颗粒材料离散元分析软件合集

Ansys Rocky 是ANSYS旗下的一款业界领先的离散元法 (DEM) 软件，用于模拟粒状和不连续材料的运动。Rocky旨在解决工程问题。Rocky具有独特的功能，可对任何固体、2D壳体以及刚性和柔性纤维等真实颗粒形状进行建模。实现快速且准确的仿真。利用多图形处理单元（GPU）求解器技术，您可以在许多工业应用中仿真不同形状和尺寸的颗粒的行为

Ansys Rocky内置颗粒破碎模型，可分析颗粒破碎后的尺寸分布与形状。利用研磨等方式，可将形状不规则、尺寸过大的原始颗粒变成形状接近于球形且尺寸合适的颗粒。颗粒会导致各类设备与管路的磨损，如何评估磨损率从而确定合适的维护与更换周期是很重要的问题。Rocky内置了多种经验磨损公式，适用于不同场景的固体表面磨损问题。

Ansys Rocky广泛应用于化学工业、原材料加工、工程机械、家用电器、食品医药等涉及颗粒物处理的领域，分析对象包括粉末、矿石、土壤、稻谷、药物胶囊等各类颗粒物，包括球形颗粒、不规则形状颗粒、纤维、薄壳等多种类型。

 Altair  EDEM 是Altair旗下的一款高性能散装与颗粒物料仿真软件。它采用 DEM 技术，能够快速准确地对煤、矿石、土壤、纤维、谷粒、药片和粉末的行为进行仿真和分析。EDEM 仿真能够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。它可以单独使用或与其他 CAE 工具结合使用。

Altair EDEM在仿真过程中能够实时计算颗粒的运动轨迹、速度、加速度等参数，并生成丰富的可视化结果，如颗粒运动动画、云图、统计图表等。这些可视化结果有助于用户直观地了解颗粒系统的行为特性。Altair EDEM提供了丰富的后处理功能，用户可以对仿真结果进行进一步的分析和处理，以满足不同的研究需求。这有助于用户深入挖掘仿真数据中的有价值信息，为优化设计和工艺改进提供有力支持。通过模拟颗粒间的接触、碰撞和相互作用，EDEM能够实现对颗粒系统行为的精确预测和分析，为工程师提供可靠的数据支持。

Altair EDEM软件凭借其强大的离散元素法模拟能力和广泛的应用领域，在多个行业中发挥着重要作用。它不仅可以优化设备设计、改善生产流程、降低能耗和提高设备寿命，还可以为科研和教育提供有力的支持。

DEMSLab软件是DEMSLab公司基于离散单元法（DEM）开发的针对颗粒系统进行模拟的大型商用软件。DEMSLab以世界领先的非球形离散单元技术为核心，致力于工业级的大规模颗粒体系的模拟。

DEMSLab软件包含前处理器、求解器及后处理器三大部分。前处理器可进行设备的复杂几何造型，颗粒生成器可根据该几何结构自动生成所需要的颗粒。求解器通过OpenMP技术进行了并行设计，可对10,000,000颗粒规模的球形及非球形颗粒体系进行动态模拟，支持复杂结构及运动（振动、旋转、移动等）边界条件、周期性（包含Lees-Edwards）边界条件等，具备用户自定义接口，支持用户自定义开发，可与常用商用及开源CFD软件（如Fluent等）进行双向耦合，以求解两相流动问题。后处理器采用Open GL编程技术设计，可实时显示颗粒体系的运动过程，同时可对任意时刻的微观受力情况进行分析。

通过精确模拟设备内的复杂颗粒运动、传热、及颗粒-流体、颗粒-设备间的复杂作用，DEMSLab可帮助企业降低设备的能耗及损耗，提高设备的运行效率。

南京大学自主研发了岩土体大规模离散元模拟软件MatDEM，软件综合了前处理、计算、后处理和强大的二次开发。采用创新的GPU矩阵计算法和三维接触算法，软件实现了数百万颗粒的离散元模拟，其计算单元数和效率达到了国外商业软件的30 倍以上（300万三维单元，1000万二维单元），在数小时至数天内完成大规模离散元模拟，使离散元模拟接近于工程应用。

MatDEM离散元法将岩土体在空间上分解为一系列单元，并通过迭代计算来求解，计算量非常巨大。三维数值模拟的计算单元数量通常限制在数万个，难以满足实际工程要求。针对离散元法的巨大计算量，通过引入虚单元来构建邻居矩阵和刚度矩阵，实现了离散元法的完全矩阵求解，极大地减少了计算操作。离散元法可以有效地模拟岩土的不连续性、不均匀性和大变形破坏。

基于创新的离散元法矩阵求解，高性能离散元软件MatDEM可在单台计算机上处理数百万个单元，实现工程尺度的离散元仿真。MatDEM 二次开发基于Matlab语言，简单易学。软件提供了完善的函数接口和高效的计算引|擎，可通过二次开发完成复杂多场耦合数值模拟。

PFC（Particle Flow Code）由美国Itasca公司开发的一款基于细观非连续力学理论的离散元仿真软件，PFC研究的介质材料主要分为散体材料和黏结材料，适用于研究材料宏-细观力学特性、颗粒集合体的变形和流动破坏过程、固体材料（岩块等）破裂和破裂扩展等，可以同时考虑流体、动力荷载等复杂力学条件。

PFC 对合成材料进行建模，这些材料由大小可变的刚性颗粒组成，这些颗粒在接触处相互作用，以表示颗粒和固体材料。PFC 模型模拟许多刚性粒子的独立运动（平移和旋转）和相互作用，这些刚性粒子可能会根据内力和力矩在接触时相互作用。

由于其通用设计，PFC可以定制并应用于非常广泛的数值研究，其中软件的离散性是值得关注的。PFC已成为地球科学研究的领先DEM工具，从微观尺度土壤和岩石行为的基础研究到各种大规模应用。PFC还被用于模拟碳纳米管，分子动力学，磁性材料和医学领域的各种其他先进应用。