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應(yīng)用案例案例一：發(fā)動機葉片顆粒防護優(yōu)化某航空發(fā)動機制造商利用該ParticlePro模塊對發(fā)動機葉片在飛行過程中遭遇吸雨吸雹的情況進行仿真。通過模擬碰撞過程，工程師們得以精確評估不同設(shè)計對葉片抗沖擊能力的影響，優(yōu)化葉片材質(zhì)、形狀及表面處理工藝。應(yīng)用模塊的拉格朗日粒子追蹤方法，可模擬雨滴、冰雹與葉片的碰撞過程，詳細記錄碰撞點、碰撞角度、碰撞速度以及碰撞后的顆粒破碎情況。

機械碰撞結(jié)構(gòu)的原理：機械除塵是指利用物理力學(xué)原理（如重力、慣性、離心力、碰撞等）而非化學(xué)或電學(xué)手段分離氣體中固體顆粒物的技術(shù)。其核心在于通過機械力改變粉塵的運動軌跡，使其從氣流中脫離。

插件簡介 CAD顆粒密堆積2D插件可用于生成二維狀態(tài)下重力堆積的隨機顆粒。插件可指定投放區(qū)域、顆粒的粒徑范圍、顆粒間的間距、顆粒個數(shù)等信息，同時可模擬顆粒彈性及摩擦摩擦系數(shù)。 插件采用物理引擎對顆粒行為進行模擬，可實現(xiàn)顆粒在力場作用下的堆積、以及顆粒間的碰撞等。

兩批顆粒共同占據(jù)滾筒內(nèi)部體積的不足一半（即填充度小于0.5）。本示例中的整個模型均受重力加載。相互作用?考慮了兩種不同的顆粒間接觸條件：石灰石顆粒間的非粘附性接觸和聚乙烯顆粒間的粘附性接觸。顆粒與滾筒間的接觸是非粘附性的。顆粒間接觸的摩擦系數(shù)為0.35。顆粒與滾筒壁間接觸的摩擦系數(shù)為0.3。Abaqus建模方法和模擬技術(shù)?對于此分析，假設(shè)滾筒為剛體。

EMMS模型、軟殼層顆粒團碰撞粗粒化模型、傳遞和反應(yīng)粗粒化模型支持笛卡爾正交六面體網(wǎng)格和普通網(wǎng)格顆粒-流體作用模型：支持顆粒-流體曳力模型支持顆粒-流體壓力梯度力支持顆粒-流體-顆粒傳熱模型支持顆粒-流體對流傳熱模型支持顆粒溫度迭代模型支持核函數(shù)法統(tǒng)計顆粒體積分數(shù)支持濕顆粒氣流干燥模型，考慮顆粒-氣流傳熱過程

ABAQUS三維多面體重力堆積模型。 ANSYS Workbench LS-DYNA多面體3D密堆積。 COMSOL多面體顆粒堆積填充。

CFD-DEM 可模擬顆粒-顆粒之間，顆粒-容器之間的碰撞 可模擬顆粒在流體介質(zhì)中的堆積和分離現(xiàn)象 可模擬顆粒和流場的相互影響 可追蹤單獨或一群顆粒的在流場中的運動軌跡 可計算顆粒受到的流體力

創(chuàng)新算法架構(gòu)，實現(xiàn)顆粒運動精準建模DEMms 軟件基于離散元法構(gòu)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(zhuǎn)運動提供精確的動力學(xué)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(fù)雜作用力的實時計算。

DEM 可以詳細模擬催化劑顆粒在氣流中的運動軌跡、顆粒間的碰撞與摩擦，以及顆粒與反應(yīng)器壁面的相互作用，預(yù)測顆粒的磨損情況以及顆粒與流體之間的傳熱傳質(zhì)效率。通過 DEM 模擬，能夠為流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和操作參數(shù)優(yōu)化提供更準確的依據(jù)，提高反應(yīng)器的運行穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。

冰巖混合越均勻，顆粒越小，顆粒碰撞應(yīng)力就越大，運動性就越強。

<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(zhì)力學(xué)、混凝土、材料科學(xué)等領(lǐng)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(dǎo)入ABAQUS內(nèi)進行結(jié)構(gòu)的力學(xué)模擬。

此外，還通過一種近距離互動模型（Close - Distance Interaction Model）考慮液體界面效應(yīng)對顆粒碰撞的影響。

一、Abaqus粒子生成器的作用 Abaqus粒子生成器可以模擬生成大量的粒子顆粒，比如：機械噴丸，沙漏等。對于機械噴丸來講，以往文獻和科研論文更多的是模擬1個顆粒沖擊工件，然而，這并不符合現(xiàn)實，現(xiàn)實中，機械噴丸是通過噴丸機實現(xiàn)的，其可采用多個噴槍設(shè)計，噴槍設(shè)置位置不同，噴砂上下擺動，噴槍360度可調(diào)，保證產(chǎn)品表面均勻噴砂，無死角。

輸送管道為DN100，噴射口為DN100×DN150，輸送風(fēng)量10m3/min；由于粉末在流場中以離散相的形式存在，因此模擬時需使用Discrete Phase Model(DPM模型)[2]，同時做出如下假設(shè)：1）粉末粒子均勻進入流場，且入射角度與入射面相互垂直；2）粒子形狀為規(guī)則球形，粒徑均勻分布，不考慮粒子的形變；3）由于粒子受到粘性及靜電作用會發(fā)生碰撞、融合，因此在計算過程中考慮粒子間相互碰撞和融合

圖4 DEM碰撞模型 碰撞模型基于柔軟顆粒重疊理論，即允許浮冰與浮冰，浮冰與船舶之間出現(xiàn)重疊。 重疊機制可以被彈簧-阻滯器系統(tǒng)描述，彈簧反映彈性響應(yīng) 而阻滯器反映能量耗散。

在催化劑顆粒選型與設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計中，DEM 仿真發(fā)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(zhì)量的影響，篩選出適配工藝需求的顆粒參數(shù)。同時，DEM 能精準預(yù)測顆粒碰撞頻率與能量傳遞規(guī)律，為評估催化劑磨損風(fēng)險提供數(shù)據(jù)支持。