主要的離散元軟件介紹

1、主要的離散元軟件介紹離散元方法(DEM)首次于20世紀70年代由CundallandStrack在Adiscretenumericalmodelforgranularassemblies一文提出，并不斷得到學者的關(guān)注和發(fā)展。PFC3D模擬效果該方法最早應用于巖石力學問題的分析，后逐漸應用于散狀物料和粉體工程領域。由于散狀物料通常表現(xiàn)出復雜的運動行為和力學行為，這些行為難以直接使用現(xiàn)有基本理論，尤其是基于連續(xù)介質(zhì)理論的方法來解釋，而進行實驗研究則成本高、周期長，DEM仿真技術(shù)的應用范圍將會越來越廣。(1)商用軟件目前開發(fā)離散元商用程序最有名的公司要屬由離散元思想首創(chuàng)者Cundall加盟的ITAS

2、CA國際工程咨詢公司。該公司開發(fā)的二維UDEC(universaldistinctelementcode)和三維3DEC(3-dimensionaldistinctelementcode)塊體離散元程序，主要用于模擬節(jié)理巖石或離散塊體巖石在準靜或動載條件下力學過程及采礦過程的工程問題。該公司開發(fā)的PFC2D和PFC3D(particleflowcodein2/3dimensions)則分別為基于二維圓盤單元和三維圓球單元的離散元程序。它主要用于模擬大量顆粒元的非線性相互作用下的總體流動和材料的混合，含破損累計導致的破裂、動態(tài)破壞和地震響應等問題。EDEM是世界上第一個用現(xiàn)代化離散元模型科技設計

3、的用來模擬和分析顆粒的處理和生產(chǎn)操作的通用CAE軟件。使用EDEM,可以快速、簡便的為顆粒固體系統(tǒng)建立一個參數(shù)化模型，可以導入真實顆粒的CAD模型來準確描述它們的形狀。現(xiàn)在大量應用于歐美國家中的采礦、煤炭、石油、化工、鋼鐵和醫(yī)藥等諸多領域。中國科學院非連續(xù)介質(zhì)力學與工程災害聯(lián)合實驗室與極道成然科技有限公司聯(lián)合開發(fā)了國內(nèi)最新的離散元大型商用軟件GDEM,該軟件基于中科院力學所非連續(xù)介質(zhì)力學與工程災害聯(lián)合實驗室開發(fā)的CDEM算法，將有限元與塊體離散元進行有機結(jié)合，并利用GPU加速技術(shù)，可以高效的計算從連續(xù)到非連續(xù)整個過程。由中冶賽迪公司在冶金、礦山、工程機械工程應用基礎上，2013年推出的大型商業(yè)

4、軟件StreamDEM,是國內(nèi)首款完全擁有完全獨立的自主知識產(chǎn)權(quán)，代表了離散元的最高發(fā)展水平，讓國人和世界站在了同一起跑線上。(2)開源軟件BALL&TRUBAL(19791980)distinctelementmethod(FORTRANcode),originallywrittenbyP.CundallandcurrentlymaintainedbyColinThornton.dp3D(discretepowder3D),DEMcodeorientedtowardmaterialscienceengineeringapplications(powdercompaction,powdersi

5、ntering,fractureofbrittlematerials.).Emphasisisputonthephysicsofthecontactlaws.dp3Diswritteninfortran90andheavilyparallelisedwithOpenMP.ESyS-ParticleESyS-Particleisahigh-performancecomputingimplementationoftheDiscreteElementMethodreleasedundertheOpenSoftwareLicensev3.0.Todate,developmentfocusisongeo

6、scientificapplicationsincludinggranularflow,rockbreakageandearthquakenucleation.ESyS-ParticleincludesaPythonscriptinginterfaceprovidingflexibilityforsimulationsetupandreal-timedataanalysis.TheDEMcomputingengineiswritteninC+andparallelisedusingMPI,permittingsimulationsofmorethan1millionparticlesonclu

7、stersorhigh-endworkstations.LAMMPSisaveryfastparallelopen-sourcemoleculardynamicspackagewithGPUsupportalsoallowingDEMsimulations.LAMMPSWebsite,Examples.LIGGGHTSisacodebasedonLAMMPSwithmoreDEMfeaturessuchaswallimportfromCAD,amovingmeshfeatureandgranularheattransfer.FurtheracouplingtoCFDisavailable.LI

8、GGGHTSWebsiteSDECSphericalDiscreteElementCode.LMGC90Openplatformformodellinginteractionproblemsbetweenelementsincludingmulti-physicsaspectsbasedonanhybridorextendedFEMDEMdiscretization,usingvariousnumericalstrategiesasMDorNSCD.PasimodoPASIMODOisaprogrampackageforparticle-basedsimulationmethods.Thema

9、infieldofapplicationisthesimulationofgranularmedia,suchassand,gravel,granulatesinchemicalengineeringandothers.MoreoveritcanbeusedforthesimulationofmanyotherLagrangianmethods,e.g.fluidsimulationwithSmoothed-Particle-Hydrodynamics.WooismainlyDEMcodeforkedoffYade,withshared-memoryparallelizationviaOpen

10、MP,aimingatflexibility(c+,Python),portability(Linux,Windows),extensibility(suchasmembranesasfiniteelementsorbasicmeshfreemethods);contractualcustomizationsareofferedonthewebsite.YadeYetAnotherDynamicEngine(historicallyrelatedtoSDEC),modularandextensibletoolkitofDEMalgorithmswritteninc+.Tightintegrat

11、ionwithPythongivesflexibilitytosimulationdescription,realtimecontrolandpost-processing,andallowsintrospectionofallinternaldata.Canruninparallelonshared-memorymachinesusingOpenMP.MechSysAlthoughitwasinitiallyapackagededicatedtotheFEMmethod,nowadaysitalsocontainsaDEMmodule.Itusesbothsphericalelementsandspheropolyhedratomodelcollisionofparticleswithgeneralshapes.Bothelasticandcohesivefor