ansys顆粒模型的案例
使用ANSYS Fluent的DEM模型(離散單元法)演示轉鼓中的顆粒混合
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。
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 十六、DPM模型-顆粒流動
顆粒流動問題是很多同學目前正在研究的問題，這類問題一般來說都比較復雜，Fluent提供了多種模型對這類問題進行模擬，包括DPM、DDPM、DEM、PBM等，上述的每種模型都有其適用的工況，并不通用，這次我們介紹一下DPM模型。
由于DPM的復雜性，本文只對Fluent中DPM的操作進行一些簡單的設置，一些設置的具體依據，我們在下一次文章中詳細講解一下。
1 概念介紹
首先我們介紹一下拉格朗日法和歐拉法，理解起來很簡單，拉格朗日法是以某一質點的運動作為研究對象，觀察這一質點在流場中由一點移動到另一點時，其運動參數的變化規律；歐拉法以某一流場區域作為研究對象，研究各時刻質點在流場中的變化規律。
顯然，拉格朗日法更適用于描述顆粒運動，而歐拉法更適用于描述流體運動。DPM模型就是基于這兩種方法進行流體相和顆粒相的模擬，它使用歐拉法描述流體運動，使用拉格朗日法描述顆粒運動。
DPM適用條件：DPM模型只適用于顆粒相體積分數小于10%，同時不考慮顆粒體積。不考慮顆粒和顆粒之間的相互作用力，但可以考慮顆粒和流體之間的相互作用。
2 模型描述
本例的模型采用三通管模型，如圖所示。模型有兩個入口和一個出口，分別為INLET_Y、INLET_Z和OUTLET，含顆粒物的空氣從INLET_Z進口流入計算域內，最后經OUTLET流出。
3 導入網格
使用Workbench打開工程文件，文件在本文末尾鏈接資源內。
4 Scale網格尺寸
Scale修改網格尺寸。如圖所示。
確保計算域尺寸是我們所需要的。
展開 顆粒流軟件PFC巴西劈裂三維模型、5.0單軸抗壓三維模型 ￥29.9
<p>pfc巖石標定<span style="color: rgb(18, 18, 18);">必備</span>模型試驗，可以自行轉,PFC6.0版本，抗壓強度和巴西劈裂試驗,內含微風化石灰巖參數</p><div contenteditable="false" width="100%"><figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202404/attachment/e23d19269388495abaa2ec82c0d2069e.png" style="text-align: center"><img src="https://img.jishulink.com/202404/attachment/e23d19269388495abaa2ec82c0d2069e.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202404/attachment/e23d19269388495abaa2ec82c0d2069e.png?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202404/attachment/e23d19269388495abaa2ec82c0d2069e.png?image_process=/format,webp/resize,w_760" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202404/attachment/e23d19269388495abaa2ec82c0d2069e.png"></figure>
</div><p><br></p>
展開 
ABAQUS球體顆粒重力堆積3D模型
在ABAQUS內建立隨機球體顆粒的重力密堆積模型，可以模擬自然界中顆粒物質在重力作用下的自然堆積情況，進而對模型進行其他方面的模擬研究。本案例介紹如何在ABAQUS內建立球體密堆積模型。
首先采用CAD球體密堆積3D插件V2.0版本，在CAD內建立堆積的球體及外側基體模型。
將球體及基體部分分別導出為iges文件，兩部分在CAD內已分圖層建模，方便整體導出。
在ABAQUS內將兩個文件分別以部件的形式進行導入。
可將兩部分進行裝配，構成整體，也可根據模型的需要只采用堆積球體部件或帶有球體孔洞的長方體部件。
后續可添加分析，進行相應的有限元模擬。
展開 CAD隨機球體顆粒插件 三維孔隙模型 ￥299
功能說明
CAD隨機球體顆粒插件用于在AutoCAD軟件指定大小的長方體區域內生成隨機分布的無干涉球體顆粒，同時生成與球體顆粒適配的帶有孔洞的長方體基體。
球體顆粒可以指定三種粒徑范圍，并可以分別定義各個粒徑所占的比例，同時插件支持球體總體積的比例控制，也就是具有控制長方體基體孔隙率的功能。
插件生成的三維球體之間及與長方體基體之間均不會發生相交，可導入ANSYS、Ls-Dyna、ABAQUS、COMSOL、Fluent等有限元軟件進行裝配操作，用于模擬多孔或孔隙介質或顆粒復合材料。
插件在生成基體部件及每一個粒徑范圍的球體顆粒時，均采用不同的CAD圖層繪制，方便使用者的后續處理及不同材料類型的分批次導入。
CAD隨機球體插件為免安裝的exe可執行文件，但需要有Autodesk公司的AutoCAD軟件作為支持，插件對CAD2008~2022全面兼容。
插件具有中文界面，界面參數等信息明了易懂，同時提供人性化的運行狀態提示功能，可實時了解運行狀態。插件對異常的參數信息具有初步鑒別功能，可有效防止參數設置失誤造成的程序崩潰。
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。
CAD樣圖
在購買插件前可查看下列插件生成的CAD三維球體及孔隙基體的樣圖，并可嘗試樣圖導入有限元軟件的情況，如無問題可購買。樣圖參數如下：
三維隨機球體及孔隙材料樣圖CAD文件.rar
展開 ABAQUS圓形顆粒密堆積模型
<p>顆粒密堆積模型可在有限元中模擬堆積的顆粒材料，用于地質力學、混凝土、材料科學等領域的研究。本案例采用CAD顆粒密堆積2D插件，建立模擬重力堆積的圓形顆粒模型，并將模型導入ABAQUS內進行結構的力學模擬。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202502/attachment/977e3ad4004d41eb942b65e9a62eccc9.png" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202502/attachment/977e3ad4004d41eb942b65e9a62eccc9.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202502/attachment/977e3ad4004d41eb942b65e9a62eccc9.png?image_process=/format,webp/quality,q_40" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202502/attachment/977e3ad4004d41eb942b65e9a62eccc9.png?
展開 基于comsol的隨機分布顆粒模型建立方法 ￥800
</p><p> 本文主要是介紹其中一類比較普遍的幾何模型，隨機分布的顆粒模型。經常可以看到這些方面在應用：</p><p>1、在絕緣材料中隨機分布導電顆粒，改善導電、介電性能；</p><p><img src="https://img.jishulink.com/images/202205/puJVm5QjeA8xTHSNcuNrmf.png"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/images/202205/iGC8QnqoSZ3TLP5KfGNs7T.png"></p><p>2、金屬材料的細觀模型，描繪金屬顆粒之間的晶界，并進行聲學散射研究。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/images/202205/fRdHwP9PPnk2XAeWm14GNr.png">3、復合材料中的纖維隨機分布，改善力學、熱學等性能</p><p><img src="https://img.jishulink.com/images/202205/fTCnmzSytrSfRmqvvqa7ee.png"></p><p>4、土壤中加入隨機分布顆粒，研究滲流、溶質遷移等現象；混凝土的級配，采用隨機顆粒分布來仿真計算</p><p><img src="https://img.jishulink.com/images/202205/cjS147DoL5oPnDS4f1C9mr.png"></p><p>本文基于comsol的模型方法，編寫了一個隨機方向、隨機大小、隨機位置橢球分布的代碼。</p><p>在下面付費內容中，我將附上代碼的txt文檔，以及使用詳細的圖文和標注介紹調用和運行的步驟。歡迎各位評鑒和交流。
展開 Ansys Rocky顆粒仿真軟件介紹
Ansys Rocky顆粒仿真軟件
Ansys聯合ESSS公司一同推出了Ansys Rocky，該軟件基于離散元模擬(DEM)方法，可以快速分析和評估各行各業中與顆粒運動相關的問題，研究設計時遇到流動、熱以及結構相關的問題。
應用領域
Rocky DEM具有強大的顆粒仿真功能，在傳統行業和新興行業中都有廣泛的應用，例如農業和重工業、采礦和礦物加工、生物制藥、消費品、過程工程工業、油氣等。海外現有Rocky用戶中，超過75%同時也在使用Ansys CFD以及Ansys Mechanical。凡是涉及與顆粒相關應用領域，Ansys Rocky都是很好的選擇。
Ansys Rocky的優勢
模擬顆粒真實的形狀
Rocky DEM在模擬時能夠考慮粒子真實的形狀和尺寸，用戶可以自定義顆粒形狀和大小。顆粒包括纖維（例如毛發）和殼體（例如像薯片一樣又薄又寬），無論顆粒的材料是剛性還是柔性，Rocky均可仿真。
集成于Ansys Workbench
Rocky DEM完全集成于Ansys Workbench，與Ansys相關軟件（Fluent, Mechanical, optiSLang and DesignXplorer）進行耦合仿真。例如，能夠和Ansys Fluent進行單向或者雙向耦合，獲得與真實物理一致的結果。
展開 基于ABAQUS的砂輪隨機顆粒分布切削模型 ￥66
<div contenteditable="false" width="100%"><br>
</div><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/202307/bb0a1788b9144b1e9129256926fc7108.png" title="砂輪模型.png" alt="砂輪模型.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202307/bb0a1788b9144b1e9129256926fc7108.png?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202307/bb0a1788b9144b1e9129256926fc7108.png?image_process=/format,webp/quality,q_40" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/202307/bb0a1788b9144b1e9129256926fc7108.png">
</div><p><br></p>
展開 基于comsol的Mie散射納米顆粒模型，求解吸光、散射、消光和雷達截面 ￥1800
當顆粒直徑較大時，米氏散射可近似為<a href="https://baike.baidu.com/item/%E5%A4%AB%E7%90%85%E7%A6%BE%E8%B4%B9%E8%A1%8D%E5%B0%84" rel="noopener noreferrer" target="_blank">夫瑯禾費衍射</a>。當大氣中粒子的直徑與輻射的波長相當時發生的散射稱為米氏散射，如云霧的粒子大小與紅外線(0.7615um)的波長接近，所以云霧對紅外線的輻射主要是米氏散射。是故，多云潮濕的天氣對米氏散射的影響較大。 Mie提出的米氏散射理論是對于處于均勻介質的各向同性的單個介質球在單色平行光照射下，基于麥克斯韋方程邊界條件下的嚴格數學解。100多年來，米氏散射理論得到了很大發展，適用范圍逐漸推廣。如顆粒形狀推廣到多層的各項同性介質球和折射率漸變的各向同性介質球；無限長圓柱形顆粒（折射率按柱面分布）。入射光束從很寬的平行光束推廣到高斯光束和其他有形光束（shaped beam），稱為廣義米氏理論（GLMT）。廣義米氏理論還可推廣到橢球散射體。</p><p>RCS：Radar-Cross Section（雷達散射截面積）指的是目標輻射等效面積σ，等于目標總的后向散射功率P與雷達發射機在目標處的入射功率密度Q之比。RCS：Radar Cross-Section（雷達散射截面積）雷達目標和散射的能量可以表示為一個有效面積和入射功率密度的乘積，這個面積通常稱為雷達散射截面積。</p><p>（轉載至：百度百科）</p><p>本次模型采用遠場散射場，求解了納米顆粒的米氏散射的各類散射截面積隨頻率的變化。
展開 
Fluent的DPM模型中5種顆粒類型，你懂選擇嗎 附FLUENT-DPM下載
當你設置好DPM模型的初始條件后，你需要指定顆粒的類型。依據手上仿真的工況，參考下面Fluent提供的5種顆粒類型，從而選擇合適你需要的顆粒類型。
在DPM模型中，提供了5種仿真類型。并不是所有顆粒類型都能選用的，有些顆粒類型需要配合其他模型一起打開才能選到的。
從上面DPM面板中看到，提供了下面5種顆粒類型：Massless, Inert, Droplet, Combusting和 Multicomponent。
1. Massless
Massless（無質量顆粒），一種離散元素，在連續流體中跟隨流動。由于它沒有質量，所以它和物理屬性沒有關聯，同樣，也不受力。但是，可以分配一種用戶定義定律（User-Defined Law）給它。
可選性：在Fluent任何模型中，慣性顆粒總是可選的。
2. Inert
Inert（慣性顆粒），一種離散相類型，例如顆粒、液滴或氣泡，服從力平衡，以及受到加熱／冷卻影響（由定律1確定）。
可選性：在FLUENT任何模型中，慣性顆粒總是可選的。
3. Droplet
Droplet（液滴顆粒），是一種存在于連續相氣流中的液體顆粒。它服從力的平衡并受到加熱／冷卻的影響（由定律1 確定）。此外，他還由定律2 和3 確定自身的蒸發與沸騰。
可選性：只有傳熱選項被激活并且至少兩種化學組份在計算中是被激活的，或者已經選擇了非預混燃燒或部分預混燃燒模型，液滴類型才是可選的。當選擇了液滴類型之后，用戶應該使用理想氣體定律來定義氣相密度。
4. Combusting
Combusting（燃燒顆粒），是一種固體顆粒，它遵從力平衡通過由定律1 所確定的加熱冷卻過程、由定律4 所確定的揮發份析出過程以及由定律5 所確定的異相表面反應機制。
展開 模型分享012——二維隨機顆粒建模及仿真應用 ￥99
仿真文件說明
如圖1所示為二維隨機顆粒增強材料的切削仿真，顆粒在模型內部隨機分布，模型中可以通過改寫數值定義多組直徑，也可以將顆粒直徑定義在某一范圍內隨機分布，從而建立仿真所需的幾何模型。
圖1 二維顆粒增強鋁合金材料切削仿真
前言
防控期間在家進行流體力學學習，對于生物流體力學中描述的流體中的微粒運動深有感觸，因而考慮到生物3D打印實驗中，無論是明膠微球混合打印、細胞擠出打印甚至是打印中氣泡的作用影響，都是不可避免的技術難點，因而對此方向進行了簡單的了解。
手動建模
通過仿真研究微球增強的情況，首先就是建立高質量的仿真模型，對于此類問題，其關鍵是微球尺寸和位置的隨機性分布，因此采用Python語言進行了模型的建立。
創建一個二維的隨機圓形顆粒模型，假設圓形顆粒的大小分為三種，半徑分別為1mm，3mm，5mm。模型的大小為100×50mm。
圖2 顆粒建模示意圖
隨機模型
然后要做的就是創建顆粒的循環生成，將三種不同直徑的顆粒循環生成，此時顆粒的半徑已知，因此設置顆粒的圓心位置隨機，實現顆粒的隨機分布。為了避免顆粒之間發生相互的干涉，既避免生成的圓形之間發生重疊情況，在此基礎上需要添加判斷，成為隨機顆粒圓心位置的限制條件。
隨機直徑顆粒搭配
通過以上方式生成的顆粒直徑只能是固定的幾個，為了提高仿真的真實性，比較近似的模擬顆粒直徑的分布，設計了顆粒直徑在某個尺寸范圍內，隨機生成的腳本文件，實現了直徑在一定尺寸范圍內的隨機生成。圖中尺寸范圍為0.075-0.125mm。
展開 基于Ansys Fluent 的顆粒分離/過濾解決方案
過濾是指通過特殊裝置將顆粒移除，將流體提純凈化的過程。過濾的方式很多，應用的物系也很廣泛，固-液、固-氣、大顆粒-小顆粒等。本文主要講述如何通過Fluent軟件實現在設備工作場景中的顆粒分離/過濾。
目錄
1. Eulerian method（瞬態方法）
2. DPM
3. DDPM
1. Eulerian method（瞬態方法）
此方法適用于高負載(顆粒體積含率較高)的情況。
? 固定速度:多孔介質中第二相(次要相)顆粒速度設置為0
? 多孔介質/膜外面的顆粒將會堆積
? 堆積的顆粒造成的壓降通過顆粒與流體之間的曳力描述
假設所有的顆粒都被捕捉，將多孔介質中的顆粒速度約束為0，從而阻止顆粒通過多孔介質。
2.DPM
方法:一系列的穩態仿真結果(也可應用于非穩態計算)
(1) 通過UDsF獲得顆粒在膜上的沉積；
(2)基于顆粒在膜上的沉積分布，根據沉積量調整阻力；
假設在膜兩側施加定常壓力，每次釋放的顆粒，都將沉積到過濾層。注意:沉積發生在尖端和凹槽處。
隨著沉積物的積累，流量將會將會輕微的發生變化。
Deposit vs. Mass Flow Rate (kg/s)
1. 0.0089773936
2. 0.0086228549
3. 0.0075318487
4. 0.0070381071
顆粒沉積在過濾膜上的相關UDFs
完整版資料請前往公眾號”笛佼科技“菜單欄”干貨福利“查看
展開 各種二維三維混凝土骨料、再生骨料、顆粒增強復合材料幾何微觀模型
? 二維——多邊形骨料（再生骨料）
可控參數：模型尺寸，顆粒占比，級配范圍（體積分數+顆粒大小），可加邊界（一層及以上均可），再生骨料可控制其比例，骨料間距可設置，多邊形可控制凹凸性，投放比例最高可達80%。
? 二維——疊層骨料（左右為多邊形，中間為橢圓）
可控參數：模型尺寸，總顆粒占比，橢圓或者多邊形所占比例，級配范圍（體積分數+顆粒大小），可加邊界（一層及以上均可），再生骨料可控制其比例，多邊形可控制凹凸性，橢圓長徑比可調控，投放比例最高可達80%，疊層位置可控。
? 三維——球骨料
可控參數：模型尺寸，顆粒占比，級配范圍（體積分數+顆粒大小），可加邊界（一層及以上均可），再生骨料可控制其比例，投放比例根據級配會有所變化。
? 二維——邊界為特殊形狀，內嵌骨料可選
可控參數：模型尺寸，總顆粒占比，橢圓或者多邊形所占比例，級配范圍（體積分數+顆粒大小），可加邊界（一層及以上均可），再生骨料可控制其比例，多邊形可控制凹凸性，橢圓長徑比可調控，投放比例最高可達80%。
? 三維——隨機分布纖維
可控參數：模型尺寸，纖維數量或者體積分數，級配范圍（纖維直徑、長度+纖維數量），可加邊界（目前未做），也可做成空心管（目前未做），投放比例根據級配會有所變化，纖維可選為實體或者線（桿單元），纖維傾角可控，纖維之間進行重疊檢測。
? 三維——橢球骨料
可控參數：模型尺寸，總顆粒占比，級配范圍（體積分數+顆粒大小），可加邊界（一層及以上均可），再生骨料可控制其比例，橢圓長徑比可調控，投放比例根據級配變化。
? 二維——橢圓骨料
可控參數：模型尺寸，總顆粒占比，級配范圍（體積分數+顆粒大小），可加邊界（一層及以上均可），再生骨料可控制其比例，橢圓長徑比可調控，投放比例最高可達80%。
展開 