<EDEM API案例01>Particle Replacement


本案例包括以下幾部分:

  1. 介紹
  2. 前提
  3. 問題描述
  4. 設置
  5. 求解
  6. 后處理

 

1-介紹

本案例使用自定義顆粒工廠和顆粒體積力接口,實現顆粒替換功能。

案例重點:

  • 加載顆粒體積力API;
  • 加載自定義顆粒工廠API;

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。EDEM版本2.7

3-問題描述

球磨機內鋼球和破碎物碰撞,一定時間后,破碎物裂成小顆粒,通過API實現破碎過程。

4-設置

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Replace.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。

 

(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Material加號,命名為particle。具體設置如圖。右擊Interaction加號,出現particle。具體設置如圖。

 

 

(2)設置幾何材料Steel,物性參數和接觸參數設置如圖。

步驟四:定義顆粒模型

(1)切換到Particles選項卡,添加顆粒Whole,設置Radius:20 mm,Material選擇particle,點擊Calculate Properties,彈出窗口,保持默認選項,點擊OK。

 

(2)繼續添加顆粒Fraction和10mm_spheres,具體參數如圖。

步驟五: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)切換到Geometry選項卡,Import幾何模型,重命名為mill,並添加Dynamic運動形式,從0.4s開始轉動。具體參數如下。

 

(2)添加幾何模型Cylinder,命名為wall,材料設為steel,具體參數如圖。

 

(3)添加幾何模型Cylinder,命名為factory,type為Virtual,具體參數如圖。切換至Factories選項卡,本案例需要添加三個顆粒工廠,一個顆粒工廠生產Whole顆粒,一個顆粒工廠生產10mm_spheres,一個是自定義顆粒工廠(調用API)。Velocity設置為Z:-1 m/s。

 

 

 

步驟六:定義物理模型

(1)點擊Physics,Interaction選擇Particle to Particle,Model選擇Hertz-Mindlin with bonding。

(2)Interaction選擇Particle to Geometry,Model選擇Hertz-Mindlin with bonding。

(3)Interaction選擇Particle Body Force,Model選擇API:ParticleReplacement。

步驟七:定義環境

(1)修改計算域:切換Geometry選項卡,取消勾選Auto Update from Geometry,Gravity,切換至Globals選項卡,設置為z方向:-9.81m/s。 

(2)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5 S,Target Save Interval 設為 0.005s,本案例計算總時間為5秒,保存間隔0.005秒。

步驟二:設置網格

(1)設置Cell Size為6 Rmin。(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)

 

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)模擬完成后,彈出提示窗口,點擊Finish。

(4)計算結果如圖。

 

6-后處理

 

步驟一:顆粒顯示

(1)顆粒Type一共有三種,分別為Whole、Fraction和10mm_spheres,設置成不同的Color。

 

 

 

步驟二:斷裂Bond數目線形圖

(1)切換至Create Graph模式Line Graph選項卡,Select Element中Group選擇Bond,Y-axis設置Number of Broken Bonds,點擊Create Graph。顯示Fraction-Fraction之間的Bond斷裂數目隨時間變化。

 


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