫顆粒間的碰撞、擴散、堆積、破碎、混合等微觀交互，以及與流體介質的相互作用，從而預測顆粒流在各種工況下的宏觀表現。顆粒流仿真能夠揭示隱藏的風險因素，為產品研發、故障診斷、性能優化提供關鍵數據支撐。
能源與動力工程：應用于發動機吸入物模擬與燃燒室顆粒物行為分析。
環境保護與災害預防：涉及大氣污染擴散模擬與地質災害預警。
化工與材料工程：涵蓋反應器內顆粒流動與混合優化以及顆粒填充與成型過程控制。
農業與食品工程：應用于種子播撒與肥料施用技術優化以及糧食干燥與儲存過程管理。
顆粒流模擬仿真模塊
ParticlePro為積鼎科技自主研發的顆粒流模擬模塊，該模塊是基于拉格朗日粒子追蹤方法，專為解決復雜顆粒流動現象而設計，可用于發動機吸雨吸雹、發動機葉片顆粒流、微小粒子撞擊損傷等應用場景的仿真分析。
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。
耦合流場模型
集成了Langevin湍流擴散模型，用于描述顆粒在湍流背景下的隨機擴散行為，考慮了顆粒與流體微團之間的相對速度差異及湍流脈動對顆粒擴散的影響；稀相模型和密相模型的靈活切換，適應不同顆粒濃度條件下的模擬需求。
先進顆粒特性處理
顆粒旋轉模型，考慮顆粒在流場中因受力不平衡導致的自轉；馬格納斯升力模型，模擬顆粒在流場中由于形狀、旋轉和流體黏性引起的額外升力效應。
惰性傳熱處理
能夠模擬顆粒作為惰性物質在流場中傳遞熱量的過程，有助于分析顆粒溫度變化對流動行為、顆粒沉積、熱交換設備性能等方面的影響。
展開 散裝固體是一個大的固體顆粒的集合，又稱顆粒流介質。顆粒介質流動在礦業工程的典型例子是礦石通過移動的采礦機械設備運輸。顆粒流的運動模擬比較復雜，因為這些流動可能是固體，也可能是液體，或兩種行為的組合。例如沙子在沙漏的行為像一個液體，而沙子本身存在固體的應力應變關系。如同PFC的工作機理一樣，Rocky是一種無網格的方法，不求解連續體問題的運動方程。因此，不需要材料的應力應變關系，相反，通過DEM模擬后的結果可以輸出應力應變關系。每個顆粒的運動方程都通過時間進行積分。已知的總力是接觸力(顆粒與邊界之間)和體力, 典型的體力是重力、液體，靜電力、電磁力等。Rocky的計算流程如下：(1) 建立幾何模型；(2) 選擇物理模型；(3) 指定運動方式；(4) 設置材料參數；(5) 設置顆粒相互作用參數；(6) 產生顆粒幾何尺寸; (7) 設置顆粒流動參數；(8) 設置求解參數；(9) 開始計算 。
展開 散裝固體是一個大的固體顆粒的集合，又稱顆粒流介質。顆粒介質流動在礦業工程的典型例子是礦石通過移動的采礦機械設備運輸。顆粒流的運動模擬比較復雜，因為這些流動可能是固體，也可能是液體，或兩種行為的組合。例如，沙子在沙漏的行為像一個液體，而沙子本身存在固體的應力應變關系。如同PFC的工作機理一樣，Rocky是一種無網格的方法，不求解連續體問題的運動方程。因此，不需要材料的應力應變關系，相反，通過DEM模擬后的結果可以輸出應力應變關系。每個顆粒的運動方程都通過時間進行積分。已知的總力是接觸力(顆粒與邊界之間)和體力, 典型的體力是重力、液體，靜電力、電磁力等。
展開 顆粒流模型的基本假定
顆粒流方法在模擬過程中作了如下假設：
（1）顆粒單元為剛性體，本身不會破壞;
（2）接觸發生在很小的范圍內、即點接觸;
（3）接觸特性為柔性接觸，接觸處允許有一定的“重疊”量;
（4）“重疊”量的大小與接觸力大小有關，與顆粒大小相比，“重疊”量很小;
（5）接觸處可以有豁結強度;
（6）所有的顆粒是圓形(PFC2D)或球體(PFC3D)，也可以用到簇邏輯機理生成任意形狀的超級顆粒。每一個簇單元由一系列顆粒重疊而成為邊界可以變形的剛體。
下載地址：UDEC4.0破解版
展開 本算例采用顆粒流PFC對巖石爆破過程進行模擬。
分別就單點爆破、單點增大爆破壓時、三點同時爆破、三點微差爆破這四種工況進行了仿真計算。
首先建立模型，在邊界墻體的伺服功能下平衡模型：
刪除邊界墻體，對左右兩側邊界附近及底部邊界附近處的顆粒運動進行約束模擬邊界，對邊界顆粒施加荷載，吸收掉入射的波動能量，以模擬無限介質：
單點爆破的結果和爆破壓力的波形如下：
單點爆破增大炮孔壓力后的結果
三點同時爆破結果如下：
三點微差爆破結果及爆破壓力的波形如下：
具體建模思路及完整代碼（含基本注釋）如下：
顆粒流的相關專題、標簽、搜索
顆粒流的最新內容
用于離散元法（DEM）仿真，模擬顆粒動力學、顆粒流及其與機械結構的相互作用。
PyOptislang：Ansys optiSLang的Python接口。它是進行仿真流程集成、多學科設計與優化的工具，可以通過Python調用optiSLang進行靈敏度分析和魯棒性設計。
PyMotorCAD：Ansys Motor-CAD的Python接口。
本培訓選擇工程中常用的涉及顆粒流問題的案例進行演示，力求通過本課程的學習，使學習者能夠掌握利用Ansys Fluent解決常見工程顆粒流問題仿真的基本技能。
顆粒流仿真提供有效正確可靠基礎。
實現顆粒流在滾筒中圍繞兩個中心軸旋轉：共軸自轉和公轉，以及不共軸自傳與公轉。不共軸自傳與公轉的實現通過spin即可實現。共軸自傳和公轉，由于命令會覆蓋；必須通過寫一個基于vertx位移變化的函數來實現。
Abaqus吸盤
還可以模擬顆粒流系統，比如沙漏運行過程中的重量變化。
Abaqus“時間”的重量
Abaqus流固耦合 在 這 兒 學~
11月7-9日，我將杭州濱江區與你面對面，系統講解技術鄰主辦的高級仿真技術課程《Abaqus流固耦合專題培訓》，幫你打通從理論到仿真的關鍵一步！
**講師部分案例展示
波浪船體耦合
顆粒打包運輸
流體矢量噴管
桶裝水跌落破壞
雨傘顆粒流耦合
在流化床中，催化劑、原料顆粒的流化狀態、運動軌跡、碰撞與團聚行為，直接影響反應效率與設備壽命。DEM 通過將每個顆粒視為獨立個體，基于牛頓運動定律追蹤其位置、速度與加速度，同時考慮顆粒間接觸力、摩擦力、粘結力及顆粒 - 壁面相互作用，為微觀設計優化提供關鍵依據。
在催化劑顆粒選型與設備結構設計中，DEM 仿真發揮著不可替代的作用。
基于積鼎的顆粒流求解器DEMms，與非結構求解器耦合，實現紅細胞在血管中流動的耦合仿真。通過下圖耦合仿真結果可見，紅細胞在中間交匯處容易聚集。通過耦合仿真，可以對血栓形成的研究體統理論依據。
三、VirtualFlow非結構求解器的特點
1. VirtualFlow2025版中的求解器可分結構模塊求解器和非結構模塊求解器。
基于積鼎的顆粒流求解器DEMms，與非結構求解器耦合，實現紅細胞在血管中流動的耦合仿真。通過下圖耦合仿真結果可見，紅細胞在中間交匯處容易聚集。通過耦合仿真，可以對血栓形成的研究體統理論依據。
三、VirtualFlow非結構求解器的特點
1. VirtualFlow2025版中的求解器可分結構模塊求解器和非結構模塊求解器。
<p> Ansys Rocky 是一款行業領先的離散單元法（DEM）軟件，主要用于模擬顆粒和不連續材料的運動，可快速準確地模擬顆粒流，在多個工業領域有著廣泛應用。可應用于石油和天然氣、農業、制藥、采礦等多個行業，用于模擬輸送機 chute、磨機、混合器等物料處理設備中的顆粒流動行為，幫助工程師優化設備設計，提高工藝效率，降低成本。
