空間離散分析
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
空間離散分析的視頻教程
基于離散單元法的灌注過程分析-DEM-3D
本教程適用于： 1-粉末狀材料混合過程分析 2-水泥在管道中傳輸 3-裝卸沙土等過程 教程中采用的前后處理軟件為LS-prepost, 求解器為LS-Dyna。 如有看不明白的地方，歡迎留言。
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Acusolve+EDEM耦合分析案例：振動篩顆粒分離仿真-耦合離散元EDEM
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空間離散分析的實例教程
這種現象稱為空間離散、雙折射離散或坡印廷矢量離散（不要與時間離散混淆），與坡印廷矢量和波矢量之間的某個有限角度ρ（稱為離散角）有關。坡印亭矢量定義了能量傳輸的方向，而波矢量垂直于波陣面。
空間離散僅發生在具有特殊偏振態的光束中，該光束相對于光軸以某個角度θ傳播，因此折射率 ne 和相速度依賴于該角度。然后可以通過下式計算離散角
其中負號表示離散發生在折射率降低的方向上。特殊折射率ne及其導數是特定角度θ的值。具有普通偏振的光束（其中折射率不依賴于傳播角）不會發生離散。
在圖1中夸大了走離角的大小。在典型情況下，它在幾毫弧度和幾十毫弧度之間的范圍內。對于接近折射率橢球軸之一的傳播方向，離散甚至可以變得更小。
一個例子
例如，假設一束激光束在鈮酸鋰晶體的x-z平面內沿某一方向傳播。這種材料是負單軸的，這意味著沿z軸（即光軸）偏振時折射率最小。在光束軸和z軸之間存在一定角度θ（<90°）的情況下，折射率隨著θ的增大而減小。因此，離散指向更大的θ，即遠離光軸。圖2顯示了計算結果。
圖2：室溫下LiNbO3晶體中635nm激光光束的折射率和離散角與z軸傳播角的函數關系。
非線性互相作用中的空間離散
在基于非線性晶體中臨界相位匹配的非線性頻率轉換方案中會遇到空間離散。其結果是，在聚焦光束內相互作用的波在傳播過程中失去了它們的空間重疊，因為那些具有特殊偏振的波經歷了離散，而那些具有普通偏振的波則不是這種情況。（注意，雙折射相位匹配必然涉及具有兩種偏振態的光束。)實際上，可以限制有效的相互作用長度，從而限制轉換效率，并且產物光束的空間輪廓會變寬，光束質量會降低。
展開 王偉興等結合工程實例，研究了應力場與滲流場耦合作用下的邊坡失穩，并基于Geostudio 分析了多種水力梯度下的邊坡安全系數，運用FLAC 分析了抬升塑性區的變化。王培濤等結合工程案例，基于顆粒流離散元法研究了邊坡開挖擾動前后的變形行為，并計算了相應的安全系數。丁辰等以層狀土邊坡為研究對象，通過模型試驗與Geostudio 模擬結果的相互驗證，提出了強降雨條件下層狀土邊坡的失穩機制。周健等引入了強度折減法和重力增加法，運用顆粒流離散元軟件分析了邊坡穩定性，并對比了有限元法和條分法的計算結果，驗證了顆粒流計算邊坡穩定性的有效性。J.B.Wei 等通過無人機航拍技術獲取了三維地形數據，并借助PFC 模擬了滑坡啟動，監測出的顆粒位移及速度與邊坡實體基本一致，該項研究證明PFC 可作為模擬邊坡的有效手段。C.Shi 等運用PFC 建立了軟化微力學接觸模型，研究了阻尼、應變速率對地震滑坡的影響。
上述研究主要運用顆粒流軟件分析了滑坡災害。目前，大多數邊坡穩定性研究往往只針對特定工程，受到了區域地質條件、降水等因素的限制，形成的理論具有一定的局限性，加上不同區域的物源組成差異較大，相應的細觀參數設計也存在諸多不同之處，因此很難對具有特殊氣候、地理地貌等特征的區域滑坡災害形成客觀認識。鑒于此，本文以賀蘭山東麓沿線分布的碎石土豎直邊坡為研究對象，運用顆粒流模擬軟件建立邊坡物理模型，研究動力條件下的邊坡穩定性，從細觀上揭示滑坡災害的演化特征，為研究區及相似地質條件的區域滑坡、泥石流災害防治提供參考。
1?
研究區概況
賀蘭山位于寧夏回族自治區與內蒙古自治區交界處，綿延200 余公里，主峰高3 506 m。
展開 對模擬進行完整而又精確的分析，是數值模擬非常重要的一個環節。 這里簡述一下巖土離散元分析的兩個方向:1.宏觀變量，這個是在土力學框架里面分析，比如應力應變，泊松比，剪脹剪縮，孔隙率等，高級一點可以利用經典的巖土本構模型進行分析。比如利用摩爾庫倫求出qf，利用q/qf，大部分人稱之為應力比，可以反應土體的破壞程度，具體用途可以分析邊坡滑裂面的發展模式。還有劍橋模型中的臨界狀態理論之類的。 2.微觀變量，這個是離散元特有的分析方法，比如組構，配位數，微裂紋，膠結破壞數，還有很多學者提出一些新的基于離散元的微觀變量，后面我還會開帖子介紹。這些微觀變量對于離散元分析都是很加分的，應該得到足夠關注。 總之，數值模擬不是只要玩轉軟件就夠了，還需要扎實的力學功底和文獻閱讀量。
展開 2 模型建立與分析
2.1 尾砂應力分析
通過三軸試驗,得到不同條件下原狀尾砂與加固尾砂的峰值應力柱狀圖(如圖2所示)。在干濕循環作用下,加固尾砂峰值應力呈逐漸遞減趨勢。加固尾砂峰值應力雖然有所降低,但是其峰值應力依舊高于原狀尾砂,在100 kPa條件下經歷n(0～7)次循環的加固尾砂應力峰值分別提升至原狀尾砂的2.80、2.85、2.88、2.87和2.96倍。在200 kPa條件下加固尾砂應力峰值分別提升至2.96、2.89、2.95、3.30和2.80倍。在300 kPa條件下加固尾砂應力峰值分別提升至2.65、2.50、2.45、2.39和2.13倍。加固尾砂峰值應力得到了有效提升,且經歷循環后依舊能保持較好的提升效果。
圖2 尾砂應力柱狀圖
Fig.2 Tailings stress histogram
由圖2可知,在圍壓為100、200和300 kPa的條件下,7次循環后加固尾砂峰值應力分別是原狀尾砂的1.76、1.56和1.46倍。
通過分析不同干濕循環次數下加固尾砂應力變化,發現相同次數下的加固尾砂與原狀尾砂相比,力學性能得到大幅提升,抵抗干濕循環作用能力更強,雖然加固尾砂的應力峰值在干濕循環作用下呈下降趨勢,但是在經歷7次循環后,其應力峰值依舊高于原狀未循環尾砂。
2.2 模擬分析
為了更好地了解干濕循環對加固尾砂微觀結構變換影響規律,在簡單物理實驗基礎上,結合離散元軟件PFC2D進行分析。根據真實尾砂試樣尺寸進行建模,尾砂加固體模型邊界尺寸為高 H=80.0 mm、寬B=39.1 mm,軟件會根據輸入的建模數據建立好模型邊界,并根據試樣面積、顆粒直徑和顆粒級配分布概率,在模型邊界均勻的隨機生成若干顆粒。在模型顆粒生成之后,賦予模型參數(見表2),施加膠結,生成模型和膠結如圖3所示。
展開 EDEM離散元分析螺旋卸船機輸送物料過程
EDEM離散元軟件能夠對散料顆粒進行建模，通過分析物料與物料之間、物料與設備之間的相互作用行為，直觀觀察輸送機內部物料的填充和流動，評估螺旋卸船機的輸送效率及設備磨損情況，從而對結構進行優化設計。
下面用一個案例來講解。
案例背景：水平-垂直組合螺旋卸船機，螺旋體外直徑在200到400mm之間，轉速在50到100rpm之間，運輸物料為小顆粒水泥。
螺旋卸船機在EDEM離散元中的仿真模擬
螺旋體的磨損分析
EDEM軟件中的磨損模型能夠識別設備的磨損區域和磨損深度，這為我們預測設備使用壽命和后期維護提供了良好的依據，保證了設備作業效率和安全性。
下圖展示的是螺旋輸送機中垂直螺旋體和水平螺旋體的法向沖擊磨損著色圖。
垂直螺旋體
由圖可以看出藍色表示磨損最輕，紅色表示磨損最嚴重。
垂直螺旋體最主要的磨損區域集中在最下端的葉片和中心軸處，通體磨損產生于葉片最外圍。可以清晰地看出葉片的磨損主要集中在進料口，磨損的主要分布在葉片的邊緣處。
垂直螺旋體在EDEM中的磨損分析
水平螺旋體
水平螺旋體的磨損較垂直螺旋體少，且多集中于葉片外側和管壁下方。物料會沿著重力方向堆積在管壁下面，磨損嚴重的地方集中在接料口的軸上。
水平螺旋體在EDEM中的磨損分析
螺旋輸送效率分析
在EDEM軟件添加虛擬質量流量傳感器，用以測量和評估螺旋卸船機的輸送效率，同時可以直觀地觀察到物料在螺旋體中的分布情況。
通過改變螺旋轉速、填充率、螺旋直徑、螺距等，分析各參數變量對螺旋卸船機輸送量的影響。
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TechWiz OLED 輸出各種內部空間數據，例如：電場和磁場、光功率和光吸收。它們提供有關所有光學模式的內部發射過程和吸收損耗信息的物理和直觀信息。
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ABAQUS用戶手冊及關鍵詞參考指南：初學者必備6件套
1材料卷
2單元卷
3分析卷
4指定條件、約束與相互作用卷
5介紹，空間建模，執行與輸出
6工具包
7Abaqus關鍵詞參考指南
在多相流顆粒分離研究領域，精確模擬顆粒運動行為一直是技術攻關的核心難題。兩段錐形水力旋流器作為關鍵分離設備，其底流管直徑與入口速度對分離性能的影響機制復雜，亟需高精度模擬技術予以揭示。基于此，團隊創新開發氣-液-固三相湍流模擬方法（VOF - RSM - DEM），其中自主研發的 DEMms 軟件，憑借獨特的算法架構與模擬能力，成為攻克該難題的核心技術支撐。
創新算法架構，實現顆粒運動精準建模
在已知一個迷宮的出口和入口情況下，多種有限元物理場都可以快速分析出恰當路徑。 當然，使用有限元進行頻域分析、場分布分析的情況下，還可以獲得迷宮內部空間的一些特性信息。
1、采用NS方程的分析，可以獲得穩態下的最優流動路徑。但在瞬態分析中出現路徑不穩定、計算耗時的問題。
2、采用物質擴散，追蹤物理在空間的通量分布
對于在各向同性介質中傳播的激光束，橫向強度分布沿著由介質波矢量（=k矢量）定義的光束軸傳播。在各向異性（因此也是雙折射的）晶體中，情況不一定如此：強度分布可能偏離波矢量定義的方向，如圖1所示，其中灰色線表示波前，藍色表示具有顯著光學強度的區域。這種現象稱為空間離散、雙折射離散或坡印廷矢量離散（不要與時間離散混淆），與坡印廷矢量和波矢量之間的某個有限角度ρ（稱為離散角）有關。坡印亭矢量定義了能量傳輸的方向
摘 要：為充分發揮水下大尺度拖纜在應用過程中的聲學性能，準確地對其深度進行調控，需預先知道其在水下拖曳狀態下的空間形位。由此，對拖纜的力學模型進行分析，結合某水下大尺度拖纜的參數，基于有限元仿真軟件AQWA對該拖纜進行4種典型航速的仿真分析，獲得穩態和疊加四級海況動態環境下拖曳陣纜的空間形位分布、波高響應、下沉深度、拖曳張力和傾斜角等重要參數，為該拖纜的海上試驗和應用提供參考。
關鍵詞：
文章信息
基于離散元循環荷載作用下的邊坡穩定性分析
用計算流體動力
學-離散元法分析
軸流泵的流場和溶
血指標
1.背景介紹
血泵作為拯救生命的重要輔助裝置，已成為眾多學者研究的重點。
離散元對加固尾砂在干濕循環作用下的細觀力學分析
禹雪陽1,劉邦瑤1,田亞坤1,2,伍玲玲1,2,張志軍1,2*
(1.南華大學 資源環境與安全工程學院,湖南 衡陽 421001;2.湖南省礦山巖土工程災害預測與控制工程技術研究中心,湖南 衡陽 421001)
摘 要：為探究加固尾砂在干濕循環作用影響下力學性能、力鏈和尾砂顆粒運動的變化,通過對加固尾砂進行三軸試驗和離散元顆粒流(
