DEM耦合的案例
基于LSDYNA Sph耦合DEM的滑坡沖擊房屋結構動力模擬 K文件分享 ￥400
該模擬利用Lsdyna軟件，滑坡用sph和DEM耦合模擬，房屋由鋼筋(箍筋、縱筋都有)和混凝土構成，成功模擬了滑坡沖擊下的房屋破壞過程。K文件非常詳細和清楚，K文件很復雜，但我設置的非常清晰、科學和詳盡，你也可以結合博士論文閱讀進行理解，你可以直接進行運算都沒有任何問題。K文件的下載鏈接和密碼，還有這篇博士論文的標題都放在了付費內容中。
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基于LS-DYNA的ALE和DEM耦合爆炸仿真（k文件） ￥50
<p>LS-DYNA中的ALE和DEM耦合爆炸仿真（k文件）</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202601/attachment/9f8cfec0517043959ec9fbaab3ef58ae.gif" style="display: inline-block;" data-regular="true">
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展開 2024年RecurDyn優秀案例競賽作品分享：基于DEM-MBD耦合的花生播種單體工作過程仿真與試驗研究
摘要：本研究設計一臺雙鎮壓輥結構花生播種單體，并采用基于DEM-MBD耦合的方法建立了幾組作業過程的仿真動力學模型。通過參數化方法選用合理的力學模型。獲取仿真所需參數和設置仿真參數等一系列操作完成了耦合模型的建立。研究表明，基于DEM-MBD耦合的方法為花生播種單體作業性能評價和機具設計提供了一種新研究方法。
關鍵詞：花生播種，離散元，多體動力學，耦合仿真
一、研究背景及目的
花生，原名落花生，是我國產量豐富、食用廣泛的一種堅果，也是世界上最主要的經濟作物與油料作物之一。我國的花生種植面積非常廣泛，由圖1可以看出全國各地基本均有種植地區。但由于近年來氣候變化等自然和人為原因導致花生產量銳減。因此，我們在人為原因造成的花生減產方面進行控制。如圖2所示為2023年某教授團隊研究了一款2BMF-48花生覆膜播種機，這是國內目前較為先進的花生播種機。該款花生播種機適用于有覆膜要求的花生播種方法，能一次性完成花生的播種及覆膜過程。但是，目前花生播種單體起壟質量大多都是能夠滿足現在生產要求，但是效果不理想。為了研究提高花生播種單體起壟質量，本研究采用DEM-MBD耦合的方法設計花生播種單體，并對其進行驗證，確保其準確性。
二、建模過程
本研究設計的機具主要由施肥開溝器、圓盤回填器、起壟鏟、牽引裝置、肥箱、變速箱、種箱、排種器、傳動裝置、主機架、及鎮壓裝置等組成，如圖3所示。
接觸的土壤部分選用Hertz-JKR模型，土壤顆粒模型分為1球、3球、3球，如圖4所示。土槽模型的長寬高分別為4000mm、1200mm、300mm，如圖5所示。
展開 基于DEM-MBD耦合仿真的地面車輛力學解決方案
多體系統一般由若干個柔性和剛性物體相互連接所組成，其結構和連接方式多種多樣，因而動力學方程式一般都是高階非線性方程，特別是多柔體系統的動力學方程是強耦合、強非線性方程，只能通過計算機用數值方法進行求解。
車輛是一個復雜的多體系統，外界載荷的作用更加復雜多變，“人-車-路”三位一體的相互作用使車輛動力學模型的建立、分析、求解始終是一個難題。多體動力學的迅速發展為車輛動力學的研究提供了一個方便快捷的手段。由此，車輛動力學研究的力學模型逐漸由線性模型發展到非線性系統模型；模型的自由度由二自由度發展到數十個自由度，甚至到數百個上千個自由度。模擬計算也由穩態響應特性的計算發展到瞬態響應特性和轉彎制動特性的計算。目前多體動力學仿真已日漸成為國內外的各主要車輛和研究機構的通用方法和標準。目前在車輛領域廣泛應用的多體動力學仿真軟件有多種，包括MSC.ADAMS、Recurdyn、西門子公司的Virtual Lab Motion等。
圖4 ADAMS中車輛仿真
3、DEM-MBD耦合
EDEM軟件均可以實現與MSC.ADAMS、Recurdyn、Virtual Lab Motion等的耦合仿真。通用耦合流程如下圖所示：
圖5 DEM-MBD耦合流程示意圖
以EDEM-ADAMS耦合為例，依托于海基自主研發的耦合接口EALink，EDEM可實現和ADAMS的單雙向耦合。
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CFD專欄丨為什么需要CFD+DEM耦合方法分析顆粒兩相流？
為什么我們需要CFD+DEM 的耦合方法？
【Abaqus DEM-FEM耦合】聲音能看得見嗎？Chladni Plate仿真模擬 ￥599
顯式動力學
假設你想要復現整個過程，沙粒的運動與接觸就必須考慮在內了，這個時候就是一個高度非線性的有限元模擬問題，只有通過Explicit求解器進行DEM-FEM耦合分析才能解決。
我們現在以一個300×300mm的金屬板為例，首先用模態分析計算出板子固有頻率5000Hz以內的各階模態，下面是其中的一部分的計算結果。
金屬板的部分低頻和高頻振動模態
然后忽略顆粒，用一個501Hz的激振力，使金屬板振動起來，模態動力學計算結果表明，板子穩定之后的振動形態與該階模態的振型一致。
金屬板模態動力學
最后，是我們的DEM-FEM顯式動力學模型，為了考察整個動力學過程，模型中一共引入6498個離散單元，這些微小顆粒用來模擬克拉尼板實驗中的沙粒。
克拉尼板DEM-FEM耦合模型
第一個工況，我們使用260Hz的激振力，板子的振動起來后，顆粒出現了有規律的重新分布。
克拉尼板定頻激振
通過顆粒的速度矢量圖可以看出，靠近模態振型節線位置的顆粒運動速度比較小，基本不往別的地方運動；靠近波腹的顆粒會被板子的振動彈起，速度比較大，大部分最終會偏離這個位置，停在節線附近，顆粒整體上呈現出結構的模態振型。
顆粒速度矢量圖
第二個工況更加復雜，我們使用384Hz~501Hz的變頻激振力使板子振動，看看顆粒重新分布的情況。
金屬板384Hz和501Hz的振動模態
結果表明，顆粒分布首先呈現出了384Hz的振動模態，隨著激振力的頻率發生變化，逐漸過渡到501Hz的振動模態。
克拉尼板變頻激振
因為DEM-FEM模型計算量非常大，所以顆粒數目設置的比較少，不過目前看來也基本上可以勾勒出板子的低階模態振型了。
展開 LS-DYNA SPH-DEM彈體侵徹砂土 ￥251
<p>采用LS-DYNA軟件，通過SPH-DEM耦合算法構建彈體侵徹砂土模擬，其中SPH為彈體，DEM為砂土，</p><p>主要難點如下：</p><p>（1）SPH炸散問題</p><p>（2）DEM顆粒間穿透</p><p>（3）SPH-DEM耦合理論</p><div contenteditable="false" width="100%"><jsk id="C_Playf0bb79713c1171f1805c4531959c0102" videoid="f0bb79713c1171f1805c4531959c0102" duration="0秒"><img src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png"></jsk></div><p><br></p>
展開 LS-DYNA FEM-DEM砂土侵徹 ￥251
<p><span style="color: rgb(25, 27, 31);">基于LS-DYNA軟件，采用FEM-DEM耦合算法構建剛體彈體侵徹砂土，其中砂土采用DEM構建，彈體采用FEM構建，本模型難點如下：</span></p><p>（1）FEM-DEM接觸界面力的輸出</p><p>（2）FEM-DEM耦合穿透如何解決</p><p>（3）DEM接觸力理論的理解</p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202604/attachment/b74a5a63ecac444f85b59dfc96a5ff2f.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
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展開 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
離散元法（Discrete Element Method，DEM）通過建立固體粒子系統的參數模型來分析和模擬粒子行為。本研究的目的是利用CFD-DEM多相流耦合技術，將DEM應用于血細胞粒子碰撞特性和運動分析，并結合血泵內流場的經典CFD分析方法，通過血液動力學特性與血液流變學的耦合，為溶血模型的建立提供支持。
2.方法方案
本文研究的血泵模型如圖1所示。該模型內徑16mm，總長為81mm，主要由三部分組成：前葉片，葉輪，和后葉片。在葉片的頂部與外殼之間有0.1mm的間隙。
由于葉輪高速旋轉，為了提高計算結果的準確性，將內部流場分為三部分：先導流場、葉輪流場和后方流場。這三部分均采用了非結構化的四面體網格，總網格數為12,549,766。壓力出口用作邊界條件。
圖1.軸流式血泵模型[1]
3.討論
為了驗證宏數據數值計算的一致性，搭建了血泵實驗平臺。原理框圖如圖2所示。該流體采用水和甘油按2:1的比例混合而成，具有與血液相似的粘度和特性。針對不同轉速下血泵的水力性能，通過阻尼閥調節血泵進出口壓差，使之與仿真值一致。在三種模擬工況（6000, 8000, 和10,000r/min）下分別進行了五次試驗。對流動實驗結果進行了分析，如圖3所示。在10000r/min內，轉速每增加2000r/min，血泵流量就隨之增加約21%。結果發現，在6000、8000和10000r/min工況下，仿真和實驗的流量誤差分別為5.1%、4.3%和3.2%。試驗精度在允許范圍內，說明數值計算模型與實驗結果吻合較好。
圖2.軸流泵的實驗原理圖和圖片：（a）實驗原理圖。
展開 DEM與fluent單向耦合
DEM與fluent單向耦合
有關dem和pbm耦合問題
用dem做了沙堆，pbm設置tnt在沙堆中心，空氣域完全包括沙堆，最后結果出來，tnt擴散有反應，但是沙堆沒有一點反應，請問這個情況怎么解決？
CFD與DEM仿真如何提升石油石化流化床工藝效率？
三、DEM 仿真，洞悉顆粒運動規律
如果說 CFD 聚焦流體相，那么 DEM 技術則專注于解析固體顆粒的運動與相互作用。在流化床中，催化劑、原料顆粒的流化狀態、運動軌跡、碰撞與團聚行為，直接影響反應效率與設備壽命。DEM 通過將每個顆粒視為獨立個體，基于牛頓運動定律追蹤其位置、速度與加速度，同時考慮顆粒間接觸力、摩擦力、粘結力及顆粒 - 壁面相互作用，為微觀設計優化提供關鍵依據。
在催化劑顆粒選型與設備結構設計中，DEM 仿真發揮著不可替代的作用。通過模擬不同粒徑、密度、形狀的催化劑顆粒在氣流作用下的流化過程，可明確顆粒特性對流化質量的影響，篩選出適配工藝需求的顆粒參數。同時，DEM 能精準預測顆粒碰撞頻率與能量傳遞規律，為評估催化劑磨損風險提供數據支持。某煉化企業借助 DEM 優化流化床內部構件布局，將催化劑磨損率降低20%-30%，延長催化劑使用壽命 40%，每年減少催化劑更換成本超百萬元。
DEMms非規則顆粒模擬
針對顆粒團聚這一行業難題，DEM 仿真同樣提供了有效解決方案。通過設定顆粒間相互作用參數，可模擬團聚形成與發展過程，進而制定針對性優化策略 —— 如調整操作氣速、添加分散劑等，實現顆粒均勻分散，保障氣固兩相高效接觸，為反應效率提升掃清障礙。
四、CFD-DEM 耦合：打破多相流壁壘，實現全維度優化
在實際流化床系統中，氣固兩相存在強耦合作用，單獨使用CFD 或 DEM 難以全面反映系統真實狀態。CFD-DEM 耦合仿真技術，通過雙向數據傳遞實現氣固兩相行為的協同模擬 ——CFD 計算的流體場數據為顆粒運動提供外力輸入，DEM計算的顆粒運動信息反哺流體場方程更新，從而精準復現氣固兩相相互作用的復雜過程。
CFD-DEM耦合技術
在大型氣固循環流化床設計中，耦合仿真展現出強大優勢。
展開 LS-DYNA FEM-DEM 單軸壓縮實驗/參數標定 ￥50
本貼為LS-DYNA中DEM的DE-BOND鍵參數標定實驗。
DEM常用于離散介質，如碎石、沙子等材料的模擬，也可以通過粘結模型對脆性材料的斷裂與破碎行為進行研究，由于粘結鍵的參數無法通過宏觀的力學性能測試直接得出，因此，在LS-DYNA中使用粘結模型需要對參數進行標定。本貼通過FEM與DEM耦合的方法，通過無側限單軸抗壓強度實驗對相關參數進行測試。
接觸力記錄。
本貼的付費部分提供FEM-DEM單軸實驗參考模型。
PBM_DEM耦合模擬混凝土爆破 ￥35
粒子爆破法與離散元耦合模擬爆破是一種比較新的爆破模擬方法：
以下是模擬的效果圖：
LS-DYNA高級應用——近爆作用鋼筋混凝土破壞模擬 S-ALE-FEM-DEM模型 ￥100
本案例為LS-DYNA高級應用，使用S-ALE-FEM-DEM耦合算法計算鋼筋混凝土墻動態破壞及碎片云形成過程。
與FEM-SPH自適應轉化相似，失效后的單元轉為DEM粒子，模擬碎片云。
本案例完全由lsprepost建模。
如需詳細建模過程，請私信。
