关于高精度的颗粒形状问题

在使用EDEM过程中，常常会有些用户会纠结在颗粒形状问题上，如果要完全和真实颗粒形状保持一致，这样的话要面临大量的颗粒建模问题；如果只是简单表示颗粒形状问题，则又会担心颗粒形状对计算精度的影响。这里跟大家分享一篇文章，希望对大家颗粒建模有所帮助~

为什么你不需要高精度的颗粒形状…

在工业规模的离散元模拟过程中，不仅需要考虑颗粒形状的因素，而且还需要考虑究竟需要将形状拟合到何种精度的问题。

颗粒形状是业界较为关注的问题，目前对颗粒形状的两种拟合方法：1多球面拟合（EDEM采用的方法）；2多面体拟合。多球面拟合有较高的模拟效率，有相当一部分人认为用精确的形状拟合真实颗粒流是必要的。

问题是如何确定模拟所需考虑的形状的程度。

一般意义上的仿真模拟都是对真实环境的一种近似处理，颗粒形状也不例外。事实上也不可能再现所有颗粒的真实形状，DEM方法在研究颗粒流行为时颗粒形状上的近似误差可通过一定的标准使其影响降到最低。

以前的帖子中也提到，我们可以校正甚至简化颗粒形状，以模拟真实的过程。

接下来解释这种观点。下图是之前的案例研究，它显示了如何引入形状以再现真实的颗粒流动行为。材料模型由高逼真的多球体颗粒组成，有16个球面，实现了与真实颗粒1:1的比例。

登录/注册后可看大图

高逼真的颗粒形状

上例可能可能会让你认为这已经接近真实的材料，误差会减少，你也许是对的；然而由于这里仍然有预定颗粒形状，误差仍然存在！其他参数的校准仍然需要，而且模拟百万量级颗粒的实际工况时需要运行更长的时间。

和下面同样的转移塔的模拟对比。这里使用更简单的形状：只有一个形状一三球形粒子。因为我们对颗粒流的影响更感兴趣，应用了粒子的缩放因子（使它们比真实的材料大），并指定了一个简单的正态分布。可以看到溜槽中相同的颗粒流动行为。

登录/注册后可看大图

简化的颗粒形状

我们得到了与高逼真颗粒模型相同的颗粒流，让工程师做出相同的设计决策。而且低保真形仿真比高逼真模型快10倍！

这种速度的改进是非常重要的。仿真实验表明，几天的模拟可以在几小时内完成。工程师们认识到，模拟真实的颗粒流不需要高逼真度的颗粒，这样可以节省大量的时间；也方便进行广泛的假设实验的模拟，以确保设计的稳健性。

总结：成功的离散元模拟不在于是否拟合了最复杂的形状，而是要认识到，不管你选择什么形状，校准都是必需的，那么为什么不使用最有效的可能形状呢？！

原文：

DEM Pro-Tip: Don’t believe the hype! Why you don’tneed high-fidelity particle shapes…

http://www.dem-solutions.com/blog/dem-pro-tip-dont-believe-the-hype-why-you-dont-need-high-fidelity-particle-shapes

南纬北纬 发表于 2016-7-27 09:14
感觉还是有点差别呀！！

哈哈，其实这种差别造成的结果误差完全在可接受的范围内的。可以建立简单的接近真实颗粒的非球形颗粒，如果这样造成的仿真时间过长，则可以用球形颗粒替代真实颗粒进行仿真

这是原厂资深工程师的经验之谈，希望对大家在今后EDEM的使用中有所帮助，后续还会有更多的这方面的资料更新出来，并且会汇总一个置顶帖给大家。

顶！d=====(￣▽￣*)b

可以用来反驳那些质疑我对颗粒建模过于简化的人

justod1988 发表于 2015-5-28 09:48
可以用来反驳那些质疑我对颗粒建模过于简化的人

再分享一篇文献，更能说明这个问题。
Rahul Bharadwaj et, al., Discrete element simulation study of a Freeman powder rheometer, Chemical Engineering Science, 2010.

杨格 发表于 2015-5-28 10:32
再分享一篇文献，更能说明这个问题。
Rahul Bharadwaj et, al., Discrete element simulation study of a ...

多谢美女杨斑竹，出差刚回..

学习了

赞一个     ！！！

感谢分享，很有用！学习了！

请教一下，那edem可以像pfc一样建立簇颗粒吗？