颗粒簇模型参考

颗粒簇模型使用多种形状(球体)来表示非球形颗粒。可以使用颗粒形状编辑器来定义初始颗粒组合体。

使用粘接颗粒相间相互作用模型对这些球形之间的接合进行建模。如果要对非球形固定颗粒进行建模,选择复合颗粒模型。

与复合颗粒模型不同,颗粒簇模型将颗粒定义为通过并行粘接连接的球形组合体。复合颗粒模型仅将颗粒的各个球体视为单独的实体进行接触检测,必须单独求解颗粒之间的接触。在其余计算中,颗粒为单个对象。如果使用颗粒簇模型,会将组合体中的每个球体视为单独的颗粒,它们具有单独的位置、速度、角速度和方向(由系统维持)。

喷射器喷射颗粒时,接触的颗粒之间立即形成粘接。颗粒簇的初始配置处于平衡状态,即所有接触力都是平衡的。

要使颗粒之间的粘接可破碎,选择简单失效、恒定比率损伤或冲击切割模型。粘接断裂时,颗粒间的相互作用符合 Hertz-Mindlin 定律。在这种情况下,粘接力和颗粒力不会并行作用。这一事实使得 Simcenter STAR-CCM+ 在定义初始颗粒形状时,无需考虑软颗粒模型的小接触重叠带来的过度限制。

下图显示了颗粒簇在撞击壁面边界时破碎的示例。



报告、绘图和 XYZ 内部表以相同方式处理簇的所有球体。每个球体都是 DEM 颗粒。

理论 请参见颗粒聚类和破碎。
提供方式 [物理连续体] > 模型 > 颗粒形状
节点路径示例 连续体 > 物理 1 > 模型 > 拉格朗日多相 > [相] > 模型 > 颗粒簇
要求
在 [物理连续体] > 模型下:
  • 时间:隐式不定常
  • 可选模型:拉格朗日多相
在拉格朗日多相 > [相] > 模型下:
  • 颗粒类型:DEM 颗粒
在多相流相互作用 > 相间相互作用 > [相互作用] 下:
  • 相间相互作用拓扑:DEM 相间相互作用(自动选择)
  • 颗粒形状:粘接颗粒(自动选择)
属性 关键属性包括:球体数、球度、体积。请参见颗粒簇属性。
特定右键单击操作 请参见颗粒簇右键单击操作。
激活 模型控制(子节点)
场函数 粘接状态、法向粘接应力、颗粒组分索引、颗粒直径、切向粘接应力。

颗粒簇右键单击操作

创建形状
通过使用生成的球体数属性当前指定的球体数,创建(或重新创建)基于选定形状的复合颗粒。
更新属性
更新基于当前几何(即用户自定义的形状)的颗粒属性。
显示模型
在图形窗口中显示颗粒的表示。

颗粒簇属性

主惯性矩
该只读属性报告主惯性矩和惯性矩比例缩放的乘积。不适用于颗粒簇。
面积
该只读属性报告颗粒的面积。
体积
该只读属性报告颗粒的体积。
球度
该只读属性报告颗粒的球度。计算 Haider 和 Levenspiel 曳力系数时将使用此属性(请参见 Eqn. (3008))。
球体数
该只读属性报告用于填充零部件的球体数。

颗粒簇输入节点

使用输入管理器节点选择输入方法。

方法 对应方法节点
手动
手动
此节点没有属性。右键单击颗粒簇 > 形状,然后选择新建以引入新的球体节点。请参见创建单独组成的颗粒形状。
表
表
通过此方法,可以从预先存在的表中加载颗粒形状。每个表条目描述了复合颗粒中的一个球体。该节点具有以下属性:
表
已加载到工具 > 表中的输入表的名称。
X 坐标
球体中心 x 坐标的表列的名称。
Y 坐标
球体中心 y 坐标的表列的名称。
Z 坐标
球体中心 z 坐标的表列的名称。
半径
球体半径的表列的名称。

形状

定义球形的属性。

球体
位置
指定球体中心点。此属性用于相对彼此定位球体。
坐标系
用于定义位置的坐标系。默认为基准。
半径
指定球体的半径。此处不会指定球体的实际尺寸,因为整个复合颗粒或颗粒簇均会比例缩放,以与喷射器匹配。
Link to Boundary(链接至边界)
在选择颗粒-壁面链接模型后打开该选项时,表示球体在接触壁面时会粘附到壁面上。默认值为关闭。