多尺度离散模拟软件DEMms功能特色及应用

多尺度离散模拟软件DEMms耦合了独特的颗粒粗粒化模型与流固耦合方法，可以高效对接多种开源流动求解器，具备长时间或准实时模拟宽粒径分布和反应传递耦合的工业过程的能力，为虚拟工厂和高水平数字孪生的建立提供了有力手段 。

DEMms软件能实现工业反应器在颗粒尺度上的长时间或实时模拟，可定制开发多相流、复杂颗粒间作用等功能，可应用于化工、冶金、采矿、能源、动力、医药、航空航天等领域中涉及颗粒的多相体系，如流化床、移动床、散料处理设备等。

DEMms功能特色

--大规模颗粒模拟能力

   

• DEMms软件支持上万CPU核心并行计算，效率 >45%

• DEMms支持GPU加速计算，每秒粒子更新数 >10⁸

• 相比于其它主流软件10⁶量级计算颗粒数，DEMms软件计算颗粒数>10⁹，可处理物理颗粒数 >10¹⁴        
       

  
       

   

DEMms功能特色

--丰富的复杂体系处理功能

   

目前，主流离散模拟软件复杂体系功能不足，例如：传热模型有限，难以高效实现反应模型，难以高效耦合流体求解。

DEMms软件具有丰富的复杂体系处理能力，可用于：

• 复杂颗粒与设备模拟
• 传质、传热和反应过程模拟
• 丰富的流体求解器接口        

   

DEMms功能特色

--灵活的软件应用模式

   

• DEMms软件拥有自主知识产权，可提供颗粒作用与形状，及多相流等专用功能定制；
• DEMms软件支持OpenFOAM 、 Solidworks 、 ICEM等多种软件接口。      

   

DEMms软件计算规模与并行效率显著高于同类型主流商业软件，具备长时间或准实时模拟宽粒径分布和反应-传递耦合的工业设备的能力。

目前DEMms软件已应用于颗粒流体系（例如料斗、螺旋输送器、颗粒混合器和高炉布料等）和颗粒流体系统（循环流化床、湍动床和提升管反应器等）的模拟，服务于科技部、基金委和中科院部署的重要项目，以及宝钢、中石化、壳牌和联合利华等多家世界500强企业的技术研发。

DEMms典型应用

--高炉布料优化

   

高炉煤气流合理分布对高炉长寿高效、低耗和优质有重要作用。高炉煤气流在高炉内部经过风口、软熔带和块状带到达料面，炉顶装料设备及制度对料面炉料分布、块状带炉料分布和软熔带有重要影响。通过DEMms软件颗粒尺度模拟优化大型高炉布料矩阵，可实现料层中合理的物料分布，有利于实现高炉长寿、高效和绿色生产。

DEMms典型应用

--新型滚筒钢渣处理工艺

   

多尺度离散模拟软件DEMms可以模拟确定滚筒的最大稳定处理量并优化操作参数，处理能力提高 30 余倍且运行更加稳定 。

DEMms典型应用

--胶囊形颗粒精确模拟

   

采用多尺度离散模拟软件DEMms可以精确模拟胶囊形颗粒，从而获得长径比及密度分布对其混合行为的影响，为调控和优化该类颗粒的混合过程提供支撑。

DEMms典型应用

--MTO反应器催化剂尺度长时模拟

   

采用多尺度离散模拟软件DEMms，在催化剂尺度模拟 MTO 中试反应器 8 小时反应过程，可以获得催化剂积碳的完整过程，为调控催化剂的积碳分布进而优化 MTO 反应器的操作提供了支撑 。