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fluent离散元创建颗粒程序

发布时间:2021-03-07 12:44:10

❶ 离散元方法的计算流程

第一步:建立所需要的几何模型并产生颗粒
几何模型可以根据实际计算模型需要建立,颗粒产生通常为随机产生,及在给定的几何空间内随机产生所需要的颗粒。产生颗粒时需要实时监测新产生的颗粒和已有颗粒之间的位置关系,任意两颗粒之间不能有重叠,否则颗粒之间相互作用力可能很大而导致系统崩溃。所以如果几何模型尺寸,颗粒尺寸以及颗粒数目之间关系不合适,有可能导致颗粒产生失败。颗粒的初始速度需要根据模拟需要而给定。
第二步:接触探测
计算颗粒之间的相互距离,如果颗粒之间存在相互接触(颗粒之间的距离小于两个颗粒之间的半径和),则要采用接触模型计算相互作用力。
第三步:确定接触模型
接触模型是离散元计算的核心。所谓接触模型就是确定颗粒接触时的相互作用力。离散元计算中首先把相互作用力分解为法向力和切向力(法向指的是两接触颗粒中心之间的连线),所以接触模型一般包含法向相互作用和切向相互作用。
在目前的离散元计算模拟中,一般来讲,可以把所涉及到的接触模型分为两大类:
1) 非结合性接触力模型。此种接触模型不考虑颗粒之间的相互吸引力,颗粒之间的相互作用以弹簧-粘壶模型来近似。弹簧代表颗粒之间的弹性相互作用,粘壶代表颗粒之间由于碰撞而引起的能量耗散。切向相互作用还要考利库仑最大摩擦力约束。
2)结合性接触力模型。微观上来讲,任何颗粒材料都由原子分子构成,然后原子分子之间存在van der Waals相互吸引力。当颗粒尺寸比较大时,van der Waals相互吸引力和颗粒自身重力相比较而言,对颗粒本身运动的影响可以忽略不计;然后,随着颗粒尺寸减小,颗粒之间的相互吸引力变的和重力相当;当颗粒尺寸进一步减小时,颗粒之间相互吸引力要远远大于颗粒自身的重力。此时,就必须要考虑颗粒之间的相互吸引力。
目前来讲,为了描述颗粒之间的相互引力作用力,有以下几个模型可以选择:
A. Johnson-Kendall-Roberts(JKR) 模型
JKR模型首先是基于能量平衡原理,从赫兹的非结合性接触力模型而建立的。在JKR 模型中,颗粒之间的相互吸引力用表面能代表。并且颗粒之间的相互吸引作用只存在于接触面积之类,不考虑颗粒之间其他部分的吸引相互作用。因此,JKR模型对大的,比较软的颗粒材料描述比较好。
B, Derjaguin-Muller-Toporov(DMT)模型
DMT模型建设两个颗粒之间的接触变形和赫兹模型相同,但在接触面积之外,存在一个额外的相互吸引作用力。DMT模型对小的比较硬的颗粒材料描述比较好。
早期,当JKR和DMT模型被提出时,人们争论哪一个模型是正确的,后来研究发现,两个模型都正确,他们考虑的颗粒之间接触的两个极端情况,基于材料性质,应该有区别的加以选取。1977年,人们提出Tabor 系数作为选取依据,Tabor系数是表面能,等效模量等材料性质的函数。JKR模型对大的Tabor系数适用,而DMT模型则反之 。
C. van der Walls模型
此模型是基于颗粒之间的van der Walls相互作用直接推导得出。van der Waals相互作用能可以知道,然后对距离求导就直接得到力的表达式。
第四步:考虑其他相互作用力
有时,在颗粒系统中,取决于外部条件,需要考虑其他类型的相互作用力。例如,如果环境比较潮湿,则需要考虑颗粒之间的液桥相互作用力;如果颗粒表面本身带有电荷,则要引入颗粒之间的静电相互作用;如果有外加磁场并且颗粒材料本身有磁矩,则要考虑外磁场引起的磁性力。所有这些类型的相互作用力,都可以嵌入在离散元模型之中。
第五步:考虑颗粒和边界之间的相互作用
计算模型的边界可以是全部周期性边界条件(x,y,z方向,全部采用周期性边界),也可以是部分周期性边界。在非周期性边界条件时,则要给出颗粒本身和边界之间如何相互作用。接触模型和颗粒之间相互作用的接触模型类似。
第六步:计算总的受力、加速度
综合颗粒之间的相互作用力以及其他需要考虑的特殊相互作用力、以及颗粒与边界之间的相互作用力,可以得到颗粒本身受的合外力,以此可以求得加速度
第七步:更新颗粒速度,坐标
根据加速度,更新颗粒速度,角速度,坐标等变量。坐标更新后,再进行接触探测,整个计算流程进入下一个循环。
第八步:保存数据
第九步:分析处理

❷ 离散元的相关计算机软件

目前开发离散元商用程序最有名的公司要属由离散元思想首创者Cundall加盟的ITASCA国际工程咨询公司.该公司开发的二维UDEC(universal distinct element code)和三维3DEC(3-dimensional distinct element code)块体离散元程序,主要用于模拟节理岩石或离散块体岩石在准静或动载条件下力学过程及采矿过程的工程问题.该公司开发的PFC2D和PFC3D(particle flow code in 2/3 dimensions)则分别为基于二维圆盘单元和三维圆球单元的离散元程序.它主要用于模拟大量颗粒元的非线性相互作用下的总体流动和材料的混合,含破损累计导致的破裂、动态破坏和地震响应等问题.Thornton的研究组研制了GRANULE程序,可进行包括不同形状的干、湿颗粒结块的碰撞一破裂规律研究,离散本构关系的细观力学分析,料仓料斗卸料规律研究等.国内离散元软件的开发相对还比较落后,但随着离散元方法研究在国内的升温,也出现了用于土木工程设计的块体离散元分析系统2D—Block和三维离散单元法软件TRUDEC及应用,以及北京大学刘凯欣研究小组开发的基于二维圆盘单元和三维球单元为基础 的SUPER-DEM离散元力学分析系统。中国科学院非连续介质力学与工程灾害联合实验室与极道成然科技有限公司联合开发了国内最新的离散元大型商用软件GDEM,该软件基于中科院力学所非连续介质力学与工程灾害联合实验室开发的CDEM算法,将有限元与块体离散元进行有机结合,并利用GPU加速技术,可以高效的计算从连续到非连续整个过程。
由中冶赛迪公司在冶金、矿山、工程机械工程应用基础上,2013年推出的大型商业软件StreamDEM,是国内首款拥有完全独立的自主知识产权,代表了离散元的最高发展水平,让国人和世界站在了同一起跑线上。

❸ 用离散元pfc可以做混凝土的细观仿真吗

为了研究端部效应对不同形状的 混凝土试件强度的影响,采用三维颗粒离散元程序(PFC3d)对混专凝土标准立属方体与标准圆柱体试件在不同端部摩擦条件下的单轴压缩试验进行数值仿真.在细 观层次假定混凝土材料力学性质符合Weibull概率统计分布来考虑混凝土材料的非均质特性,根据材料宏观力学参数反演计算出模型细观力学参数,进行数值 仿真计算.模拟结果表明,端部摩擦对不同形状的混凝土试件的抗压强度、变形特征及破坏模式有较大影响;试件的形状效应随着加载板与试件间摩擦系数的增加而 增强;当不采用减摩措施(f=0.6)时,测得两种试件强度的折算系数为0.795.仿真结果与规范的规定相符,证明了本文方法的可行性和有效性.

❹ 离散元/颗粒流软件 pfc3d可以模拟波形吗

区别非常大
第一点:3.1现在可以找到免费的,5.0没有。
第二点:3.1仿真时需要自己编回写答程序,5.0可以界面操作。
第三点:计算的速度5.0也会快一点。
第四点:5.0可以建立比较大的模型。
总之,两者差别很大,如果有条件的话,尽量用5.0版的

❺ fluent软件的用途

FLUENT是目前国际上比较流行的商用CFD软件包,在美国的市场占有率为60%。举凡跟流体,热传递及化学反应等有关的工业均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能,在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。其在石油天然气工业上的应用包括:燃烧、井下分析、喷射控制、环境分析、油气消散/聚积、多相流、管道流动等等。
Fluent的软件设计基于CFD软件群的思想,从用户需求角度出发,针对各种复杂流动的物理现象,FLUENT软件采用不同的离散格式和数值方法,以期在特定的领域内使计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳组合,从而高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。基于上述思想,Fluent开发了适用于各个领域的流动模拟软件,这些软件能够模拟流体流动、传热传质、化学反应和其它复杂的物理现象,软件之间采用了统一的网格生成技术及共同的图形界面,而各软件之间的区别仅在于应用的工业背景不同,因此大大方便了用户。其各软件模块包括:
GAMBIT——专用的CFD前置处理器,FLUENT系列产品皆采用FLUENT公司自行研发的Gambit前处理软件来建立几何形状及生成网格,是一具有超强组合建构模型能力之前处理器,然后由Fluent进行求解。也可以用ICEM
CFD进行前处理,由TecPlot进行后处理。
FLUENT软件中的动/变形网格技术主要解决边界运动的问题,用户只需指定初始网格和运动壁面的边界条件,余下的网格变化完全由解算器自动生成。网格变形方式有三种:弹簧压缩式、动态铺层式以及局部网格重生式。其局部网格重生式是FLUENT所独有的,而且用途广泛,可用于非结构网格、变形较大问题以及物体运动规律事先不知道而完全由流动所产生的力所决定的问题;
FLUENT软件具有强大的网格支持能力,支持界面不连续的网格、混合网格、动/变形网格以及滑动网格等。值得强调的是,FLUENT软件还拥有多种基于解的网格的自适应、动态自适应技术以及动网格与网格动态自适应相结合的技术;
FLUENT软件包含三种算法:非耦合隐式算法、耦合显式算法、耦合隐式算法,是商用软件中最多的;
FLUENT软件包含丰富而先进的物理模型,使得用户能够精确地模拟无粘流、层流、湍流。湍流模型包含Spalart-Allmaras模型、k-ω模型组、k-ε模型组、雷诺应力模型(RSM)组、大涡模拟模型(LES)组以及最新的分离涡模拟(DES)和V2F模型等。另外用户还可以定制或添加自己的湍流模型;

❻ 有学习颗粒流软件的吗

没有学习来颗粒流软自件的。
离散元颗粒流分析程序PFC2D/PFC3D V3.10软件破解版,这个是免安装绿色版。适合岩土工程,路面工程,模拟三轴试验,巴西劈裂。从微观结构角度研究介质的力学特性和行为,广泛应用于岩土工程,构造地质,机械工程,过程工程包括农业、冶炼、制造、医药行业等。

❼ ABAQUS能模拟离散元吗,模拟对象是颗粒运动的情况

同问,不知道岩土本构可以用么

❽ fluent里怎样显示一个剖面的湍流强度图

fluent里显示剖面的湍流强度图:display-->contours--->velocity-->vorticity.
Fluent是目前国际上比较流行的商用CFD软件包,在美国的市场占有率为60%,凡是和流体、热传递和化学反应等有关的工业均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法和强大的前后处理功能,在航空航天、汽车设计、石油天然气和涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。
FLUENT系列软件包括通用的CFD软件FLUENT、POLY­FLOW、FIDAP,工程设计软件FloWizard、FLUENT
for
CATIAV5,TGrid、G/Turbo,CFD教学软件FlowLab,面向特定专业应用的ICEPAK、AIRPAK、MIXSIM软件等。
FLUENT软件包含基于压力的分离求解器、基于压力的耦合求解器、基于密度的隐式求解器、基于密度的显式求解器,多求解器技术使FLUENT软件可以用来模拟从不可压缩到高超音速范围内的各种复杂流场。FLUENT软件包含非常丰富、经过工程确认的物理模型,可以模拟高超音速流场、转捩、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工等复杂机理的流动问题。
FLUENT软件的动网格技术处于绝对领先地位,并且包含了专门针对多体分离问题的六自由度模型,以及针对发动机的两维半动网格模型。
POLYFLOW是基于有限元法的CFD软件,专用于粘弹性材料的层流流动模拟。它适用于塑料、树脂等高分子材料的挤出成型、吹塑成型、拉丝、层流混合、涂层过程中的流动及传热和化学反应问题。
FloWizard是高度自动化的流动模拟工具,它允许用户进行设计及在产品开发的早期阶段迅速而准确地验证设计。它引导用户从头至尾地完成模拟过程,使模拟过程变得非常容易。
FLUENT
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CATIAV5是专门为CATIA用户定制的CFD软件,将FLUENT完全集成在CATIAV5内部,用户就像使用CATIA其他分析环境一样使用FLUENT软件。
G/Turbo是专业的叶轮机械网格生成软件。
AIRPAK是面向HVAC工程师的CFD软件,并依照ISO7730标准提供舒适度、PMV、PPD等衡量室内外空气质量(IAQ)的技术指标。
MIXSIM是专业的搅拌槽CFD模拟软件。
除FLUENT外,常用的CFD软件及相关仿真软件还有专业三维流场分析软件——CFX、三维CFD快速求解器——CART3D、流体系统仿真、设计与优化平台——Flowmaster、专业的离散元仿真分析软件——EDEM等。

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