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為什么我們需要CFD+DEM 的耦合方法？

項目介紹對于本田 CR-V SUV 模型的設計，本田希望獲得詳細汽車幾何形狀的全耦合熱 3D-CFD RANS 模擬。模擬的主要目的是清楚了解汽車引擎蓋下的所有熱學方面。需要考慮所有相關的熱源：發動機、排氣系統、散熱器、冷凝器和風扇。他們需要一種能夠處理大規模耦合仿真的求解器，同時在一個仿真中考慮外部流動、旋轉組件、多孔介質、共軛傳熱、熱交換器建模和輻射。

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。此類設備包含提升管、下降管、旋風分離器等多組件，氣固流動狀態復雜。

CFD 與 DEM 的耦合趨勢為積鼎科技的軟件發展指明了新方向。如在氣力輸送系統模擬中，通過耦合，CFD 計算的流體參數傳遞給 DEM 計算顆粒受力，DEM 計算的顆粒反作用力反饋給 CFD，實現對氣體流動和顆粒輸送過程的全面準確模擬，深入理解系統工作機制，為系統優化設計提供更全面的依據。積鼎科技從 CFD 延展到 DEM 軟件，是技術創新與市場需求驅動的必然選擇。

Rocky DEM 可以與 Mechanical 結合使用來模擬破損或模擬結構應力如何受多體動力學運動的影響。Rocky 還與 Ansys Motion 耦合，當與 CFD 和/或 FEA 耦合結合時，可以對涉及散裝材料運動的完整機械系統進行靈活和全面的仿真。

最近嘗試了Fluent與Rocky DEM單向耦合，記錄下使用的心得。Rocky DEM被Ansys收購之后，它們之間的耦合幾乎無需復雜的配置了，RockyDEM安裝上即可實現和Fluent的耦合。這里有一個雙層篩的清選段模型，出口裝有風機，設計風量為12000m3/h。

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。

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。LS-DYNA采用離散元可以進行實現的不僅包括基本的物料運輸，還能與其強大的瞬態求解器進行耦合，模擬沖擊爆炸產生的材料破碎問題以及與流場耦合的多相流問題。

c、與離散元軟件DEMms耦合在多物理場耦合數值方法及 CFD-DEM 單向耦合解析的基礎上，針對紅細胞與血流場的相互作用，雖正常生理狀態下紅細胞體積分數為 35%~50%，屬于高濃度顆粒體系，二者相互作用具有強耦合特性，但為演示單向耦合，特設計如下測試算例。 該測試算例的核心是對紅細胞相關參數進行特殊設定，以滿足單向耦合的適用條件。

c、與離散元軟件DEMms耦合在多物理場耦合數值方法及 CFD-DEM 單向耦合解析的基礎上，針對紅細胞與血流場的相互作用，雖正常生理狀態下紅細胞體積分數為 35%~50%，屬于高濃度顆粒體系，二者相互作用具有強耦合特性，但為演示單向耦合，特設計如下測試算例。 該測試算例的核心是對紅細胞相關參數進行特殊設定，以滿足單向耦合的適用條件。

目前，Rocky已被集成到Ansys Workbench環境中，使其能夠與Ansys Fluent和Ansys Mechanical進行耦合，以便分別用于計算流體動力學（CFD）仿真和有限元分析（FEA）仿真。Fluent耦合能夠執行多物理場建模，以仿真流體流動與顆粒流動之間如何相互作用。Rocky DEM可以與Mechanical進行耦合，以仿真破損或多體動力學運動對結構應力的影響。

展望未來，智能化技術的加持將為仿真領域帶來廣闊的發展前景與深遠的應用影響。雖然國產CFD與DEM軟件的發展之路漫長且充滿挑戰，但與會專家堅信，在大家的共同努力下，我們一定能夠實現技術上的突破和創新，為國產CFD與DEM軟件的發展注入新的動力。本次論壇的成功舉辦，不僅為國產自主化CFD與DEM軟件的發展提供了寶貴的交流平臺，也為推動我國工業軟件的自主研發和創新發展注入了新的活力。

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。

DEM-CFD耦合的方式來研究轉運站內誘導風的分布情況。

DEM to Understand Fouling of Heat Exchangers模塊 05：氣力分選輸送幾何和網格設置Fluent計算及速度分布顯示結果導入Rocky以及材料和顆粒設置定義耦合參數計算及結果處理演示 1: DEM-CFD One-Way Coupling with ANSYS Fluent練習 1 ：DEM-CFD

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。

該模型與核心CFD求解器實現了完全耦合，使用戶能夠利用先進的顆粒間相互作用能力，模擬各類顆粒物料處理、漿體混合、分離過程及其他含顆粒流動的復雜工況。 利用全新的 DEM 模型對旋風分離器進行設計迭代，以優化其分離效率和清理效率注意：該模型需要單獨的license token，可以額外付費添加。

對于由多個泵、閥門、分離器、蒸餾塔和混合器組成的化工廠或發電廠，對整個系統進行 3D CFD 模擬可能是一項繁瑣的任務，因此需要針對以下情況進行 1D CFD 模擬：整個系統將是適當的，并將提供關于是否需要進行詳細的組件級模擬的見解。耦合 1-D 和 3-D CFD 仿真可以增強系統的性能，有兩種耦合方法 -手動或自動以及單向或雙向耦合。