本文摘要(由AI生成):
Altair发布了EDEM 2020,作为市场领先的离散元方法(DEM)软件,广泛应用于散体物料仿真。新版本提供了全新耦合解决方案,搭载多体动力学软件Altair MotionSolve和开源软件OpenFOAM。EDEM 2020的亮点包括颗粒自动填充工具、元颗粒模型、动态颗粒工厂、运动控制、性能提升、EDEMpy 0.1.2、EDEM-MotionSolve耦合、EDEM-Fluent耦合增强功能和EDEM-OpenFOAM耦合。
2019年11月28日,Altair(纳斯达克股票代码:ALTR)发布Altair EDEM 2020,作为市场领先的离散元方法 (DEM) 软件,广泛应用于散体物料仿真。EDEM 2020在建模便捷性、求解速度、耦合扩展等方面大大提升,实现更加高效地散料仿真。
EDEM可用于对采矿、设备制造和过程行业中处理块状材料的设备进行虚拟仿真。可使用EDEM优化设备设计、提升生产率、降低运营成本、缩短产品开发周期以及推动产品创新。
新版本提供的全新耦合解决方案搭载多体动力学软件Altair MotionSolve™和开源软件OpenFOAM。
“我们的开发工作一直以速度为焦点,后续版本将持续专注于面向GPU技术的EDEM功能,这样所有用户都能因显著提升仿真速度而受益。凭借EDEM 2020,我们将解决仿真设置问题,并推出高级功能,例如用于仿真柔性纤维的元粒子和用于仿真高级几何运动的运动控制。此外,球面拟合等新工具现已成为EDEM的标准功能。”
——Mark Cook
Altair EDEM产品经理
EDEM 2020的亮点
颗粒自动填充工具
EDEM可使用计算高效且经过充分验证的多球体方法,仿真任何尺寸和形状的材料。利用此方法,用户可通过球体重合来构建形状,并且通过增加重合量提高形状保真度。借助全新的颗粒自动填充工具,用户不再需要通过手动排列球体来创建他们想要呈现的形状。该工具可自动构建多球体粒子,且粒子与CAD文件导入的粒子形状高度匹配。用户可以控制所使用的球体数量并限制最小球体尺寸。利用此工具,用户无需构建粒子形状即可从高效的多球体仿真中受益。
借助颗粒自动填充工具在EDEM中实现
复杂形状创建的流程自动化
元颗粒模型
很多行业应用涉及柔性或可拉伸的材料,例如纤维、农作物和干草。用户可通过EDEM Creator中引入的元颗粒轻松创建颗粒模型,再通过升级后支持元颗粒的粘接模型创建柔性纤维。元颗粒与GPU完全兼容。这样可以大幅减少创建柔性颗粒仿真所需的时间与工作量,使用户以直接的方式创建此类材料。
通过EDEM 2020的全新元颗粒功能创建柔性材料(如干草或是意大利面条)非常简单
动态颗粒工厂
EDEM此前推出颗粒床生成工具(也称为“材料块”),该工具使用户通过复 制和排列较小的材料块,快速轻松地生成大型kel床。在EDEM 2020中,此功能已扩展为“动态颗粒工厂”,这意味着相同的材料块可按一定的时间间隔自动引入仿真。这一功能非常适用于本身需要进行批量处理的场景,例如螺旋钻、皮带输送机、打包机等。此功能非常强大,在无需重新运行的情况下,将某个仿真的输出用作另一个仿真的输入,从而节省大量时间。
用户可以按一定的时间间隔将颗粒材料块自动插入到仿真中,以复 制物理系统的产出物
运动控制
现在软件提供运动控制功能,用户能够借此轻松地引入由于施加力或转矩而产生的几何结构运动。此前,力或转矩的添加仅可通过EDEM的耦合接口实现,而现在则可直接通过EDEM Creator实现,并且该功能还可与常规运动学结合使用。此功能创建了一个强大的环境,可以轻松定义各种几何运动,以匹配现实中的设备运动。
可以轻松引入由于施加力或转矩而产生的几何运动
性能提升
在求解器方面,EDEM 2020进一步提升了速度,以带来更大优势。基准测试表明,与仅使用CPU相比,使用GPU时,速度实现质的飞越。一些实例显示,与使用12个CPU相比,使用一张高端GPU卡速度即可提升15倍。GPU求解器与API模型兼容,并且无论仿真复杂程度如何,EDEM耦合接口都能使所有用户从速度提升中受益。客户可以从客户区域访问GPU基准测试(需要登录)。
后处理 – EDEMpy 0.1.2
EDEMpy是一个Python库,可对EDEM仿真数据进行后处理和分析,使用户轻松地从仿真平台中提取特定数据,并以可自定义和可重用的方式处理该数据。最新版本包含一系列增强功能,包括用于搜索盒子或圆筒箱中对象的全新分组功能,用于获取球体坐标和半径数据的新方法,以及用于获取接触和粘结数据的性能改进。
EDEM-MotionSolve耦合
通过将EDEM与多体动力学 (MBD) 软件耦合,设计重型设备的工程师能够在其MBD仿真中引入逼真的块状材料,并深入了解机器与物料的相互作用。除了其他MBD软件中已经提供的一系列解决方案外,EDEM现在还可以与Altair MotionSolve耦合。EDEM-MotionSolve 联合仿真提供了设备运动动力学建模和可视化的功能,并且可以用于检查块状材料产生的负载如何在整个机械系统中分布
EDEM-Fluent耦合增强功能
EDEM-Fluent耦合已经过更新,用户可以用其精确仿真各种粒子流体系统,还可通过该功能转移化学物质数据。这样用户可以仿真复杂的热反应和化学反应(例如蒸发),并且在后续更新中,还将实现燃烧仿真。这将为依赖基于此类现象建模的过程打开一系列新应用的大门。有关仿真蒸发的更多信息,请阅读Astec, Inc.公司A. Hobbs的博客文章。
使用 EDEM-Fluent 耦合对湿颗粒进行流化床加热和干燥
(图片由 Astec 提供)
EDEM-OpenFOAM耦合
EDEM-OpenFOAM耦合可以克服DEM-CFD耦合仿真的常见限制之一:颗粒的大小必须小于它们所占据的网格单元。这样工程师可以仿真以前无法仿真的一系列应用类型。
显示体积分数和粒子速度的 EDEM-OpenFOAM 流化床示例