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模型采用CAD隨機(jī)球體顆粒&過(guò)渡區(qū)插件建立后導(dǎo)入到COMSOL軟件內(nèi)。 模型包括滲流發(fā)生的外側(cè)基體、內(nèi)部顆粒、顆粒及基體過(guò)渡區(qū)（ITZ）三部分組成，由于內(nèi)部顆粒的滲透系數(shù)遠(yuǎn)小于基體，因此可將其省略，邊界置為無(wú)流動(dòng)。設(shè)置過(guò)渡區(qū)的目的是在實(shí)際情況中，土體及內(nèi)部碎石顆粒間往往會(huì)有孔隙，這就造成了接觸面的實(shí)際滲透率遠(yuǎn)高于土體，模型剖切面如下。

Rocky現(xiàn)在已經(jīng)集成到Ansys Workbench中，通過(guò)與Ansys Fluent和Ansys Mechanical、Ansys Motion等軟件相結(jié)合，用戶可以輕松的將多物理場(chǎng)仿真拓寬到顆粒動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域。

Rocky現(xiàn)在已經(jīng)集成到Ansys Workbench中，通過(guò)與Fluent、Ansys Mechanical、Ansys Motion等軟件相結(jié)合，用戶可以輕松的將多物理場(chǎng)仿真拓寬到顆粒動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域。 本次網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)，我們將討論Rocky在多個(gè)重要行業(yè)的應(yīng)用。

Rocky是Ansys長(zhǎng)期渠道合作伙伴工程仿真與科學(xué)軟件（ESSS）的子公司，也是致力于離散力學(xué)問(wèn)題建模的工程軟件開發(fā)商。Ansys對(duì)Rocky的收購(gòu)建立在雙方于2021年宣布的長(zhǎng)期合作關(guān)系和聯(lián)合開發(fā)顆粒建模工作流程的基礎(chǔ)上。Rocky軟件在GPU計(jì)算和與粒子方法相關(guān)的多物理場(chǎng)仿真方面具有獨(dú)到優(yōu)勢(shì)，可用于涉及任意尺寸和形狀的離散固體顆粒分析的各種跨行業(yè)應(yīng)用。

有關(guān)多階段建模策略，請(qǐng)參見《用戶指南》中的歐拉模型。ANSYS Fluent的歐拉多相模型無(wú)法區(qū)分流體-流體流和流體-固體（顆粒）多相流。顆粒流僅僅是涉及至少一個(gè)已被指定為顆粒相的相的流。ANSYS Fluent解決方案基于以下內(nèi)容：①所有階段均共享一個(gè)壓力。②求解每個(gè)階段的動(dòng)量和連續(xù)性方程。③以下參數(shù)可用于顆粒相：可以為每個(gè)固相計(jì)算顆粒溫度（固體波動(dòng)能量）。

本研究將概率密度演化理論 (Li & Chen 2009, Chen et al. 2016, Li & Wang 2022) 應(yīng)用于巖土工程領(lǐng)域，與精細(xì)化確定性離散元分析技術(shù)相結(jié)合，提出了一類分析顆粒材料隨機(jī)力學(xué)行為的非侵入式隨機(jī)離散元方法。工作概述 本研究建立的針對(duì)顆粒材料隨機(jī)力學(xué)行為分析的 隨機(jī)離散元方法框架 大致分為 4 個(gè)步驟： 1.

本文演示了如何在Abaqus中使用離散元方法（DEM）分析攪拌機(jī)中不同顆粒介質(zhì)的混合。應(yīng)用描述?旋轉(zhuǎn)滾筒攪拌機(jī)和滾筒磨機(jī)用于礦石和顆粒材料的研磨、混合和干燥。此類應(yīng)用可見于采礦等廣泛的工業(yè)領(lǐng)域。包括顆粒的形狀、大小、密度和接觸剛度；摩擦；顆粒間的粘附力；旋轉(zhuǎn)速度；以及滾筒軸的傾斜度在內(nèi)的多個(gè)因素會(huì)影響在給定時(shí)間內(nèi)所能達(dá)到的混合水平。這些因素也會(huì)影響操作混合器所需的能量量。

更多精彩內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注“鋰電芯動(dòng)”公眾號(hào)在上一篇文章中，我們講到了弱形式（Weak Form）是有限元方法的理論核心，它讓很多本無(wú)法直接求解的微分方程具備了數(shù)值實(shí)現(xiàn)的可能。然而，在實(shí)際建模過(guò)程中，弱形式通常被封裝在仿真軟件的內(nèi)部，仿真工程師使用時(shí)并不會(huì)直接接觸到它。但這并不意味著我們不需要理解它。

<p>復(fù)合材料是用經(jīng)過(guò)選擇的、含有一定數(shù)量比的兩種或兩種以上的組元，經(jīng)過(guò)人工復(fù)合、組成多相、三維結(jié)合且各相之間有明顯界面的、具有特殊性能的材料。顆粒增強(qiáng)體是用以改善復(fù)合材料的力學(xué)性能，提高斷裂功、耐磨性、硬度，增進(jìn)耐蝕性的顆粒狀材料。如SiC、TiC、B4C、WC、Al2O3、MoS2、Si3N4、TiB2、BN、C （石 墨）等。

基于COMSOL軟件對(duì)土石混合體進(jìn)行了數(shù)值仿真，考慮了土石混合體孔隙變化，細(xì)顆粒侵蝕，骨架結(jié)構(gòu)變形，此問(wèn)題是一個(gè)多場(chǎng)（滲流場(chǎng)、變形場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、損傷場(chǎng)）多相介質(zhì)（土顆粒集合體，塊石，空隙，孔隙）耦合的復(fù)雜問(wèn)題。仿真結(jié)果如圖2所示。圖1 幾何模型顆粒運(yùn)動(dòng)分布應(yīng)力分布孔隙滲流下的細(xì)顆粒遷移運(yùn)動(dòng)圖2 數(shù)值仿真結(jié)果感興趣的朋友可下載模型源文件，歡迎合作交流

離散單元法（DEM）是一種計(jì)算建模方法，可用于仿真顆粒和不連續(xù)/非均勻顆粒的行為。Rocky是一款領(lǐng)先的DEM軟件包，它結(jié)合了多個(gè)圖形處理單元（GPU）卡的強(qiáng)大處理功能，以加速顆粒動(dòng)力學(xué)仿真，這有助于用戶在更短的時(shí)間內(nèi)處理更大容量的數(shù)據(jù)。

創(chuàng)新算法架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)顆粒運(yùn)動(dòng)精準(zhǔn)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(yùn)動(dòng)定律，為顆粒的平移與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)提供精確的動(dòng)力學(xué)描述。在顆粒與流體、顆粒與顆粒及壁面的交互過(guò)程中，軟件通過(guò)多物理場(chǎng)耦合算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)曳力、升力、碰撞力等復(fù)雜作用力的實(shí)時(shí)計(jì)算。

圖6 多材料仿真模型構(gòu)建通過(guò)添加微信或者QQ可獲得操作視頻（已錄制隨時(shí)可發(fā)，未錄制需要一周制作）WeChat & QQ：1489785835仿真軟件ABAQUS 6.14-1付費(fèi)描述二維隨機(jī)顆粒建模的仿真CAE文件和Python代碼，以及代碼的最便捷使用方式，可以實(shí)現(xiàn)零基礎(chǔ)的隨機(jī)顆粒建模操作，包學(xué)包會(huì)，。（無(wú)需子程序）

如果我們將動(dòng)力學(xué)調(diào)整為均相流動(dòng)，均相模型顯示出類似的結(jié)果。然而，此時(shí)的傳輸要快得多，因?yàn)榉磻?yīng)位點(diǎn)遍布在連接板的整個(gè)厚度，測(cè)試線則橫跨膜的厚度。反應(yīng)物不必被運(yùn)輸?shù)綔y(cè)試條的表面。這是一個(gè)更復(fù)雜的過(guò)程，其中動(dòng)力學(xué)和質(zhì)量傳輸都限制了測(cè)試線的顯示。下圖顯示了對(duì)應(yīng)于上述非均相流動(dòng)的 IgMC 濃度。當(dāng)共軛區(qū)包含整個(gè)厚度的共軛標(biāo)記，并且測(cè)試線存在于整個(gè)膜的厚度時(shí)，IgMC 的濃度。

如圖11為顆粒第1次與第25次循環(huán)后的SEM掃描電鏡圖像，可以看到，多孔陶瓷的表面形貌和碳化硅小顆粒之間的連接未因多次儲(chǔ)放熱循環(huán)而出現(xiàn)明顯改變，說(shuō)明在氫氧化鈣的反應(yīng)溫區(qū)內(nèi)，碳化硅殼體具有良好的抗熱震性能。儲(chǔ)熱密度的變化如圖12，由于殼體在整個(gè)顆粒中的質(zhì)量占比約為50%，且不能通過(guò)化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)存和釋放熱量，因此顆粒的儲(chǔ)熱密度相對(duì)于純氫氧化鈣儲(chǔ)熱密度有所下降，約為后者的45%。

Discrete Phase Model（DPM）是CFD中用于求解流體中顆粒運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，比如粉塵、液滴或氣泡。跟連續(xù)介質(zhì)流體不同，這種離散相可以被單獨(dú)追蹤或成組追蹤 DPM中，需要定義兩種不同相，連續(xù)相跟顆粒相。兩相通過(guò)控制方程中的源相進(jìn)行耦合。DPM的物理模型 跟單相流一樣，連續(xù)相通過(guò)歐拉模型建模。

第一個(gè)應(yīng)用是關(guān)于燒結(jié)機(jī)給料系統(tǒng)偏析問(wèn)題的DEM 建模，其中需要處理粘稠的顆粒材料。

顯然，拉格朗日法更適用于描述顆粒運(yùn)動(dòng)，而歐拉法更適用于描述流體運(yùn)動(dòng)。DPM模型就是基于這兩種方法進(jìn)行流體相和顆粒相的模擬，它使用歐拉法描述流體運(yùn)動(dòng)，使用拉格朗日法描述顆粒運(yùn)動(dòng)。 DPM適用條件：DPM模型只適用于顆粒相體積分?jǐn)?shù)小于10%，同時(shí)不考慮顆粒體積。不考慮顆粒和顆粒之間的相互作用力，但可以考慮顆粒和流體之間的相互作用。

[5]薛琨,余琪琪,白春華.爆炸驅(qū)動(dòng)顆粒多相材料形成射流的實(shí)驗(yàn)研究[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào),2013.[6]薛琨,許俊彪,白春華.爆炸驅(qū)動(dòng)顆粒射流形成與演化的實(shí)驗(yàn)研究[J].振動(dòng)與沖擊,2014,33(7):8.

顆粒-流體兩相流在許多行業(yè)中都會(huì)遇到，包括能源、農(nóng)業(yè)、采礦、食品、制藥等。 他的特點(diǎn)是：顆粒（離散相）被氣體或液體（連續(xù)相）夾帶和輸運(yùn)。