離散單元的案例
離散單元法——非連續介質模擬的有效手段 附離散單元法及其在EDEM上的實踐下載
離散單元法的原理與之類似，其最核心的思想便是通過大量的顆粒單元來模擬實際的研究對象，通過求解每一個顆粒的運動狀態來反映實體結構或者微觀結構的力學行為。
離散單元法的一般求解過程為：
將求解空間離散為離散元單元陣,并根據實際問題采用連接元件（即接觸模型）將相鄰單元連接起來；單元間相對位移是基本變量，由力與相對位移的關系可得到單元間法向和切向的作用力；對單元在各個方向上與其它單元間的作用力以及其它物理場對單元作用所引起的外力求合力和合力矩，根據牛頓運動第二定律求得單元的加速度；對其進行時間積分，得到單元的速度和位移。從而得到所有單元在任意時刻的速度、加速度、角速度、線位移和轉角等物理量。
在離散單元法中，接觸模型用來計算接觸力，進而計算顆粒的運動信息，是離散元法的理論核心。Cundall等最先提出的是簡單的彈簧-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效應，顆粒容易發生轉動，導致數值模擬結果與實際情況有較大出入。Iwashita和Oda[3,4]引入接觸力矩，提出了抗滾動接觸模型，見圖1 (c)。圖中，kr和dr分別為滾轉剛度和滾轉阻尼。
3. Application Field
離散單元法的應用領域
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用于各個科學領域。
展開 離散單元法——非連續介質模擬的有效手段
離散單元法的原理與之類似，其最核心的思想便是通過大量的顆粒單元來模擬實際的研究對象，通過求解每一個顆粒的運動狀態來反映實體結構或者微觀結構的力學行為。
離散單元法的一般求解過程為：
將求解空間離散為離散元單元陣,并根據實際問題采用連接元件（即接觸模型）將相鄰單元連接起來；單元間相對位移是基本變量，由力與相對位移的關系可得到單元間法向和切向的作用力；對單元在各個方向上與其它單元間的作用力以及其它物理場對單元作用所引起的外力求合力和合力矩，根據牛頓運動第二定律求得單元的加速度；對其進行時間積分，得到單元的速度和位移。從而得到所有單元在任意時刻的速度、加速度、角速度、線位移和轉角等物理量。
在離散單元法中，接觸模型用來計算接觸力，進而計算顆粒的運動信息，是離散元法的理論核心。Cundall等最先提出的是簡單的彈簧-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效應，顆粒容易發生轉動，導致數值模擬結果與實際情況有較大出入。Iwashita和Oda[3,4]引入接觸力矩，提出了抗滾動接觸模型，見圖1 (c)。圖中，kr和dr分別為滾轉剛度和滾轉阻尼。
3. 離散單元法的應用領域
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用于各個科學領域。以下是一些運用離散元方法求解科學問題的成功案例：
隧道滲漏
地質滑坡（http://matdem.com/content/?
展開 離散單元法PFC中動力人工邊界的設置方法 ￥45
顆粒離散單元法（DEM）由于對每個顆粒單元應用牛頓第二定律，在接觸位置應用力-位移定律并不斷更新，顆粒單元運動不受變形量的限制，在研究巖土體失穩大變形問題時優越性顯著。
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動大變形的全過程，建立合理的DEM動力人工邊界顯得尤為關鍵。
本案例計算了在離散元PFC中進行人工邊界的兩種方法：（1）高阻尼法，（2）黏性人工邊界。同時還對固定人工邊界的情況進行了對比
其中高阻尼法的原理是為邊界處的顆粒設置局部阻尼系數為1.0，以避免邊界處的波動反射。
黏性人工邊界的方法則是基于人工邊界的理論實現的，（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.顆粒離散單元法動力人工邊界設置方法[J].巖土力學,2018,39(07):2671-2680+2690.）
顆粒離散單元數值模型的黏性邊界條件設置條件如下：
本算例實現了在顆粒流PFC對黏性人工邊界的模擬。本算例進行了一維波的測試，并模擬對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，對右側邊界附近的顆粒運動進行約束模擬邊界，對于高阻尼的方法模擬是為右側邊界處的顆粒設置局部阻尼系數為1.0。黏性人工邊界的方法則是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。為左側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程曲線如下：
高阻尼邊界模型中部處球顆粒的水平速度時程曲線如下：
黏性邊界模型中部處球顆粒的水平速度時程曲線如下：
付費內容為算例的完整代碼。
展開 離散單元法及其在巖土力學中的應用
離散單元法及其在巖土力學中的應用.part1.rar
離散單元法及其在巖土力學中的應用.part2.rar
離散單元法及其在巖土力學中的應用
離散單元法及其在巖土力學中的應用.part2.rar
離散單元法及其在巖土力學中的應用.part1.rar
在ABAQUS中使用Python腳本將有限元離散單元轉化成SPH單元方法介紹
以將CAE中的C3D8R單元轉換為PC3D為例：
使用ABAQUS建模離散為C3D8R單元，然后生成input文件。之后用Python腳本將進行處理轉換即可（腳本見附件）。
這里需要注意的是Python腳本轉換后的input文件只是將有限元離散單元轉換為sph單元的文件，還需要自己去修改后才能用。
SPH.zip
腳本運行方法：
abaqus python solidtosph.py -inp <inputFileName> -part
研討會 | LS-DYNA中離散單元法以及粒子爆破法的使用
在LS-DYNA中如何利用LS-PrePost程序生成離散元模型，如何利用離散元模擬連續和非連續介質。采用粒子爆破法模擬炸藥的爆轟過程及與周圍介質的相互作用，相關的關鍵字及其設置。通過實例演示利用DEM-PBM方法模擬爆破破碎以及采用耦合的DEM-PBM-FEM方法模擬微差爆破引起的巖石破碎、損傷及振動。
Ansys中國聯合上海恒士達科技有限公司將于6月4日（周五）共同舉辦《LS-DYNA中離散單元法以及粒子爆破法的使用》免費直播。歡迎報名參會！
會議主題
LS-DYNA中離散單元法以及粒子爆破法的使用
時間
6月4日（周五），15:00-16:00
主辦單位
Ansys 中國 * 上海恒士達科技有限公司
講師介紹
易長平博士
2005年博士畢業于武漢大學，研究方向為工程爆破。2005-2011年在武漢理工大學從事與爆破相關的教學和科研工作，2011-2013年在瑞典呂勒奧理工大學瑞典爆破研究中心從事博士后研究，2013至今在瑞典爆破研究中心從事科研和教學工作。主要研究領域為與爆破相關的數值模擬，炸藥的非理想爆轟特性以及應力波與地下洞室的相互作用問題。
展開 6/4 | LS-DYNA中離散單元法以及粒子爆破法的使用
6月4日，Ansys中國聯合上海恒士達科技有限公司將共同舉辦《LS-DYNA中離散單元法以及粒子爆破法的使用》網絡研討會（免費）。本次會議將詳細介紹在LS-DYNA中如何利用LS-PrePost程序生成離散元模型，如何利用離散元模擬連續和非連續介質。采用粒子爆破法模擬炸藥的爆轟過程及與周圍介質的相互作用，相關的關鍵字及其設置。通過實例演示利用DEM-PBM方法模擬爆破破碎以及采用耦合的DEM-PBM-FEM方法模擬微差爆破引起的巖石破碎、損傷及振動。歡迎大家報名！
時間：6月4日（星期五），15:00-16:00
講師介紹：
易長平博士
2005年畢業于武漢大學，研究方向為工程爆破。2005-2011年在武漢理工大學從事與爆破相關的教學和科研工作，2011-2013年在瑞典呂勒奧理工大學瑞典爆破研究中心從事博士后研究，2013至今在瑞典爆破研究中心從事科研和教學工作。主要研究領域為與爆破相關的數值模擬，炸藥的非理想爆轟特性以及應力波與地下洞室的相互作用問題。
展開 Ansys Rocky--離散單元法（DEM）軟件的產品及方案更新介紹（7月31日直播）
<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。例如，Sub-Zero 公司將 Ansys Fluent 與 Ansys Rocky 耦合，用于分析冷凝器上的灰塵積聚問題，以設計更強大的換熱器。</p><p class="ql-align-justify"><strong> 7月31日，Ansys官方研討會『Ansys Rocky產品及方案更新介紹』</strong>為您介紹本產品最新的功能和方案更新，下滑預約了解??</p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmecoa.qpic.cn/mmecoa_png/sJ5jnYn8SicfScUVnRyicSxicQsZRxN7iaFRErlKcAAVrfOeV0SXria8GgUc1xJAq7n5dFPXh2ZeTCBaN66uVjzlwpw/640?wx_fmt=png&from=appmsg&randomid=nw7kz06d&tp=webp&wxfrom=10005&wx_lazy=1" alt="圖片"></p><p><strong>時間：</strong>7月31日（星期四），16：00-17：00</p><p><strong>內容簡介：</strong>Ansys Rocky具有獨特的功能，并旨在解決工程問題。
展開 有限元與離散元。
目前世界上結構計算方法一般分為有限元（FEM finite element method）、離散元（DEM discrete element method）、還有邊界元(EEM)。
離散元方法是由分析離散單元的塊間接觸入手找出其接觸的本構關系建立接觸的物理力學模型并根據牛頓第二定律對非連續、離散的單元進行模擬仿真。而有限元方法是將介質復雜幾何區域離散為具有簡單幾何形狀的單元通過單元集成、外載和約束條件的處理得到方程組再求解該方程組就可以得到該介質行為的近似表達。
離散元方法的基本概念
離散元方法也被稱為散體單元法，最早是1971年由Cundall 提出的一種不連續數值方法模型離散元理論是由分析離散單元的塊間接觸入手找出其接觸的本構關系建立接觸的物理力學模型并根據牛頓第二定律建立力、加速度、速度 及其位移之間的關系對非連續、離散的單元進行模擬仿真。
離散元法是專門用來解決不連續介質問題的數值模擬方法。該方法把節理巖體視為由離散的巖塊和巖塊間的節理面所組成,允許巖塊平移、轉動和變形,而節理面可被壓縮、分離或滑動。因此,巖體被看作一種不連續的離散介質。其內部可存在大位移、旋轉和滑動乃至塊體的分離,從而可以較真實地模擬節理巖體中的非線性大變形特征。離散元法的一般求解過程為:將求解空間離散為離散元單元陣,并根據實際問題用合理的連接元件將相鄰兩單元連接起來;單元間相對位移是基本變量,由力與相對位移的關系可得到兩單元間法向和切向的作用力;對單元在各個方向上與其它單元間的作用力以及其它物理場對單元作用所引起的外力求合力和合力矩,根據牛頓運動第二定律可以求得單元的加速度;對其進行時間積分,進而得到單元的速度和位移。從而得到所有單元在任意時刻的速度、加速度、角速度、線位移和轉角等物理量。
展開 離散元與有限元優缺點（附inp文件）
來源：ABAQUS大世界 （ABAQUSworld）
文末有離散元法模擬攪拌過程案例文件
目前世界上結構計算方法一般分為有限元（FEM finite element method）、離散元（DEM discrete element method）、還有邊界元(EEM)。
離散元方法是由分析離散單元的塊間接觸入手找出其接觸的本構關系建立接觸的物理力學模型并根據牛頓第二定律對非連續、離散的單元進行模擬仿真。而有限元方法是將介質復雜幾何區域離散為具有簡單幾何形狀的單元通過單元集成、外載和約束條件的處理得到方程組再求解該方程組就可以得到該介質行為的近似表達。
離散元方法的基本概念
離散元方法也被稱為散體單元法，最早是1971年由Cundall 提出的一種不連續數值方法模型離散元理論是由分析離散單元的塊間接觸入手找出其接觸的本構關系建立接觸的物理力學模型并根據牛頓第二定律建立力、加速度、速度 及其位移之間的關系對非連續、離散的單元進行模擬仿真。
離散元法是專門用來解決不連續介質問題的數值模擬方法。該方法把節理巖體視為由離散的巖塊和巖塊間的節理面所組成,允許巖塊平移、轉動和變形,而節理面可被壓縮、分離或滑動。
因此，巖體被看作一種不連續的離散介質。其內部可存在大位移、旋轉和滑動乃至塊體的分離,從而可以較真實地模擬節理巖體中的非線性大變形特征。
展開 
LS-dyna中施加彈簧
這個過程中需要找到一個輸出彈簧力的關鍵字，開始就簡單的想，將平板上的點或者單元的力提取出來不就行了，然后，我嘗試了輸出ELOUT，NCFORC，RCFORC，SPCFORC，發現都沒有輸出我想要的結果，最后通過查找關鍵字手冊，找到了DEFORC可以輸出離散單元的受力，而彈簧單元正是這種離散單元，從而輸出了我想要的結果。下面是我學習新軟件的方法，因人而異，僅供參考，希望你能找到自己的學習方法。
基于hypermesh和lsdyna的彈簧離散單元的建立及剛度K的計算驗證 ￥10
本貼為大家講解一下彈簧單元的建立和剛度K的一個計算驗證
模型如下：上下兩個鋼板，頂端rigid抓取的節點施加力，中間兩個節點創建spring，底面約束。
技術干貨丨如何選用顯卡 (GPU) 開展EDEM的計算？
<p>由于離散單元法的特性，EDEM軟件計算量大，對計算設備要求較高。一個計算能力強的計算設備可在更短的時間完成計算任務，加速業務進程，提高業務效率。</p><p><br></p><p>過去以來，中央處理器 (CPU) 一直被用作計算設備。然而，隨著計算機圖形處理器 (俗稱顯示卡或者顯卡，GPU) 的技術更新，GPU也可用于計算，且在特定的計算場景中發揮出 (遠) 優于CPU的計算性能。這包括EDEM離散單元法計算場景。</p><p><br></p><p><strong>本文將簡單討論GPU計算在EDEM中的應用，以及用于EDEM計算的GPU選取。</strong></p><p><br></p><p><strong>用于EDEM計算的GPU選取</strong></p><p><br></p><p><strong>為什么要用GPU開展EDEM計算？</strong></p><p><br></p><p>GPU與CPU的顯著區別在于，前者可同時并行計算的核心數高 (多達數千)，但單個核心時鐘頻率 (與計算速度正相關) 較低；后者核心數少 (幾十個)，但單個核心始終頻率高。一個比喻是，GPU仿佛是一個小學數千名小學生，而CPU是這所小學的數十名老師。對于單一流程的任務而言，一個老師的處理速度勝過一個小學生；但對于諸如完成1000000道口算題這類<strong>可分割的計算任務</strong>而言，數千小學生并行開動，將勝過數十名老師。</p><p><br></p><p>離散單元法就是<strong>可分割的計算任務</strong>，每一時間步對1000000個顆粒單元的處理，就好比完成1000000道口算題。此時GPU相比CPU將具有顯著優勢。鑒于上述原因，自EDEM 2019開始，支持GPU運算。
展開 使用ANSYS Fluent的DEM模型(離散單元法)演示轉鼓中的顆粒混合
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英文原文由David Stenger, Markus Braun著。
編者按
整個案例使用純DEM計算-與轉鼓內流體流動無交互作用，啟用滾動模型，通過網格運動實現幾何運動。
目錄與軟件介紹
幾何與網格化
Fluent設置
