離散顆粒的案例
【DEM】基于移動面生成離散顆粒 ￥99.9
圖1-固定面上按粒度級配生成離散顆粒
Abaqus中支持生成DEM離散顆粒的inlet surface移動，包括廣義的surface縮放運動、和狹義的surface平動、旋轉、偏斜運動。幫組文檔也有介紹，很可惜沒提供這方面的案例。
圖2-DEM粒子生成器
這個問題也是有的學員在學習Abaqus DEM課程中常問到的一個。
下面我做個案例，說明一下關鍵步驟，如果你已經會使用*particle generator，那么在移動面上生成DEM顆粒其實很簡單。只需要對surface的耦合參考點施加平動或轉動速度、或調整surface單元節點位移（縮放surface面）就能實現。
------案例：
在一個按正弦曲線移動的圓形inlet上生成DEM粒子，定義X方向的平動和Y向的周期往復運動：
圖3-surface inlet的Y向運動定義
圖4-粒子生成器的inlet面按正弦曲線運動
圖5-離散顆粒在移動面上生成
展開 新論文 | 顆粒材料不確定性量化的隨機離散元方法
研究背景
土體等離散顆粒材料存在著不可忽視的隨機性，這對其力學行為有著強烈的不確定性影響 (Phoon & Kulhawy 1999, Huang et al. 2010, Li et al. 2015)。然而，囿于顆粒材料確定性離散元精細化建模與分析 (O'Sullivan 2011, Liu et al. 2022, 2023) 的復雜性和高昂計算成本，傳統方法難以對其進行隨機力學行為的精細化分析。本研究將概率密度演化理論 (Li & Chen 2009, Chen et al. 2016, Li & Wang 2022) 應用于巖土工程領域，與精細化確定性離散元分析技術相結合，提出了一類分析顆粒材料隨機力學行為的非侵入式隨機離散元方法。
工作概述
本研究建立的針對顆粒材料隨機力學行為分析的
隨機離散元方法框架
大致分為
4
個步驟：
1. 根據試驗數據對
隨機源
進行概率建模，獲得隨機源變量的概率分布；
2. 依據建立的隨機源概率分布模型，進行基本隨機變量的
概率空間剖分
，生成一系列代表性點及其賦得概率；
3. 在每個代表性點下，對顆粒材料代表性體積元進行
確定性離散元分析
，獲得其關鍵力學響應隨應變的演化曲線；
4. 將代表性點下的賦得概率和確定性響應信息代入
Li-Chen 方程
，采用概率密度演化方法數值求解獲得關鍵響應量和隨機源變量的聯合概率密度函數，進而積分獲得關鍵響應量的概率分布。
研究框架的整體分析流程如下圖所示：
數值結果
應力比隨應變的概率密度演化特征：
(a. 概率密度云圖; b. 概率密度曲面; c. 均值和2倍標準差; d.
展開 海基科技“顆粒系統離散元仿真技術及應用研討會--暨2014年EDEM用戶大會”
2014年11月20日在上海“顆粒系統離散元仿真技術及應用研討會--暨2014年EDEM用戶大會”，有興趣的童鞋可以看看。
相關資料：http://www.caetraining.com.cn/newsDetail.aspx?id=51
Update---基于離散元原理的顆粒流模擬軟件Rocky 2021.R2.2
1 引言
顆粒流模擬廣泛應用于固體動力學，流體動力學，熱動力學，電磁動力學等領域。總的來說，有兩大類模擬途徑，一類途徑是基于光滑粒子流體動力學(Smoothed Particle Hydrodynamics，簡稱SPH), 例如計算軟件Abaqus; 另一類途徑是基于離散元(Discrete Element Method, 簡稱DEM)原理，這種途徑在巖土工程領域最典型的軟件是Itasca的PFC。除此之外，在機械應用領域使用離散元原理開發的軟件有EDEM(Altair EDEM Professional 2021.2.0)和Rocky DEM(ESSS Rocky Version 4.5.2,1.17G)。
這個筆記是對【基于離散元原理的顆粒流模擬軟件Rocky 4.5.2】一文的更新與補充。Rocky初始是由Granular Dynamics International, LLC和Engineering Simulation and Scientific Software Company(ESSS)共同開發的基于離散元原理的軟件，用來解決顆粒流的動力學問題。盡管現在Rocky是ANSYS的一部分，但仍然可以獨立安裝，不過版本號已經與ANSYS銜接在一起，最新版本為21.2.2 (11/16/2021)。
2 集成性能
現在Rocky與Ansys Fluent和Motion可以進行完全耦合，這種集成性能主要體現在以下幾個方面：
(1) Rocky與Fluent耦合模擬流體顆粒相互作用，允許在Fluent中使用更大的時步，從而可以在不犧牲精度的情況下加快計算速度。
(2) 求解器Solver功能擴展了傳熱、破碎、幾何磨損等自定義模型的支持范圍，用戶可以自己自定義切向力或沖擊能量模型。
展開 
Openfoam離散顆粒案例——顆粒攪拌器（1）
cyclone.avi
感覺社區openfoam關注的人很少，希望關注of的伙伴活躍起來在社區
CAD顆粒密堆積2D顆粒流PFC離散元DEM模型 ￥399
插件簡介
CAD顆粒密堆積2D插件可用于生成二維狀態下重力堆積的隨機顆粒。插件可指定投放區域、顆粒的粒徑范圍、顆粒間的間距、顆粒個數等信息，同時可模擬顆粒彈性及摩擦摩擦系數。
插件采用物理引擎對顆粒行為進行模擬，可實現顆粒在力場作用下的堆積、以及顆粒間的碰撞等。
插件可將當前圖形輸出到AutoCAD，可控制輸出時機，在可視化的同時保存當前狀態，生成的dwg文件可導入其他有限元軟件，同時可統計當前顆粒所占比例。
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格，避免計算不收斂。
可對同一模型進行多次輸出，通過CAD圖層對輸出進行劃分。
插件可進行力場方向的指定，實現不同的堆積模型，或進行分子熱運行模擬等。
采用堆積模式，可實現高比例粒子的分布模型，下圖為82.59%的比例。
說明提醒
插件需要注冊，注冊后可永久使用，版本更新不影響注冊狀態，注冊請聯系QQ：1135122921。
樣圖下載
Dwg格式樣圖，可導入Comsol、ANSYS、Abaqus等有限元軟件測試。
顆粒密堆積樣圖.rar
展開 Ansys正式收購領先顆粒動力學仿真軟件Rocky
主要亮點
Ansys產品組合將再添Rocky DEM，幫助工程師解決極具挑戰性的涉及離散固體間復雜多物理場相互作用的設計問題
Rocky DEM軟件能為散體材料和固體處理流程相關的各種跨行業應用提供建模，幫助用戶在設計階段早期評估顆粒和與顆粒相關設備的動態行為
與Ansys生態系統更深入地集成，讓顆粒動力學分析更廣泛地集成于涉及Ansys結構和流體分析的應用
全球工程仿真軟件領導者及創新者Ansys近日宣布正式收購工程仿真與科學軟件公司Rocky DEM（以下簡稱“Rocky”）。通過本次收購，Ansys再添領先的離散元模擬方法（DEM）工具Rocky，以及分布在巴西、西班牙和美國的一支由開發人員、應用支持技術人員和面向客戶的員工組成的專業團隊。預計此次收購不會對Ansys 2023年的合并財務報表產生重大影響。
Rocky是Ansys長期渠道合作伙伴工程仿真與科學軟件（ESSS）的子公司，也是致力于離散力學問題建模的工程軟件開發商。Ansys對Rocky的收購建立在雙方于2021年宣布的長期合作關系和聯合開發顆粒建模工作流程的基礎上。Rocky軟件在GPU計算和與粒子方法相關的多物理場仿真方面具有獨到優勢，可用于涉及任意尺寸和形狀的離散固體顆粒分析的各種跨行業應用。
顆粒建模涵蓋眾多行業和應用，顆粒的具體構成包括藥片、零食、農用種子、粉末，還包括過濾裝置中使用的纖維等。行業領導者迫切需要提升其產品質量，并找到解決方案幫助加快制定出其顆粒系統設計、制造和運營相關的決策。
展開 基于Abaqus離散元法的攪拌機中顆粒介質的混合 ￥2.9
本文演示了如何在Abaqus中使用離散元方法（DEM）分析攪拌機中不同顆粒介質的混合。
應用描述?
旋轉滾筒攪拌機和滾筒磨機用于礦石和顆粒材料的研磨、混合和干燥。此類應用可見于采礦等廣泛的工業領域。包括顆粒的形狀、大小、密度和接觸剛度；摩擦；顆粒間的粘附力；旋轉速度；以及滾筒軸的傾斜度在內的多個因素會影響在給定時間內所能達到的混合水平。這些因素也會影響操作混合器所需的能量量。離散元方法（DEM）是了解這些因素對混合過程影響的有用工具。本示例演示了使用DEM分析具有非粘附性接觸行為的顆粒介質的混合。
幾何形狀?
上圖顯示了滾筒攪拌機的幾何形狀。滾筒長度L為760毫米；滾筒外徑為620毫米；滾筒口直徑為315毫米。滾筒內部有五個等間距的擋板，以輔助混合過程。擋板從滾筒后部向前部傾斜。滾筒壁是空心的；滾筒內半徑R為300毫米。滾筒軸傾斜30°。
為了分析顆粒間的非粘附性接觸，顆粒介質由兩批球形石灰石顆粒組成。第一批質量為16.3千克，每個顆粒的半徑為5毫米。第二批質量為19.3千克，每個顆粒的半徑為6毫米。
材料?
攪拌機由鋼制成，其楊氏模量為2.08×10^5 N/mm2，密度為7850×10^-9 kg/mm3，泊松比為0.3。
邊界條件和加載?
攪拌機中顆粒的混合受攪拌機半徑、旋轉速度和滾筒填充程度的影響。在較低的旋轉速度下，顆粒傾向于沿滾筒內壁滑動和坍塌；而在非常高的速度下，會發生離心作用，將顆粒沿攪拌機壁向上推。顆粒在旋轉滾筒中的滾動和級聯會導致良好的混合。弗勞德數指定了顆粒在旋轉滾筒中混合期間滾動和級聯的趨勢。弗勞德數定義為ω2R/g，其中ω是滾筒的角速度，R是滾筒半徑，g是重力加速度。對于混合操作，建議的弗勞德數范圍為0.001–0.1。
展開 dem離散顆粒平板堆積研究
1，項目描述
本項目為DEM顆粒從一定高度下落到平板上，觀察平板堆積情況。DEM算法在實際工程中應用較廣，如泥石流、谷物、藥柱分析等。因此，研究dem使用方法至關重要。本文結合DEM顆粒下落打擊平板，詳細講解DEM算法的使用技巧。
2，幾何模型
首先利用workbench的dm模塊建立顆粒及平板的幾何模型，其中顆粒先建立實體模型，然后取實體的外測殼體，只保留殼體模型，然后在lspp中通過實體的6個外殼面生成DEM顆粒，平板為殼體模型。模型如下圖所示。
基于離散元原理的顆粒流模擬軟件Rocky 4.5.2
1 引言
顆粒流模擬廣泛應用于固體動力學，流體動力學，熱動力學，電磁動力學等領域。總的來說，有兩大類模擬途徑，一類途徑是基于光滑粒子流體動力學(Smoothed Particle Hydrodynamics，簡稱SPH), 這種途徑最典型的模擬軟件是Abaqus; 另一類途徑是基于離散元(Discrete Element Method, 簡稱DEM)，這種途徑在巖土工程領域最典型的軟件是PFC(PFC模型建立機制)。除此之外，在機械應用領域使用離散元原理開發的軟件有EDEM(Altair EDEM Professional 2021.2.0)和Rocky DEM(ESSS Rocky Version 4.5.2, 1.17G)。這個筆記簡要描述了Rocky的應用范圍。
2 Rocky應用領域
Rocky DEM是一個三維離散元DEM軟件，用來模擬一組顆粒如何與其他顆粒以及各種邊界進行互動，這些邊界可能代表的是輸送槽、磨坊、攪拌機、犁、織布機或其他類型的散體材料處理設備。與PFC的主要用途不同，Rocky主要應用在制造領域，盡管PFC也能做類似的模擬。Rocky的工程應用領域包括:
提高設備的壽命和容量
消除堵塞，皮帶和班輪穿刺
減少電力下降、灰塵和噪音
降低溢出和產品退化
增強混合，減少死區和隔離
評估擴展策略
預測力、扭矩和功耗
通過與 FEA 耦合分析結構載荷
通過與 CFD 耦合模擬流體顆粒相互作用
Rocky能夠與ANSYS進行聯合分析，例如CAD設計工具Ansys SpaceClaim，CFD工具Ansys Fluent，FEA工具Ansys Mechanical。
3 Rocky工作原理
離散元是一種預測散裝固體(bulk solid)行為的數值技術。
展開 PFC顆粒分析第一步：掌握離散元這些成樣方法就夠了！
導讀：PFC是一個關于顆粒的方法，在進行分析的時候我們首先需要做的就是生成一個比較好的式樣，這篇文章從簡單的create開始，介紹規則與隨機顆粒的生成，從create角度去理解generate與distribute的建模思路。之后再介紹基于generate方法的壓縮法、分層壓縮法、分層欠壓法(UCM)、粒徑膨脹法，還有基于distribute的網格法(GM)，還會介紹PFC自帶的Brick方法。有集成的命令流，也有自開發的fish，有一些fish還是比較難理解的，對于各位的fish基礎可能會是一個比較大的挑戰。
我個人還是建議各位可以將這文章打印下來好好理解，對于理解離散元和加強fish學習都是一個比較好的機會。
一、最原始的成樣——Create
Create應該是PFC最底層的成樣關鍵詞了，后面所有的成樣關鍵詞都是在這個關鍵詞基礎上建立了。Create的使用也很簡單，只需要指定位置(position)和半徑(radius)就可以了。如圖1便是在我們的軟件中生成一個圓心在原點，半徑0.006的顆粒。
圖1.1：create生成的單個顆粒代碼及結果
最底層的功能有了，在這個功能上我們便可以去構建一些我們需要的功能，對于做結構物的同學來說，往往需要規則排列的顆粒去模擬結構物。最常見的樁梁結構往往是矩形規則排列的顆粒，我們便可以利用fish語言去構建矩形排列和圓形排列的顆粒，如圖2所示。這里面我們使用了ball.create函數，這個函數需要至少兩個參數，第一個是一個浮點型變量，表示顆粒的半徑，第二個是一個vector變量，表示顆粒的位置。
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
文章發布：上海安世亞太官方訂閱號（搜索：PeraShanghai）
聯系我們：021-58403100
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
進入顆粒材料仿真的世界！Altair EDEM? 離散元仿真技術全球虛擬大會
您是否正在處理涉及粉末，片劑和其他顆粒材料的工藝？
進入顆粒材料仿真的世界！
Altair EDEM? 離散元仿真技術
全球虛擬大會
2020/11/10-11
本次虛擬會議將從重型設備到采礦、煉鋼和過程制造等行業，全面介紹離散元法 (DEM) 的一系列應用，其中也包含了來自行業領袖及學術專家的案例及經驗分享。
與會者還將了解 Altair EDEM 軟件的最新功能，以及來自我們專家團隊的最佳實踐。
基于離散元仿真軟件DEMms的雙錐水力旋流器-顆粒分離性能分析
在分離性能研究方面，通過對大量顆粒運動軌跡的統計分析，精確繪制分離效率曲線，量化切割尺寸與可能偏差等關鍵參數。
研究發現，底流管直徑與進料流速之間存在顯著的交互影響效應，這一重要結論正是基于 DEMms 軟件對顆粒運動的高精度模擬與數據分析得出。
?技術拓展前景，賦能多領域研究創新
當前研究成果僅是DEMms軟件技術應用的開端。隨著VOF - RSM - DEM 雙向耦合數值方法的持續優化，軟件將在更復雜幾何結構與操作參數的水力旋流器研究中發揮重要作用。其技術應用領域也將不斷拓展。
在礦物加工中的細顆粒分級、煤炭開采中的固液分離、生物技術中的細胞分選，以及環境工程中的污染物去除等場景，DEMms 軟件的高精度模擬能力有望為相關研究與工程實踐提供全新的技術思路與解決方案。
積鼎離散元多尺度模擬軟件DEMms
由中科院過程所開發，投入工程應用十余年，完成工業級項目近100項
可處理非球形和變形等復雜顆粒，以及多相傳遞反應耦合等復雜過程
可實現萬核以上大規模異構并行計算，計算顆粒數可超十億級，對應的物理顆粒數超萬億級
計算規模與并行效率顯著高于同類型主流商業軟件，具備長時間或準實時模擬多相流工業設備的能力
展開 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題？
首頁 > 新聞媒體
四、DEMms軟件主要技術指標
計算規模：
顆粒數量：計算顆粒數>109，可處理物理顆粒數>1014
并行計算：支持支持上萬CPU核心的并行計算，并行效率>45%
GPU加速：支持GPU加速計算
不規則顆粒功能：
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：
支持基礎幾何建模，包括平面、圓柱、圓臺、圓面、圓環面、長方體、球體、球缺、斜面等
支持運動幾何壁面，包括振動、垂直振動、旋轉等
支持STL壁面，包括靜止、繞軸旋轉、單軸振動、雙軸振動、分段平動等
流體耦合計算：
支持化學反應
支持粗粒化模型，包括EMMS模型、軟殼層顆粒團碰撞粗粒化模型、傳遞和反應粗粒化模型
支持笛卡爾正交六面體網格和普通網格
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-流體對流傳熱模型
支持顆粒溫度迭代模型
支持核函數法統計顆粒體積分數
支持濕顆粒氣流干燥模型，考慮顆粒-氣流傳熱過程
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