離散單元
關(guān)注創(chuàng)建者：CAE備忘錄 創(chuàng)建時(shí)間：2020-11-23
離散單元的視頻教程
基于離散單元法的灌注過(guò)程分析-DEM-3D
本教程最大的亮點(diǎn)在于采用Discrete Element Method (離散單元法）對(duì)粉末狀材料進(jìn)行了模擬。采用傳統(tǒng)的Lagrangian網(wǎng)格對(duì)漏斗和地面進(jìn)行建模。二者之間通過(guò)關(guān)鍵字*DE_TO_SURFACE_COUPLING 進(jìn)行計(jì)算數(shù)據(jù)的交換，從而實(shí)現(xiàn)粉末材料和結(jié)構(gòu)體的相互作用。希望該視頻對(duì)大家的仿真工作有所幫助和啟發(fā)。
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ANSYS Fluent與Rocky DEM離散單元軟件的耦合計(jì)算功能介紹及案例演示
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基于hypermesh的【整車(chē)模型搭建13】——整車(chē)模型中的常用材料和屬性（附k文件）
二 知識(shí)要點(diǎn)： 1 常見(jiàn)材料，包括mat1、mat3、mat9、mat20、mat24、mat67、mat100、SDmat1、SDmat2、SDmat4和SDmat5. 2 創(chuàng)建多應(yīng)變曲線(xiàn)； 3 常見(jiàn)屬性，包括殼單元、6號(hào)離散梁單元、9號(hào)梁單元和離散單元； 4 常見(jiàn)材料、屬性的運(yùn)用場(chǎng)景，用于模型哪些部件。 三 課程相關(guān)問(wèn)題，請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論中提問(wèn)，不回私信哦。
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離散單元的實(shí)例教程
離散單元法的原理與之類(lèi)似，其最核心的思想便是通過(guò)大量的顆粒單元來(lái)模擬實(shí)際的研究對(duì)象，通過(guò)求解每一個(gè)顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)反映實(shí)體結(jié)構(gòu)或者微觀結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為。
離散單元法的一般求解過(guò)程為：
將求解空間離散為離散元單元陣,并根據(jù)實(shí)際問(wèn)題采用連接元件（即接觸模型）將相鄰單元連接起來(lái)；單元間相對(duì)位移是基本變量，由力與相對(duì)位移的關(guān)系可得到單元間法向和切向的作用力；對(duì)單元在各個(gè)方向上與其它單元間的作用力以及其它物理場(chǎng)對(duì)單元作用所引起的外力求合力和合力矩，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)第二定律求得單元的加速度；對(duì)其進(jìn)行時(shí)間積分，得到單元的速度和位移。從而得到所有單元在任意時(shí)刻的速度、加速度、角速度、線(xiàn)位移和轉(zhuǎn)角等物理量。
在離散單元法中，接觸模型用來(lái)計(jì)算接觸力，進(jìn)而計(jì)算顆粒的運(yùn)動(dòng)信息，是離散元法的理論核心。Cundall等最先提出的是簡(jiǎn)單的彈簧-阻尼器接觸模型，如圖1 (a) 和 (b) 所示。圖中，kn、ks分別為法向和切向剛度，dn和ds分別為法向和切向阻尼。
圖1 接觸模型
上述接觸模型未考慮接觸上的顆粒滾動(dòng)效應(yīng)，顆粒容易發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際情況有較大出入。Iwashita和Oda[3,4]引入接觸力矩，提出了抗?jié)L動(dòng)接觸模型，見(jiàn)圖1 (c)。圖中，kr和dr分別為滾轉(zhuǎn)剛度和滾轉(zhuǎn)阻尼。
3. Application Field
離散單元法的應(yīng)用領(lǐng)域
隨著離散單元法理論的完善，該方法逐漸被人們所熟悉并應(yīng)用于各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域。
展開(kāi) 離散單元法的原理與之類(lèi)似，其最核心的思想便是通過(guò)大量的顆粒單元來(lái)模擬實(shí)際的研究對(duì)象，通過(guò)求解每一個(gè)顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)反映實(shí)體結(jié)構(gòu)或者微觀結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為。
離散單元法的一般求解過(guò)程為：
將求解空間離散為離散元單元陣,并根據(jù)實(shí)際問(wèn)題采用連接元件（即接觸模型）將相鄰單元連接起來(lái)；單元間相對(duì)位移是基本變量，由力與相對(duì)位移的關(guān)系可得到單元間法向和切向的作用力；對(duì)單元在各個(gè)方向上與其它單元間的作用力以及其它物理場(chǎng)對(duì)單元作用所引起的外力求合力和合力矩，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)第二定律求得單元的加速度；對(duì)其進(jìn)行時(shí)間積分，得到單元的速度和位移。從而得到所有單元在任意時(shí)刻的速度、加速度、角速度、線(xiàn)位移和轉(zhuǎn)角等物理量。
在離散單元法中，接觸模型用來(lái)計(jì)算接觸力，進(jìn)而計(jì)算顆粒的運(yùn)動(dòng)信息，是離散元法的理論核心。Cundall等最先提出的是簡(jiǎn)單的彈簧-阻尼器接觸模型，如圖1 (a) 和 (b) 所示。圖中，kn、ks分別為法向和切向剛度，dn和ds分別為法向和切向阻尼。
圖1 接觸模型
上述接觸模型未考慮接觸上的顆粒滾動(dòng)效應(yīng)，顆粒容易發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際情況有較大出入。Iwashita和Oda[3,4]引入接觸力矩，提出了抗?jié)L動(dòng)接觸模型，見(jiàn)圖1 (c)。圖中，kr和dr分別為滾轉(zhuǎn)剛度和滾轉(zhuǎn)阻尼。
3. 離散單元法的應(yīng)用領(lǐng)域
隨著離散單元法理論的完善，該方法逐漸被人們所熟悉并應(yīng)用于各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域。以下是一些運(yùn)用離散元方法求解科學(xué)問(wèn)題的成功案例：
隧道滲漏
地質(zhì)滑坡（http://matdem.com/content/?
展開(kāi) 顆粒離散單元法（DEM）由于對(duì)每個(gè)顆粒單元應(yīng)用牛頓第二定律，在接觸位置應(yīng)用力-位移定律并不斷更新，顆粒單元運(yùn)動(dòng)不受變形量的限制，在研究巖土體失穩(wěn)大變形問(wèn)題時(shí)優(yōu)越性顯著。
為了能夠采用顆粒離散單元法（DEM）正確有效地模擬斜坡等巖土體震裂破壞及運(yùn)動(dòng)大變形的全過(guò)程，建立合理的DEM動(dòng)力人工邊界顯得尤為關(guān)鍵。
本案例計(jì)算了在離散元PFC中進(jìn)行人工邊界的兩種方法：（1）高阻尼法，（2）黏性人工邊界。同時(shí)還對(duì)固定人工邊界的情況進(jìn)行了對(duì)比
其中高阻尼法的原理是為邊界處的顆粒設(shè)置局部阻尼系數(shù)為1.0，以避免邊界處的波動(dòng)反射。
黏性人工邊界的方法則是基于人工邊界的理論實(shí)現(xiàn)的，（參考了這篇論文，表以敬意。周興濤,盛謙,崔臻,冷先倫,付曉東,馬亞麗娜.顆粒離散單元法動(dòng)力人工邊界設(shè)置方法[J].巖土力學(xué),2018,39(07):2671-2680+2690.）
顆粒離散單元數(shù)值模型的黏性邊界條件設(shè)置條件如下：
本算例實(shí)現(xiàn)了在顆粒流PFC對(duì)黏性人工邊界的模擬。本算例進(jìn)行了一維波的測(cè)試，并模擬對(duì)比了兩種人工邊界的模擬方法。
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(duì)右側(cè)邊界附近的顆粒運(yùn)動(dòng)進(jìn)行約束模擬邊界，對(duì)于高阻尼的方法模擬是為右側(cè)邊界處的顆粒設(shè)置局部阻尼系數(shù)為1.0。黏性人工邊界的方法則是對(duì)邊界顆粒施加荷載，吸收掉入射的波動(dòng)能量，以模擬無(wú)限介質(zhì)。為左側(cè)邊界附近的顆粒施加脈沖波。
固定邊界模型中部處球顆粒的水平速度時(shí)程曲線(xiàn)如下：
高阻尼邊界模型中部處球顆粒的水平速度時(shí)程曲線(xiàn)如下：
黏性邊界模型中部處球顆粒的水平速度時(shí)程曲線(xiàn)如下：
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展開(kāi) 離散單元法及其在巖土力學(xué)中的應(yīng)用.part2.rar
離散單元法及其在巖土力學(xué)中的應(yīng)用.part1.rar
離散單元法及其在巖土力學(xué)中的應(yīng)用.part1.rar
離散單元法及其在巖土力學(xué)中的應(yīng)用.part2.rar
離散單元的相關(guān)專(zhuān)題、標(biāo)簽、搜索
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所有實(shí)體層采用 C3D8R 減縮積分單元并激活單元?jiǎng)h除，內(nèi)聚力層采用 COH3D8 單元，沖頭則使用離散剛體單元 R3D4。網(wǎng)格劃分基于掃掠技術(shù)（Advancing Front）生成。</p><p class="ql-align-justify"> 鋪層邏輯：支持非對(duì)稱(chēng)鋪層序列輸入，用戶(hù)通過(guò)逗號(hào)分隔輸入各層角度。
激光空間相干性調(diào)控 | 超表面全息偽影抑制的新策略2個(gè)月前
超表面、單元離散化原因、所產(chǎn)生的帶散斑圖案（來(lái)自原文）
02/激光空間相干性的精準(zhǔn)調(diào)控
（一）核心研究思路
基于偽影本質(zhì)是“相干干擾”的核心認(rèn)知，研究團(tuán)隊(duì)提出核心假設(shè)：通過(guò)調(diào)控照明光的相干性，可實(shí)現(xiàn)對(duì)超表面全息偽影的有效抑制。此處需引入關(guān)鍵概念——空間相干性，其本質(zhì)是光波“步調(diào)一致”的程度，直接決定了光的干涉特性。
工程師還使用Ansys Rocky顆粒動(dòng)力學(xué)仿真軟件進(jìn)行離散單元法（DEM）-CFD耦合，以確定吸附劑接觸器材料在以不同速度與空氣相互作用時(shí)的行為。Barasa表示，這可以提供對(duì)所需空氣閾值速度的關(guān)鍵參數(shù)研究，以準(zhǔn)確確定不同吸附材料的風(fēng)扇和鼓風(fēng)機(jī)尺寸。
一期一會(huì) | 什么是顯式動(dòng)力學(xué)？6個(gè)月前
對(duì)物理系統(tǒng)進(jìn)行仿真時(shí)，用戶(hù)會(huì)將整體區(qū)域劃分成離散的小單元（稱(chēng)為有限元），然后仿真軟件對(duì)每個(gè)單元分別應(yīng)用PDE進(jìn)行求解。然后，軟件工具會(huì)組合這些單元方程，并使用數(shù)值求解器來(lái)求解未知量。這種使用FEM對(duì)物理系統(tǒng)進(jìn)行建模的過(guò)程，被稱(chēng)為有限元分析（FEA）。
非線(xiàn)性
在FEA中，“非線(xiàn)性”是指其代表性方程不是線(xiàn)性方程的行為。
CFD與DEM仿真如何提升石油石化流化床工藝效率？8個(gè)月前
隨著數(shù)值模擬技術(shù)的迭代升級(jí)，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）與離散單元法（DEM）軟件逐漸成為破解這一難題的關(guān)鍵工具。它們以精準(zhǔn)的數(shù)值計(jì)算為基礎(chǔ)，將流化床內(nèi)部不可見(jiàn)的復(fù)雜過(guò)程可視化、可量化，為設(shè)備設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了從宏觀到微觀的全方位支撐，徹底改變了傳統(tǒng)研發(fā)模式，推動(dòng)石油石化流化床工藝邁向高效化、精細(xì)化發(fā)展新階段。
DPM|04邊界條件及后處理9個(gè)月前
EnSight Encas文件(EnSight Case Gold格式）支持導(dǎo)出至Ansys EnSight軟件
Encas文件包含導(dǎo)出過(guò)程中生成的所有相關(guān)粒子文件（包括幾何體、速度、標(biāo)量、粒子和粒子標(biāo)量文件）
粒子的平均變量
“Discrete Phase Model”對(duì)話(huà)框中的“Contour Plots for DPM Variables”選項(xiàng)包含用于啟用單元平均離散相變量進(jìn)行后處理的選項(xiàng)
【JY】Abaqus殼單元概述與應(yīng)用（一）9個(gè)月前
該方法使用二維殼單元進(jìn)行離散化，常用的單元包括 S4、S4R、S8R 等。
連續(xù)殼方法：連續(xù)殼建模方法使用三維網(wǎng)格離散化，使用連續(xù)殼單元，包括 SC6R（6 節(jié)點(diǎn)線(xiàn)性單元）、 SC8R（8 節(jié)點(diǎn)縮減積分單元）或者CSS8（8節(jié)點(diǎn)單元）。連續(xù)殼方法能夠更準(zhǔn)確地描述復(fù)合材料厚度方向的剪切變形，同時(shí)仍保持較高的計(jì)算效率，適用于中等厚度的復(fù)合材料建模。
吸能防沖構(gòu)件壓潰變形模擬9個(gè)月前
2、 幾何模型與材料參數(shù)
（1） 模型構(gòu)建：
本案例采用三維可變形殼單元構(gòu)建吸能構(gòu)件模型，殼單元厚度為8 mm，采用三維離散剛性殼單元構(gòu)建剛性板。
<p> Ansys Rocky 是一款行業(yè)領(lǐng)先的離散單元法（DEM）軟件，主要用于模擬顆粒和不連續(xù)材料的運(yùn)動(dòng)，可快速準(zhǔn)確地模擬顆粒流，在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。可應(yīng)用于石油和天然氣、農(nóng)業(yè)、制藥、采礦等多個(gè)行業(yè)，用于模擬輸送機(jī) chute、磨機(jī)、混合器等物料處理設(shè)備中的顆粒流動(dòng)行為，幫助工程師優(yōu)化設(shè)備設(shè)計(jì)，提高工藝效率，降低成本。
</p><p>大家都知道DEM（離散單元法）是模擬顆粒流動(dòng)以及巖土類(lèi)介質(zhì)破壞的重要工具，業(yè)界鼎鼎大名的Altair-EDEM、PFC以及ANSYS-RockyDEM都是解決顆粒物質(zhì)力學(xué)仿真的明星產(chǎn)品。但是，作為顯式動(dòng)力學(xué)計(jì)算鼻祖的LS-DYNA也是早早引進(jìn)了DEM方法，并提供了多物理場(chǎng)耦合的強(qiáng)大功能。
