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<EDEM 基礎案例03>Block factory

環境 耗時 這一 格子 -m 參數 周期性 周期 修改

本案例包括以下幾部分:

  1. 介紹
  2. 前提
  3. 問題描述
  4. 設置和求解
  5. 後處理

1-介紹

格子工廠(Block factory)是一種高效模擬大型顆粒床的方法,能夠有效減少計算時間。

案例重點:

  • 創建格子工廠;
  • 幾何模型貼圖;

2-前提

本案例假定用戶熟悉Windows軟件界面風格,並對EDEM界面較為熟悉。

3-問題描述

首先生成一個塊體,塊體內包含一些顆粒。再復制並拼接塊體成一個顆粒床。塊體大小是700×700mm,顆粒床大小是6300×6300 mm,如果直接生成顆粒床,消耗時間太長。先生成較小的塊體,再用9×9個小塊體生成大的顆粒床,有效減少模擬時間。

4-設置

第一部分:建立Block

步驟一:DEM文件生成

1) 打開EDEM軟件

2) 點擊File>Save As…

3) 選擇一個保存路徑,輸入dem文件名,本案例文件名Rock_blade.dem,點擊Save(路徑名和文件名不能出現漢字)

步驟二:模型

1)設置模型全局參數

(1)單位設置:

點擊Tools>Opetions…,進入Units選項卡,單位設置如圖所示。

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(2)輸入模型名稱及其描述:點擊Creator Tree下的Project選項,在出現的Simulation窗口中出現Title和Description文本框,內容隨意。

步驟三:定義顆粒和幾何體材料

(1)右擊Bulk Material>Add Bulk Material,命名為Rock。Rock Properties設置如圖。

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(2)右擊Rock>Add Particle,命名為Rock_particle。顆粒由三球組成,顆粒坐標如圖所示。

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(3)設置幾何材料Steel,物性參數和接觸參數設置如圖。

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步驟四:定義幾何模型:

EDEM軟件本身有幾何模型建模功能,但是不能建立復雜模型。本案例導入在其他三維建模軟件中建立完成的幾何模型,幾何文件格式為STL。

(1)右擊Geometries>Add Geometry…>Polygon,重命名為Bottom,具體參數如下。

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(2)同樣建立一個四邊形,如圖所示。Type設置為Virtual,添加一個顆粒工廠,工廠具體設置參照圖片。顆粒初始速度Z:-0.5 m/s

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步驟五:定義物理模型

(1)點擊Physics,Interaction選擇Particle to Particle,Model選擇Hertz-Mindlin (no slip)

(2)Interaction選擇Particle to Geometry,Model選擇Hertz-Mindlin (no slip)

步驟八:定義環境

(1)修改計算域:點擊Environment,取消勾選Auto Update from Geometry,Gravity設置為z方向:-9.81m/s

(2)周期性邊界條件設置如下,X軸和Y軸方向設置周期性邊界。

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(5)點擊File>Save,保存設置。

5-求解

點擊File>Simulator,或者在快捷菜單中點擊相應按鈕,切換至求解設置界面。

步驟一:設置時間選項

(1)取消勾選Auto Time Step checkbox,設置Fixed Time Step為20%。

(2)Total Time設為0.5 S,Target Save Interval 設為 0.04s,本案例計算總時間為0.5秒,保存間隔0.04秒。

步驟二:設置網格

(1)設置Cell Size為3Rmin。(Rmin代表最小顆粒半徑,網格大小一般為2~3倍最小顆粒半徑)

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步驟三:啟動模擬

(1)點擊顯示窗口下方,Progress旁三角形按鈕,開始計算。

(2)快捷菜單中有Auto Update按鈕,可以選擇關閉,減少模擬時間。如果想觀察模擬過程中顆粒運動狀態,點擊Refresh Viewer按鈕。

(3)模擬完成後,彈出提示窗口,點擊Finish。

(4)計算結果如圖,下一部分我們將用這一塊顆粒堆疊成一個顆粒床。

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第二部分

建立Block 工廠,由第一部分生成的Block,復制成多個Block組成的顆粒床。

步驟一:保存Block

(1)返回EDEM Creator界面。

(2)右擊Rock,選擇Save Material Block。

步驟二:

(1)新建一個dem文件。

(2)右擊Bulk Material>Transfer Material,在彈出的對話框中,選擇Materials Database裏面出現我們在上一部分中保存的Rock Block,點擊向左的箭頭,點擊OK。

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步驟三:

(1)建立一個長方體盒子,重命名為Bed walls,參數如圖,取消勾選face 1。

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(2)建立一個盒子,命名為Large bed,type設置為Virtual。顆粒床長寬是塊體的9倍。

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(3)右擊Large bed > Add material bed,Parameters設置如下,

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步驟四:

(1)時間步設置如圖,

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(2)開始計算,

(3)在一個時間步內,就會生成一個顆粒床。

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(4)顆粒床壁面做了貼圖處理,選定幾何模型,點擊load,選擇合適的texture即可。

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