顆粒建模
關注創(chuàng)建者：不是真正的工程師 創(chuàng)建時間：2023-02-01
顆粒建模的視頻教程
如何利用pumplinx軟件對微小固體顆粒逃逸進行仿真建模
本課程詳細介紹了利用PUMPLINX軟件對固-氣兩相流的建模過程，固體是直徑極小的固體顆粒，考慮了顆粒-氣體及顆粒-壁面之間的相互作用。
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Abaqus DEM專題-沙漏+高爾頓板+噴丸處理（2萬+顆粒噴丸強化案例）
本課程是USim專題視頻課程系列之DEM專題，詳細地講解2種常用的DEM顆粒建模方法： 一、Python腳本 二、*particle generator（粒子生成器） 通過三個案例（沙漏+高爾頓板+噴丸強化）step by step講解、演示，對這兩種方法的詳細操作步驟進行教學。
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顆粒建模的實例教程
圖3 隨機直徑顆粒建模
簡單嘗試
通過腳本文件生成了在0.075-0.125mm范圍內(nèi)的隨機顆粒，模擬明膠微球，基體材料為生物材料GelMA,采用一端擠壓的方式模擬“明膠顆粒—GelMA”混合墨水的擠壓狀態(tài)和應力變化情況，以及鋁基復合材料的車削過程，分析顆粒在受力時發(fā)生的變化。
圖4 “明膠顆粒—GelMA”應力分布圖
圖5 鋁基復合材料車削應力分布圖
擴展應用
通過腳本文件生成的隨機顆粒，不僅可以模擬“明膠顆粒和GelMA”混合墨水在擠出式打印中的形變和受力，甚至還可以模擬“明膠顆粒—GelMA—氣泡”這種復雜混合模型在擠出式打印中的延遲和形變情況，對于精確控制墨水的擠出量具有一定的應用前景。
圖6 多材料仿真模型構建
通過添加微信或者QQ可獲得操作視頻（已錄制隨時可發(fā)，未錄制需要一周制作）
WeChat & QQ：1489785835
仿真軟件ABAQUS 6.14-1
付費描述
二維隨機顆粒建模的仿真CAE文件和Python代碼，以及代碼的最便捷使用方式，可以實現(xiàn)零基礎的隨機顆粒建模操作，包學包會，。（無需子程序）
展開 近期很多人私信我用ABAQUS軟件模擬土塊堆積，需要用到顆粒DEM和FEM聯(lián)合仿真，本期進行顆粒建模過程展示。
1.CAE建模
構建一個正方體部件，將其裝配并劃分網(wǎng)格
顆粒是在網(wǎng)格節(jié)點處生成，網(wǎng)格布種大小要大于顆粒直徑，防止粒子干涉
單元類型為C3D8R單元
2.修改inp文件
將C3D8R單元類型改為pd3d單元
**賦予顆粒屬性
*Discrete Section, elset=顆粒集合名稱, density=顆粒密度, alpha=顆粒阻尼
顆粒半徑
**定義顆粒表面
*Surface, name=顆粒表面名稱
裝配后部件名稱.顆粒集合名稱,
**定義顆粒接觸
（1）法向接觸
（2）切向接觸
參與計算的顆粒均為解析剛體，因此增量步需為固定增量步。
重要的是C3D8R單元轉換為pd3d單元
inp文件中最大單元節(jié)點編號為1331，生成粒子數(shù)為1331個
在excel中編輯
按此規(guī)律依次排列到1331，1331
將其復制替換原來的網(wǎng)格單元即可
展開 主要亮點
Ansys產(chǎn)品組合將再添Rocky DEM，幫助工程師解決極具挑戰(zhàn)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(yè)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(tài)行為
與Ansys生態(tài)系統(tǒng)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(chuàng)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(fā)人員、應用支持技術人員和面向客戶的員工組成的專業(yè)團隊。預計此次收購不會對Ansys 2023年的合并財務報表產(chǎn)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(fā)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(lián)合開發(fā)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(yōu)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(yè)應用。
顆粒建模涵蓋眾多行業(yè)和應用，顆粒的具體構成包括藥片、零食、農(nóng)用種子、粉末，還包括過濾裝置中使用的纖維等。行業(yè)領導者迫切需要提升其產(chǎn)品質量，并找到解決方案幫助加快制定出其顆粒系統(tǒng)設計、制造和運營相關的決策。
展開 1.為什么要用python腳本來建模
因為在做畢業(yè)設計的過程中接觸到顆粒增強材料的建模思路，通過abaqus的用戶界面（GUI）難以實現(xiàn)，列如在正方體內(nèi)隨機生成一個球體，而要求球體的位置和體積大小隨機。有細心的小伙伴會發(fā)現(xiàn)，分析一下需求其實可以知道，通過選一個隨機的半徑生成一個球體，再把球體組裝到基體中，這樣很簡單就能實現(xiàn)需求。但面臨其他需求的時候呢，諸如隨意生成100個球體，而且要求位置和半徑隨機，這樣通過手動添加會十分困難，而且這樣也十分不明智，所以用到腳本來建模。
2.別的學者和專家是怎么建模的
西南交大的康國政老師和他的團隊在這方面做了大量工作，推薦文章去閱讀他們寫的文章（屬實筆者水平受限，哈哈哈）。如果你也正好是，做材料增強顆粒方面的研究，下面是幾篇比較典型的文章，值得一看。
基于周期性邊界條件的顆粒增強金屬基復合材料棘輪行為的數(shù)值模擬 (1)
金屬玻璃基復合材料增韌機理的數(shù)值模擬.pdf
原位顆粒增強金屬基復合材料的斷裂行為研究.pdf
當看完康老師的部分工作你應該會選擇是使用Fortran還是python來實現(xiàn)你自己的工作，下面第三部分僅僅針對想通過Python的童鞋。（python相對來說學習成本較低，語法比較通俗易懂，如何選擇就看各人了）
3.從哪里學習開源的（腳本和模型）知識
首先肯定是掌握一定的python語法基礎。
推薦閱讀python在abaqus中的應用，如果有需要pdf的話在評論區(qū)留言哦！
接下來，有一定基礎之后推薦閱讀這個大佬的GitHub，Abaqus/python_script at first · wuhuiguo/Abaqus · GitHub，無悔大佬的程序，一步一步如何實現(xiàn)都比較詳細，建議去他的主頁去看。
展開 Rocky 4.5將多物理場擴展到DEM仿真，并提高了顆粒建模分析的工程效率。Rocky用戶能夠使用更多的顆粒、更高的模型靈活性以及更好的求解器性能來更快地解決更復雜的問題。您還將受益于Rocky與Ansys仿真軟件（包括Ansys Fluent、Motion和Minerva）的緊耦合功能。
Rocky 4.5使您能夠：
提高了Rocky和Ansys Fluent之間用于固體顆粒和流體模型的雙向耦合的速度和穩(wěn)定性，尤其是涉及到大尺寸顆粒的應用場景。
通過增強的API:Solver功能擴展了對涉及傳熱、破碎、幾何磨損等自定義模型的支持范圍。
利用Rocky和Ansys Motion之間新的雙向耦合功能，更好地模擬涉及到剛體和柔體的顆粒動力學和多體動力學分析。
Rocky 4.5的主要新功能亮點從以下五個方面詳細介紹：
性能改進
增強與外部工具的集成
顆粒建模改進
物理模型改進
API：求解器和相關模塊改進
性能改進
對于典型的使用CPU來計算的案例（例如，包含球形顆粒的填充床的仿真），Rocky 4.5的平均速度比4.4快50%。
對于典型的使用GPU或多GPU來計算的案例（例如，稀疏流中含有大量的小顆粒并迅速發(fā)生混合的CFD耦合仿真），計算性能的改進令人印象深刻：Rocky 4.5的計算速度比4.4快了10倍。
這些改進意味著使用相同容量的GPU內(nèi)存，您現(xiàn)在可以處理之前兩倍數(shù)量的顆粒。
展開 
顆粒建模的最新內(nèi)容
多相流模型|DPM01基礎知識9個月前
燃燒模擬：對燃料固體顆粒或者油滴建模。
Stokes數(shù)
Stokes數(shù)是流體力學中描述顆粒與流體相互作用的核心參數(shù)，其定義為顆粒弛豫時間與流體特征時間的比值：
中為顆粒弛豫時間（反映顆粒速度衰減至流體速度所需時間），
為流體特征時間（與流動的時空尺度相關），與系統(tǒng)的特征長度及特征速度有關，.
EDEM 專為此類問題設計，功能包括：
多種顆粒形狀建模（多面體、多球體）；
豐富的材料庫與接觸模型；
支持 GPU 加速；
支持與結構、電磁、流體等仿真工具耦合。
EDEM 專為此類問題設計，功能包括：
多種顆粒形狀建模（多面體、多球體）；
豐富的材料庫與接觸模型；
支持 GPU 加速；
支持與結構、電磁、流體等仿真工具耦合。
Mohan S Nainegali
Altair DEM 技術解決方案專家
Mohan S Nainegali 現(xiàn)任 Altair 工程公司（印度及海灣國家地區(qū)）解決方案專家，專注于離散元方法（DEM），以及散裝固體、顆粒物料的建模工作。
創(chuàng)新算法架構，實現(xiàn)顆粒運動精準建模
DEMms 軟件基于離散元法構建核心算法體系，深度融合牛頓第二定律與歐拉第二運動定律，為顆粒的平移與旋轉運動提供精確的動力學描述。在顆粒與流體、顆粒與顆粒及壁面的交互過程中，軟件通過多物理場耦合算法，實現(xiàn)對曳力、升力、碰撞力等復雜作用力的實時計算。
石灰石和聚乙烯顆粒使用PD3D元素進行建模。顆粒呈球形。本示例中使用的模型具有8556個半徑為6毫米的PD3D元素和12478個半徑為5毫米的PD3D元素。
網(wǎng)格設計?
很難以精確平衡的配置開始此類模擬。本分析中使用了一種常見的DEM建模技術，其中初始時在模型中放置顆粒陣列，并在第一步分析期間僅受重力作用下允許其沉降，而無其他加載。在后續(xù)步驟中研究所需的加載響應。
混凝土細觀模型采用CAD隨機多邊形顆粒插件建模生成，將插件生成的CAD文件按照不同圖層內(nèi)容分三份以草圖的形式導入到ABAQUS內(nèi)。
在ABAQUS內(nèi)利用導入的草圖分別建立砂漿、界面過渡區(qū)、多邊形骨料三部分部件并進行裝配。
隨機多邊形骨料混凝土細觀模型采用CAD隨機多邊形顆粒插件建模，將模型中的骨料、ITZ、基體分別另存為dxf格式文件。此CAD樣圖也可在以下鏈接中下載獲取。
CAD隨機多邊形顆粒
將導出的dxf文件依次導入到COMSOL內(nèi)，并通過布爾操作形成混凝土細觀模型。
設計案例
探究纖維開松機理
纖維絲束模型建模復雜，海克斯康旗下計算流體動力學仿真軟件MSC Cradle CFD顆粒生成單元建模效率高，操作簡便。
