Altair® EDEM™

基本信息

Altair EDEM 是一款高性能散装与颗粒物料仿真软件，采用离散元素方法（DEM）技术，能够快速准确地对煤、矿石、土壤、纤维、谷粒、药片和粉末等颗粒物料的行为进行仿真和分析。它可以单独使用或与其他 CAE 工具结合使用，为工程师提供重要信息，使其了解在一系列操作和加工条件下这些颗粒与设备之间的相互作用。重型设备、越野、采矿、炼钢和工艺制造等行业的公司使用 EDEM 来了解和预测颗粒材料行为、评估设备性能并优化流程。

功能特点

强大的建模与模拟能力

• 模拟多种材料：提供全面验证的概念模型，能模拟任何材料类型和形状，如大小块、干燥、细致、粘性、内聚、软质、柔性等材料。
• 新型球体拟合工具：使用计算效率高且经过验证的多球体方法模拟任何尺寸和形状的材料。用户无需手动布置球体，通过该工具可自动构建与 CAD 文件中导入的粒子形状匹配的多球粒子，还能控制球体数量和限制最小球体尺寸。
• 元粒子创造：许多行业应用涉及柔性或自然拉长的材料，如纤维、农作物和牧草。EDEM 引入的元粒子功能完全兼容 GPU，显著减少了建立针对柔性粒子的仿真所需的时间和精力，用户可轻松创建此类材料。
• 材质块动态工厂：以前引入的床生成工具（材料块）可使用户通过复制和排列较小的材料块来快速生成大型材料床。借助新的元粒子功能，能轻松创建干草或意大利面条等柔性材料，还可将一个模拟的输出用作另一个模拟的输入，节省大量时间。

高效的求解与计算性能

• 高性能求解器：具备跨 CPU、GPU 和多 GPU 求解器的快速且可扩展的计算性能，可仿真涉及数百万或数千万粒子的大型复杂粒子系统。
• 增强的性能：在求解器方面不断改进，速度得到进一步提升。例如 2021 版基准测试显示，使用 GPU 时，与仅使用 CPU 相比，速度提高很多；一些标准示例中，使用高端 GPU 卡时，与使用 12 个 CPU 时相比，速度提高了 15 倍。

便捷的工作流程与操作体验

• 直观的用户界面：提供用户友好的界面，使用户能够快速、灵活地进行模拟设置，可直接访问合适材料输入的材料模型库。
• 快速仿真设置：自带的材料模型库可直接访问合适的材料输入，结合强大的求解器，能够实现快速仿真。

丰富的后处理与分析功能

• 后处理 - EDEMpy：是一个 Python 库，用于后期处理和分析 EDEM 仿真数据，使用户可以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。最新版本进行了一系列增强，包括新分箱功能、获取球体位置和半径数据的新方法以及获取接触和键合数据的改进性能。
• 生成可视化报告：提供丰富的后处理功能，用于分析模拟结果和生成可视化的数据报告。

强大的多场耦合与集成能力

• 与其他 CAE 工具集成：具有和结构、多体、流体多场耦合接口，可与 FEA（OptiStruct）、MBD（MotionSolve）、CFD（AcuSolve）等工具耦合。与 FEA 工具结合，可在结构分析中考虑真实的颗粒物的载荷；与 MBD 工具结合，能模拟设备的动态力学响应；与 CFD 工具结合，可精确模拟颗粒 - 流体系统行为。
• 新 OpenFOAM 耦合器：想要执行耦合 DEM - CFD 模拟的用户可以选择将软件与 Fluent 或开源软件 OpenFOAM 耦合。

高级定制功能

• 物理定制：依靠软件高度通用的应用程序编程接口（API），用户可以自定义物理场，用于复杂的模拟和先进的材料性能，如粘性固体、破裂、软纤维、湿涂层、凝聚、磁性粒子等。

应用领域

• 采矿和矿物加工：可帮助工程师理解岩石、矿石和煤在设备各环节的流动情况，评估和验证转运溜槽的设计性能，解决溢出、堵塞和磨损等关键设计挑战，还可用于优化粉碎设备。
• 重型设备：如轮式装载机、挖掘机、反铲装载机和卡车车身等，EDEM 能让工程师预测散装材料的行为，识别堵塞、溢出和易磨损区域的风险，并为有限元分析（FEA）和多体动力学（MBD）模拟提供准确的材料载荷，以实现优化设计。
• 工艺制造：例如评估片剂包衣机中的混合效率等。
• 农业：在马铃薯收获机挖掘铲收获性能评价中，借助 Altair EDEM 进行马铃薯收获离散元仿真试验，可实现对机具收获性能的快速评价。