模拟粒子的行为与Ansys岩石

ESSS和Ansys正在合作提供改进的离散元素建模(DEM)工作流程，用于快速分析和评估众多工业应用中的颗粒运动。为了帮助准确有效地模拟这些大块运动及其与流体和结构的相互作用，Ansys推出了一款新产品:Ansys的岩石。

Ansys Rocky无与伦比的速度和精度由其多gpu功能和逼真的非球形模拟支持。从糖果到吸尘器，近70%的工业产品都经历过散装颗粒物料流动，不同大小、复杂形状的颗粒相互作用，可能会影响产品的效率或结构完整性。

为了准确有效地克服这一困难的设计挑战，工程师需要像Rocky这样的DEM解决方案，其特点:

• Multi-GPU处理
• 支持复杂的颗粒形状，包括柔性纤维和外壳
• 精确的粒子物理，包括破损
• 综合多体动力学
• 与CFD和FEA无缝集成
• 独特的自定义和自动化应用程序编程接口(api)

DEM过程是如何工作的

Rocky是一种无网格方法，它解决了每个元素/粒子的牛顿第二运动定律。确保高保真模拟的最重要考虑因素是考虑作用在每个粒子上的所有相关力。下图是DEM算法的流程图。

如果粒子仍在范围内，则模拟将继续循环此过程。

实现DEM的核心是精确计算作用在模拟中每个粒子上的力。这就需要一种鲁棒且精确的接触检测算法。接触检测和精确处理各种形状粒子的能力是DEM代码之间的关键区别。

标准DEM代码使用粘球方法。Rocky采用多面体形状，有很多优点，包括:

• 精确的形状表示，包括尖锐的角落和边缘
• 实际的粒子形状给出了精确的粒子间相互作用
• 断裂建模支撑

Ansys Rocky的高级建模功能

为了准确地描述和预测粒子级现象，需要不同的建模能力。Rocky提供业界领先的模型，为您提供最准确的答案。

物理模型建模

Rocky集成到Ansys Workbench环境中，并与Ansys流利和Ansys机械用于CFD-DEM和FEA-DEM模拟。

CFD-DEM模拟有两种方法:单向或双向耦合。单向耦合是指流体场影响颗粒流动，但颗粒不影响流体流动。双向耦合是当流体流动影响颗粒的运动时，颗粒反过来影响流体的运动。

对于FEA-DEM模拟，岩石的几何载荷传递给Ansys机械来评估结构应力。通过将机械与岩石相结合，工程师可以模拟瞬态情况，同时将部件的运动和时变载荷结合到边界元素上。

复杂粒子形状

Rocky使您能够模拟具有真实颗粒形状和大小的系统，指定圆形和真正的非圆形颗粒形状。您可以混合和匹配不同的形状，大小，灵活性和附着力组合，以创建自己独特的粒子集。要么使用Rocky的默认形状，要么定义和导入您自己的自定义形状，包括纤维和外壳，刚性和柔性都可以。

破损

考虑到颗粒表面的碰撞位置以及随之而来的内应力，Rocky独特的离散破碎模型保留了复杂颗粒形状的质量和体积。这种方法使您能够准确地捕获形状相关的断裂和裂纹扩展。

附着力

Rocky可以处理干湿散装物料。湿材料具有额外的凝聚力/粘附性的复杂性，Rocky通过将粘附力建模为应力的函数并将其与接触力进行缩放来捕捉到这一点。Rocky提供了几种不同的粘附力模型，以复制湿体材料在不同应用中遇到的不同粘附情况。

弹性纤维

柔性纤维可以通过虚拟键连接排列的球柱来模拟，这些球柱具有弹性和粘性。它们之间的相对位移可能产生键的线性和角变形，导致纤维材料的弯曲和弯曲。

要了解本博客中讨论的更多功能，甚至更多关于Rocky的信息，观看我们15分钟的网络研讨会。

或者在我们的网络研讨会上获得关于Rocky的最新信息:Ansys 2023 R1: Ansys Rocky有什么新。