离散元法原理及应用读书报告

离散元法原理及应用读书报告

问:离散元的离散元基本原理
  1. 答:离散元法是专门用来解决不连续介质问题的数值模拟方法。该方法把节理岩体视为由离散的岩块和岩块间的节册物理面所组成,允许岩块平移、转动和变形,而节理面可被压缩、分离或滑动。因此,岩体被看作一种不连续的离散介质。其内部可存在大位移、旋转和滑动乃至块体的分离,从而可以较真实地模拟节理岩体中的非线性大变形特征。离散元法的一般求解过程为:将求解空间离州者液散为离散元单元阵,并根据实际问题用合理的连接元件将相邻两单元连接起来;单元间相对位移是基本变量,由力与相对位移的关系可得到两单元间法向和切向的作用力;对单元在各个方向上与其它单元间的作用嫌哗力以及其它物理场对单元作用所引起的外力求合力和合力矩,根据牛顿运动第二定律可以求得单元的加速度;对其进行时间积分,进而得到单元的速度和位移。从而得到所有单元在任意时刻的速度、加速度、角速度、线位移和转角等物理量。
问:离散元与有限元的区别
  1. 答:离散元与有限元两者在介质和接入点上有所不同。
    离散元方法是由分析离散单元的块间接触入手找旁行出其接触的关系建立接触的物理力学模型并根据对非连续、离散的模拟仿真。而有限元方法是将介质复杂几何区域离散为具有简单几何形状的单元通过单元集成、外载和约束条件的处理得到方程组再求解该方程组就可以得到该介质行为的近似表达。
    1、计算方法:目前世界上结构计算方法一般分为有限元(FEM finite element method)、离散元(DEM discrete element method)、还有边界元(EEM)。
    2、离散元方法:最早是1971年由Cundall提出答启散的一种不连续数值方法模型离散元理论是由分析离散单元的块间接触入手找出其接触的本构关系建立接触的物理力学模型并根据牛顿第二定律建立力、、速度 及其位移之间的关系对非连续、离散的单元进行模拟仿真。
    3、有限元方法:插值是基于网格的、所以需要清氏人为做好单元、这很耗时间、但是单元就好像人们修了路一样、计算的时候可以节省很多时间、效率比较高。同时、这也是有限元法的一个缺点、大变形问题中的网格畸变问题、本质在于单元插值造成的 。
问:离散元方法在球磨机中的具体应用拜托各位了 3Q
  1. 答:离散元方法是一种模拟离散的相互作用的实体运动行为的数值方法,常用于 球磨机 的设计和制造。在计算过程中,允许实体之间发生平动和转动。离散元方法最早由Cundall和Strack于1971年提出,用于研亏拍斗究非连续性颗粒系统的运动规律1201。离散元方法将离散系统看作有限个离散单元实体的集合。根据单元体的形状,离散系统分为颗粒销磨系统和块体系统。本文以大型球磨机为研究对象,研磨介质和研磨物料近似为球体颗粒。 离散元方法的编码思想十分简单。集合中每一个单元都是独立的,每个单元都具有相应的尺寸、质量、转动惯量和接触参数等属性。它以牛顿第二定律和力一位移定理为基础,对每一个单元首先确定与之接触的单元,根据单元之间的重叠量,运用力一位移定理计算单元之间的接触力,从而得到单元的合力和合力矩,之后用牛顿第二定律确定单元的运动规律,如此循环计算,直到系统中所有颗粒都计算完毕。 和颗粒物质的连续介质理论相比,离散元模拟具有三个明显的优势。首先,在没有可靠理论对设备内的颗粒运动进行研究的情况下,可首先采用离散元模拟根贺桥据仿真结果对设备进行优化设计;其次,采用离散元模拟能补充甚至代替部分试验,从而节省时间,降低费用;更重要的是基于离散元模拟可以得到试验中较难测得的数据,进而对现有理论进行改进。 离散元方法的优点是能够追踪每个颗粒的运动, 并获得任意时间段内系统的运动行为的详细信息。但是,离散元方法存在计算量巨大、计算时间长的缺点,而且时间步长越短,系统中颗粒的数目越多,计算量越大。在特定的材料研究中,一般都要模拟大量的颗粒。人们一般采用较小的刚度值获得较大的时间步长,但是这样也会造成碰撞过程中颗粒间的重叠量过大。
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