粒子方法

在本節(jié)中：

l離散元法

l連續(xù)粒子分析

l粒子發(fā)生器

l集總動力學分子方法

離散元法

展品：Abaqus/Explicit Abaqus/Viewer

參考資料：

l離散粒子元粒子發(fā)生器

l*離散截面

l*離散彈性

l*聯(lián)系方式

l*初始條件

l*粒子發(fā)生器

概述

離散元法(DEM)：

l用于模擬大量離散顆粒相互接觸的事件;

l用具有剛性球形的單節(jié)點元素對每個粒子建模，可以表示單個顆粒、片劑、噴丸或其他簡單物體;

l是一款多功能工具，用于對制藥、化工、食品、陶瓷、冶金、采礦和其他行業(yè)中的顆粒材料行為進行建模:并且

l并不意味著連續(xù)體的變形建模，但DEM可以與有限元一起使用，用于建模與可變形連續(xù)體或其他剛體相互作用的離散粒子。

介紹

離散元法(DEM)是一種直觀的方法，其中離散顆粒相互碰撞，并與其他表面在一個顯式的動力學模擬。通常，每個DEM顆粒代表一個單獨的顆粒，平板，丸等。離散元法不適用干單個顆粒發(fā)生復雜變形的情況。因此，DEM與光滑粒子流體動力學(SPH)方法不同，概念上比后者更簡單，在SPH方法中，多組粒子共同模擬一個連續(xù)體(見光滑粒子流體動力學)。

例如，DEM非常適合于顆?；旌蠎茫鐖D1所示。在此應用程序中，DEM是用來模擬最初分離的藍色和白色的顆粒，和剛性有限元被用來模擬兩個混合螺旋和箱形容器。圖1中的變形圖序列顯示了螺旋槳轉動時的粒子響應。像這樣的模擬的DEM結果通常最好用動畫來查看。將DEM用于混合應用的另一個示例在鼓式混合器中的顆粒介質混合中進行了描述。

圖1：DEM顆?；旌系睦?。

每個DEM顆粒建模與PD3D類型的單節(jié)點元素。這些元素是具有指定半徑的剛性球體。PD3D單元的節(jié)點有位移和轉動自由度。旋轉的DEM顆?？梢燥@著影響接觸的相互作用時，摩擦被認為是。

一般接觸的定義很容易擴展到包括DEM粒子之間的相互作用和DEM粒子和基于有限元的(或分析)表面之間的相互作用。粒子之間的大相對運動是典型的DEM應用。粒子間的相互作用可以包括相似或不同的粒子。每個粒子可以同時參與許多接觸相互作用。DEM顆粒的相互作用使用有限的接觸剛度，這引入了一些柔度到顆粒系統(tǒng)。例如，可以指定接觸剛度，以反映具有DEM的填充粒狀材料模型的宏觀剛度。

例如，考慮圖2所示的兩個球形粒子之間的相互作用。

圖2：球形粒子之間的相互作用。

三種情況下顯示兩個未變形的球體只是接觸，i兩個變形的球體推到彼此嚴格執(zhí)行的接觸，和兩個剛性球體推到彼此有一定的滲透。在圖2的中間和右邊所示的情況下，球體中心之間的距離是相同的。物理行為對應于中間的情況。右邊的情況對應于DEM近似值。如果變量8被定義為

A=R+R2-D,

其中r和r，是兩個球面的半徑，d是球心之間的距離，當未變形的球面正好接觸時8=0，8》o如果球心之間的距離小于合并半徑。對于DEM近似，8對應于顆粒之間的最大穿透距離。您可以通過調整DEM顆粒的接觸剛度關系(接觸力F與穿透力o)來反映赫茲接觸解決方案(圖2中的中間情況)，從而提高某些DEM應用的精度。有關調整接觸剛度的進一步討論，請參見在鼓形混合器中混合顆粒介質。

溫馨提示：

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