EDEM颗粒工厂设置经验小结

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1、EDEM颗粒工厂设置经验小结龚明海基科技1．问题概述EDEM中颗粒工厂设置是整个建模过程中比较复杂的一步，尤其是某些需要预填充一定颗粒的问题，如何合理、高效的生成所需要的颗粒显得非常重要。在实际应用过程中，用户在生成初始颗粒时，经常遇见这么几种情况：1）颗粒生成非常缓慢，需要花费极长的时间才能获得需要的颗粒数；2）假死机，即一直停留在颗粒生成过程，无法进入时间步的计算；3）结构体比较复杂，颗粒难以填充完全。此外，常见的较难设置的颗粒工厂还包括复杂的颗粒粒径分布等。以下就这几种情况介绍设置颗粒工厂时

2、的一些经验。2．EDEM颗粒生成过程EDEM颗粒工厂设置主要包括以下几个部分：Name（颗粒工厂名称）、ParticleGeneration（颗粒生成方式）和Parameters（颗粒参数）。颗粒生成方式中包含dynamic（动态）与static（静态）生成方式，动态方式可以指定颗粒生成量：UnlimitedNumber（无限制）、TotalNumber（总数量）或TotalMass（总质量），同时还需指定GenerationRate（生成速率）：TargetNumberpersecond（期望每

3、秒生成个数）或TargetMass（期望质量流量）；静态方式可以指定FullSection（完全填充）、TotalNumber（总个数）或TotalMass（总质量）。同时，无论何种生成方式，都需要设置StartTime(开始时间)，以及MaxAttemptstoPlaceParticle（放置颗粒的最大尝试次数）。颗粒参数主要是设置颗粒进入计算域后的初始状态，包括Type（颗粒类型）、Size（粒径分布）、Position（位置分布）、Velocity（速度）、Orientation（方向）、A

4、ngularVelocity（角速度）这六个变量。关于以上设置的详细说明，可以参考EDEM帮助文档，或者相关的参考书籍，如武汉理工大学出版社，胡国明等编著的《颗粒系统的离散元素法分析仿真——离散元素法的工业应用与EDEM软件简介》，在此不再累述。对于大部分问题来说，颗粒参数都可以直接确定，关键是选择合适的颗粒生成方式，而需要重点理解的一项设置则是“放置颗粒的最大尝试次数”（以下简称“最大次数”）。“最大次数”在选择了随机排布颗粒生成位置时将会变成可设置状态，默认是20。当颗粒工厂在设定的范围内随机

5、生成颗粒时，有可能会出现新生成的颗粒与原有颗粒发生重叠的情况，一旦发生重叠，新颗粒就会重新选择另一个位置，并再次判定是否重叠，直至找到不会发生重叠的位置，或者达到该“最大次数”。若达到“最大次数”，则EDEM将放弃生成此颗粒，并生成下一个颗粒，重复以上步骤。理解了“最大次数”的意义，即是理解了EDEM生成颗粒时的计算过程，而其他设置都需要理解此计算过程进行合适的选择。3．问题分析与设置经验对于颗粒是处于持续加入和流出状态的过程，颗粒流量、速度、位置等通常都直接由工况确定，所以设置起来几乎不存在非常

6、不合理的情况，也就不会出现前文所述的问题。容易出问题的一般是需要预置一定量颗粒的过程，在预置颗粒时参数设置不合理，导致得不到想要的初始状态颗粒。此时，我们可以先明确一个步骤，就是将模拟工作分为两部分，第一部分是初始状态颗粒的生成工作，可称为“初始化阶段”；第二部分才是真正的计算工作，称为“模拟阶段”。明确了这两步后，我们可以认为，在“初始化阶段”，只要能得到想要的初始态颗粒，任何模拟参数都可以修改，而不必要和“模拟阶段”的参数保持一致。而且在“初始化阶段”，任何运动的结构体都应该保持静止，防止运动

7、带来不必要的影响。按照这个原则，灵活的调整模拟参数，选取合适的颗粒工厂，就能够解决绝大多数的颗粒生成问题。3.1．颗粒生成极为缓慢动态生成颗粒时，常会出现颗粒生成极为缓慢的情况，最主要的原因就是颗粒工厂的范围相比于生成速率过小，或者说生成速率相比于颗粒工厂的范围过大。当颗粒工厂内已经存在许多颗粒时，新颗粒就会不停的寻找合适的位置，设置的生成速率越大，EDEM为了达到该速率，就会尝试添加非常多的新颗粒，而绝大多数的颗粒会因找不到合适的位置而无法生成。那么，这种情况下，查找位置的计算将会消耗大量的资源

8、和时间，进而导致颗粒生成极为缓慢，计算速度也大大降低。这种情况可以通过EDEM的SolveReport直观的判断出。计算时，打开SolveReport，找到Factory部分，可以看到有一项数据为totalparticlesregenerated，这表示EDEM尝试重新生成新颗粒的次数。此项数值越大，就说明生成新颗粒越难。为了解决此问题，通常采用以下几种措施：1）减小颗粒生成速率。此时，EDEM不会花费大量的时间尝试添加难以生成的颗粒，生成所需要颗粒的时间将会延长。这也是我们所推荐