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本案例包括以下几部分: 介绍 前提 问题描述 设置和求解 后处理
1-介绍 格子工厂(Block factory)是一种高效模拟大型颗粒床的方法,能够有效减少计算时间。 案例重点: 创建格子工厂; 几何模型贴图;
2-前提 本案例假定用户熟悉Windows软件界面风格,并对EDEM界面较为熟悉。
3-问题描述 首先生成一个块体,块体内包含一些颗粒。再复制并拼接块体成一个颗粒床。块体大小是700×700mm,颗粒床大小是6300×6300 mm,如果直接生成颗粒床,消耗时间太长。先生成较小的块体,再用9×9个小块体生成大的颗粒床,有效减少模拟时间。
4-设置 第一部分:建立Block
步骤一:DEM文件生成 1) 打开EDEM软件 2) 点击File>Save As… 3) 选择一个保存路径,输入dem文件名,本案例文件名Rock_blade.dem,点击Save(路径名和文件名不能出现汉字)
步骤二:模型 1)设置模型全局参数 (1)单位设置: 点击Tools>Opetions…,进入Units选项卡,单位设置如图所示。
(2)输入模型名称及其描述:点击Creator Tree下的Project选项,在出现的Simulation窗口中出现Title和Description文本框,内容随意。
步骤三:定义颗粒和几何体材料 (1)右击Bulk Material>Add Bulk Material,命名为Rock。Rock Properties设置如图。 (2)右击Rock>Add Particle,命名为Rock_particle。颗粒由三球组成,颗粒坐标如图所示。 (3)设置几何材料Steel,物性参数和接触参数设置如图。
步骤四:定义几何模型: EDEM软件本身有几何模型建模功能,但是不能建立复杂模型。本案例导入在其他三维建模软件中建立完成的几何模型,几何文件格式为STL。 (1)右击Geometries>Add Geometry…>Polygon,重命名为Bottom,具体参数如下。
(2)同样建立一个四边形,如图所示。Type设置为Virtual,添加一个颗粒工厂,工厂具体设置参照图片。颗粒初始速度Z:-0.5 m/s 步骤五:定义物理模型 (1)点击Physics,Interaction选择Particle to Particle,Model选择Hertz-Mindlin (no slip) (2)Interaction选择Particle to Geometry,Model选择Hertz-Mindlin (no slip)
步骤八:定义环境 (1)修改计算域:点击Environment,取消勾选Auto Update from Geometry,Gravity设置为z方向:-9.81m/s2。 (2)周期性边界条件设置如下,X轴和Y轴方向设置周期性边界。
(5)点击File>Save,保存设置。
5-求解 点击File>Simulator,或者在快捷菜单中点击相应按钮,切换至求解设置界面。 步骤一:设置时间选项 (1)取消勾选Auto Time Step checkbox,设置Fixed Time Step为20%。 (2)Total Time设为0.5 S,Target Save Interval 设为 0.04s,本案例计算总时间为0.5秒,保存间隔0.04秒。 步骤二:设置网格 (1)设置Cell Size为3Rmin。(Rmin代表最小颗粒半径,网格大小一般为2~3倍最小颗粒半径)
步骤三:启动模拟 (1)点击显示窗口下方,Progress旁三角形按钮,开始计算。 (2)快捷菜单中有Auto Update按钮,可以选择关闭,减少模拟时间。如果想观察模拟过程中颗粒运动状态,点击Refresh Viewer按钮。 (3)模拟完成后,弹出提示窗口,点击Finish。 (4)计算结果如图,下一部分我们将用这一块颗粒堆叠成一个颗粒床。
第二部分 建立Block 工厂,由第一部分生成的Block,复制成多个Block组成的颗粒床。
步骤一:保存Block (1)返回EDEM Creator界面。 (2)右击Rock,选择Save Material Block。
步骤二: (1)新建一个dem文件。 (2)右击Bulk Material>Transfer Material,在弹出的对话框中,选择Materials Database里面出现我们在上一部分中保存的Rock Block,点击向左的箭头,点击OK。 步骤三: (1)建立一个长方体盒子,重命名为Bed walls,参数如图,取消勾选face 1。 (2)建立一个盒子,命名为Large bed,type设置为Virtual。颗粒床长宽是块体的9倍。 (3)右击Large bed > Add material bed,Parameters设置如下, 步骤四: (1)时间步设置如图, (2)开始计算, (3)在一个时间步内,就会生成一个颗粒床。 (4)颗粒床壁面做了贴图处理,选定几何模型,点击load,选择合适的texture即可。
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