本案例包括以下几部分：

1. 介绍
2. 前提
3. 问题描述
4. 设置和求解
5. 后处理

 

１－介绍

格子工厂（Block factory）是一种高效模拟大型颗粒床的方法，能够有效减少计算时间。

案例重点：

• 创建格子工厂；
• 几何模型贴图；

 

２－前提

本案例假定用户熟悉Windows软件界面风格，并对EDEM界面较为熟悉。

 

３－问题描述

首先生成一个块体，块体内包含一些颗粒。再复制并拼接块体成一个颗粒床。块体大小是700×700mm，颗粒床大小是6300×6300 mm，如果直接生成颗粒床，消耗时间太长。先生成较小的块体，再用9×9个小块体生成大的颗粒床，有效减少模拟时间。

 

４－设置

 第一部分：建立Block

 

步骤一：DEM文件生成

1)  打开EDEM软件

2)  点击File＞Save As…

3)  选择一个保存路径，输入dem文件名，本案例文件名Rock_blade.dem，点击Save（路径名和文件名不能出现汉字）

 

步骤二：模型

１）设置模型全局参数

（１）单位设置：

点击Tools＞Opetions…，进入Units选项卡，单位设置如图所示。

（２）输入模型名称及其描述：点击Creator Tree下的Project选项，在出现的Simulation窗口中出现Title和Description文本框，内容随意。

 

步骤三：定义颗粒和几何体材料

（１）右击Bulk Material＞Add Bulk Material，命名为Rock。Rock Properties设置如图。

（２）右击Rock＞Add Particle，命名为Rock_particle。颗粒由三球组成，颗粒坐标如图所示。

 

（３）设置几何材料Steel，物性参数和接触参数设置如图。

步骤四：定义几何模型：

ＥＤＥＭ软件本身有几何模型建模功能，但是不能建立复杂模型。本案例导入在其他三维建模软件中建立完成的几何模型，几何文件格式为ＳＴＬ。

（1）右击Geometries＞Add Geometry…>Polygon，重命名为Bottom，具体参数如下。

（2）同样建立一个四边形，如图所示。Type设置为Virtual，添加一个颗粒工厂，工厂具体设置参照图片。颗粒初始速度Z：-0.5 m/s

 

步骤五：定义物理模型

（１）点击Physics，Interaction选择Particle to Particle，Ｍｏｄｅｌ选择Hertz-Mindlin (no slip) 

（２）Interaction选择Particle to Geometry，Ｍｏｄｅｌ选择Hertz-Mindlin (no slip)

 

步骤八：定义环境

（１）修改计算域：点击Environment，取消勾选Auto Update from Geometry,Gravity设置为ｚ方向：-9.81m/s２。

（2）周期性边界条件设置如下，X轴和Y轴方向设置周期性边界。

（５）点击File＞Save，保存设置。

 

５－求解

点击File＞Simulator，或者在快捷菜单中点击相应按钮，切换至求解设置界面。

步骤一：设置时间选项

（１）取消勾选Auto Time Step checkbox，设置Fixed Time Step为20%。

（２）Total Time设为0.5 S，Target Save Interval 设为 0.04s，本案例计算总时间为0.5秒，保存间隔0.04秒。

步骤二：设置网格

（１）设置Cell Size为３Rmin。（Rmin代表最小颗粒半径，网格大小一般为２～３倍最小颗粒半径）

步骤三：启动模拟

（１）点击显示窗口下方，Progress旁三角形按钮，开始计算。

（２）快捷菜单中有Auto Update按钮，可以选择关闭，减少模拟时间。如果想观察模拟过程中颗粒运动状态，点击Refresh Viewer按钮。

（３）模拟完成后，弹出提示窗口，点击Finish。

（4）计算结果如图，下一部分我们将用这一块颗粒堆叠成一个颗粒床。

第二部分

建立Block 工厂，由第一部分生成的Block，复制成多个Block组成的颗粒床。

 

步骤一：保存Block

（1）返回EDEM Creator界面。

（2）右击Rock，选择Save Material Block。

 

步骤二：

（1）新建一个dem文件。

（2）右击Bulk Material>Transfer Material，在弹出的对话框中，选择Materials Database里面出现我们在上一部分中保存的Rock Block，点击向左的箭头，点击OK。

步骤三：

（1）建立一个长方体盒子，重命名为Bed walls，参数如图，取消勾选face 1。

 

（2）建立一个盒子，命名为Large bed，type设置为Virtual。颗粒床长宽是块体的9倍。

 

（3）右击Large bed > Add material bed，Parameters设置如下，

步骤四：

（1）时间步设置如图，

 

（2）开始计算，

（3）在一个时间步内，就会生成一个颗粒床。

（4）颗粒床壁面做了贴图处理，选定几何模型，点击load，选择合适的texture即可。