顆粒模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：Ansys中國 創(chuàng)建時間：2021-11-25
顆粒模擬的視頻教程
fluent專家-離散相-案例1-管道內(nèi)顆粒運動軌跡的模擬
fluent-離散相-案例1-管道內(nèi)顆粒運動軌跡的模擬 案例簡介 本案例模擬顆粒隨著氣流流動時的變化軌跡及與管壁的碰撞，采用DPM模型進行模擬計算，模型如圖所示，直徑為50mm，長度為1000mm，球形顆粒直徑為1mm，攜帶球形顆粒的氣流以1m/s的速度從入口流入。 視頻從建模到最后結(jié)果后處理，全程錄制，讓大家可以自己按照視頻做出來 知識點：dpm模型、侵蝕模型、等等
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基于ABAQUS的CEL方法冷噴涂多顆粒沖擊數(shù)值模擬
這一期視頻主要介紹了基于ABAQUS的耦合歐拉拉格朗日方法（CEL）的冷噴涂多顆粒沖擊數(shù)值模擬。根據(jù)粉末材料的粒徑分布確定多顆粒模型中不同直徑顆粒的數(shù)量，不同直徑顆粒的沖擊速度和初始溫度根據(jù)之前的氣體動力學仿真課程計算確定。在abaqus中將顆粒設(shè)置為歐拉體，基體為傳統(tǒng)的拉格朗日元素。
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顆粒模擬的實例教程
顆粒流仿真是通過數(shù)值模擬手段模擬由大量固體顆粒構(gòu)成的系統(tǒng)的動態(tài)行為，能夠詳盡刻畫顆粒間的碰撞、擴散、堆積、破碎、混合等微觀交互，以及與流體介質(zhì)的相互作用，從而預測顆粒流在各種工況下的宏觀表現(xiàn)。顆粒流仿真能夠揭示隱藏的風險因素，為產(chǎn)品研發(fā)、故障診斷、性能優(yōu)化提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。
能源與動力工程：應用于發(fā)動機吸入物模擬與燃燒室顆粒物行為分析。
環(huán)境保護與災害預防：涉及大氣污染擴散模擬與地質(zhì)災害預警。
化工與材料工程：涵蓋反應器內(nèi)顆粒流動與混合優(yōu)化以及顆粒填充與成型過程控制。
農(nóng)業(yè)與食品工程：應用于種子播撒與肥料施用技術(shù)優(yōu)化以及糧食干燥與儲存過程管理。
顆粒流模擬仿真模塊
ParticlePro為積鼎科技自主研發(fā)的顆粒流模擬模塊，該模塊是基于拉格朗日粒子追蹤方法，專為解決復雜顆粒流動現(xiàn)象而設(shè)計，可用于發(fā)動機吸雨吸雹、發(fā)動機葉片顆粒流、微小粒子撞擊損傷等應用場景的仿真分析。
拉格朗日粒子追蹤
支持顆粒間的直接碰撞模型，考慮顆粒間的彈性碰撞、摩擦力等相互作用，以模擬顆粒群的集體行為。
耦合流場模型
集成了Langevin湍流擴散模型，用于描述顆粒在湍流背景下的隨機擴散行為，考慮了顆粒與流體微團之間的相對速度差異及湍流脈動對顆粒擴散的影響；稀相模型和密相模型的靈活切換，適應不同顆粒濃度條件下的模擬需求。
先進顆粒特性處理
顆粒旋轉(zhuǎn)模型，考慮顆粒在流場中因受力不平衡導致的自轉(zhuǎn)；馬格納斯升力模型，模擬顆粒在流場中由于形狀、旋轉(zhuǎn)和流體黏性引起的額外升力效應。
惰性傳熱處理
能夠模擬顆粒作為惰性物質(zhì)在流場中傳遞熱量的過程，有助于分析顆粒溫度變化對流動行為、顆粒沉積、熱交換設(shè)備性能等方面的影響。
展開 (3) Rocky和Ansys Motion之間的耦合能夠創(chuàng)建復雜的運動系統(tǒng)，包括車輛和地面的相互作用，適合于模擬需要考慮幾何之間交互的運動以及許多具有復雜運動約束的對象。
(4) 計算速度大幅提升。
3 計算流程
離散元是一種預測散裝固體(bulk solid)行為的數(shù)值技術(shù)。散裝固體是一個大的固體顆粒的集合，又稱顆粒流介質(zhì)。顆粒介質(zhì)流動在礦業(yè)工程的典型例子是礦石通過移動的采礦機械設(shè)備運輸。顆粒流的運動模擬比較復雜，因為這些流動可能是固體，也可能是液體，或兩種行為的組合。例如沙子在沙漏的行為像一個液體，而沙子本身存在固體的應力應變關(guān)系。如同PFC的工作機理一樣，Rocky是一種無網(wǎng)格的方法，不求解連續(xù)體問題的運動方程。因此，不需要材料的應力應變關(guān)系，相反，通過DEM模擬后的結(jié)果可以輸出應力應變關(guān)系。每個顆粒的運動方程都通過時間進行積分。已知的總力是接觸力(顆粒與邊界之間)和體力, 典型的體力是重力、液體，靜電力、電磁力等。Rocky的計算流程如下：(1) 建立幾何模型；(2) 選擇物理模型；(3) 指定運動方式；(4) 設(shè)置材料參數(shù)；(5) 設(shè)置顆粒相互作用參數(shù)；(6) 產(chǎn)生顆粒幾何尺寸; (7) 設(shè)置顆粒流動參數(shù)；(8) 設(shè)置求解參數(shù)；(9) 開始計算 。
展開 散裝固體是一個大的固體顆粒的集合，又稱顆粒流介質(zhì)。顆粒介質(zhì)流動在礦業(yè)工程的典型例子是礦石通過移動的采礦機械設(shè)備運輸。顆粒流的運動模擬比較復雜，因為這些流動可能是固體，也可能是液體，或兩種行為的組合。例如，沙子在沙漏的行為像一個液體，而沙子本身存在固體的應力應變關(guān)系。如同PFC的工作機理一樣，Rocky是一種無網(wǎng)格的方法，不求解連續(xù)體問題的運動方程。因此，不需要材料的應力應變關(guān)系，相反，通過DEM模擬后的結(jié)果可以輸出應力應變關(guān)系。每個顆粒的運動方程都通過時間進行積分。已知的總力是接觸力(顆粒與邊界之間)和體力, 典型的體力是重力、液體，靜電力、電磁力等。
展開 <p>近日，第七屆全國顆粒材料計算力學會議暨第四屆計算顆粒技術(shù)國際研討會在南京召開。會議聚焦顆粒材料的力學理論及模型、計算分析與軟件開發(fā)、工程應用和相關(guān)前沿方向中的關(guān)鍵科學問題和難點技術(shù)問題，開展廣泛的學術(shù)交流和討論。</p><p><img src="https://article.biliimg.com/bfs/new_dyn/c44c96869bf9191c7e87746b3a141cec556101746.png@.webp" alt="read-normal-img"></p><p>會議期間，積鼎科技展示了其戰(zhàn)略合作伙伴中國科學院過程工程研究所介科學研究部開發(fā)的DEMms（Multi-scale Discrete Element Method for Multi-phase Systems）多尺度離散模擬軟件，向與會者介紹了該軟件在科研與工程領(lǐng)域的卓越性能和應用前景。</p><p><br></p><p><strong>DEMms多尺度離散模擬軟件</strong></p><p>DEMms軟件是一款面向顆粒、散料和多相體系大規(guī)模模擬的專業(yè)軟件，能夠充分利用CPU、GPU等多種計算資源，實現(xiàn)大規(guī)模異構(gòu)并行計算。該軟件耦合了獨特的顆粒粗粒化模型與流固耦合方法，能高效對接多種開源流動求解器，具備長時間或準實時模擬流動、傳遞和反應耦合的工業(yè)過程的能力，為虛擬工廠和高水平數(shù)字孿生的建立提供有力手段。
展開 除了單分散顆粒外，多分散顆粒的密堆積在實際應用中更加廣泛。顆粒體系在不同顆粒直徑分散性下會表現(xiàn)出不同的密堆積填料分數(shù)，這就帶來了顆粒級配問題。
在各類工業(yè)領(lǐng)域，顆粒材料的級配對于產(chǎn)品的性能有著至關(guān)重要的影響。優(yōu)化顆粒級配以達到緊密堆積，不僅可以提高產(chǎn)品的強度和耐久性，還能顯著降低成本。例如：
在混凝土砂石骨料中，通過優(yōu)化粗細砂和碎石的級配，可以提高砂漿的密實度和混凝土性能。
在金屬粉末冶金和3D打印領(lǐng)域，金屬顆粒的級配對材料致密度和力學性能有重要影響。
塑料顆粒在注塑成型和擠出成型過程中，合理的級配可以提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量和力學性能。
在玻璃纖維、碳纖維等填充材料中，需根據(jù)產(chǎn)品要求調(diào)整短纖維和長纖維的比例，以達到最佳的材料強度和韌性。
三、DEMms軟件模擬顆粒最密堆積問題
顆粒、粉料的級配通常依賴經(jīng)驗或者實驗手段解決，但以經(jīng)驗或?qū)嶒炐纬傻募壟浞桨覆⒉灰欢ㄊ亲顑?yōu)方案，且在材料、粒徑多樣的情況下會帶來高昂的實驗成本。采用計算機仿真手段，可以有效輔助優(yōu)化顆粒級配模型，降低實驗成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。
基于介尺度結(jié)構(gòu)的粗粒化模型
與傳統(tǒng)粗粒化方法相比，DEMms的EMMS-DPM 方法在保證精度的同時，極大減少計算量，提高計算效率。
寬粒徑分布優(yōu)化
在處理寬粒徑分布的顆粒體系時，DEMms采用多重網(wǎng)格搜索和多重通訊算法，能夠優(yōu)化計算過程，內(nèi)存使用量降低一個量級，計算速度提升30%。
采用DEMms軟件，根據(jù)不同的顆粒配比輸入，可有效模擬顆粒堆積狀態(tài)，獲得顆粒體積分數(shù)，助力工程技術(shù)人員在多種級配方案中快速篩選優(yōu)化方案。軟件模擬多種不同粒徑組合的結(jié)果與實驗實測的平均體積分數(shù)誤差小于2%。
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顆粒模擬的相關(guān)專題、標簽、搜索
顆粒模擬的最新內(nèi)容
用于離散元法（DEM）仿真，模擬顆粒動力學、顆粒流及其與機械結(jié)構(gòu)的相互作用。
PyOptislang：Ansys optiSLang的Python接口。它是進行仿真流程集成、多學科設(shè)計與優(yōu)化的工具，可以通過Python調(diào)用optiSLang進行靈敏度分析和魯棒性設(shè)計。
PyMotorCAD：Ansys Motor-CAD的Python接口。
時間：12月17日，9:00-17:00
合作伙伴：上海琨欽信息科技
地點：上海
費用： 5,000元/人
立即預報名
12月18日 | Ansys Fluent 中稀疏顆粒流模擬培訓
簡介：讓初學者全面了解Ansys Fluent 顆粒流的功能與操作方法，掌握顆粒之間相互作用，入射器設(shè)置，粒徑分布等設(shè)置，能夠根據(jù)工程問題選擇合適的設(shè)置，為后續(xù)Fluent
Abaqus吸盤
還可以模擬顆粒流系統(tǒng)，比如沙漏運行過程中的重量變化。
Abaqus“時間”的重量
Abaqus流固耦合 在 這 兒 學~
11月7-9日，我將杭州濱江區(qū)與你面對面，系統(tǒng)講解技術(shù)鄰主辦的高級仿真技術(shù)課程《Abaqus流固耦合專題培訓》，幫你打通從理論到仿真的關(guān)鍵一步！
該模型能準確模擬顆粒在重力作用下的自然堆積行為，為混凝土、陶瓷等復合材料的微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計提供理論支撐，對優(yōu)化材料性能及指導工業(yè)生產(chǎn)實踐具有顯著意義。本案例介紹在COMSOL內(nèi)建立三維多面體顆粒重力密堆積模型。
三維多面體顆粒堆積模型采用CAD多面體密堆積_圓柱體試件3D V1.1版本建立。
在吸雨吸雹仿真方面，VirtualFlow 軟件構(gòu)建了多尺度顆粒模擬能力，提供差異化解決方案：對于雨滴，考慮其破碎、碰撞聚并、蒸發(fā)傳熱及與高溫壁面的相互作用；對于冰雹，重點模擬大顆粒運動與空氣的雙向動量耦合、顆粒間碰撞及相變過程。
DEMms非規(guī)則顆粒模擬
針對顆粒團聚這一行業(yè)難題，DEM 仿真同樣提供了有效解決方案。通過設(shè)定顆粒間相互作用參數(shù)，可模擬團聚形成與發(fā)展過程，進而制定針對性優(yōu)化策略 —— 如調(diào)整操作氣速、添加分散劑等，實現(xiàn)顆粒均勻分散，保障氣固兩相高效接觸，為反應效率提升掃清障礙。
采用DEMms軟件，根據(jù)不同的顆粒配比輸入，可有效模擬顆粒堆積狀態(tài)，獲得顆粒體積分數(shù)，助力工程技術(shù)人員在多種級配方案中快速篩選優(yōu)化方案。軟件模擬多種不同粒徑組合的結(jié)果與實驗實測的平均體積分數(shù)誤差小于2%。
針對不同學科方向，Altair 還提供了特色化的專業(yè)平臺：SimSolid 打破了傳統(tǒng)網(wǎng)格依賴，特別適合大型裝配體的快速力學分析；EDEM 可用于顆粒動力學模擬，常見于農(nóng)機、礦機和制藥相關(guān)的科研課題；Feko 支持電磁學研究，涵蓋天線、電磁兼容及雷達散射等場景。
如何利用多圖形處理單元（GPU）求解器技術(shù)，快速、準確地模擬顆粒系統(tǒng)的行為？您將在本次的網(wǎng)絡(luò)研討會中得到答案。
</p><p>大家都知道DEM（離散單元法）是模擬顆粒流動以及巖土類介質(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)力學仿真的明星產(chǎn)品。但是，作為顯式動力學計算鼻祖的LS-DYNA也是早早引進了DEM方法，并提供了多物理場耦合的強大功能。
