Altair EDEM和MotionSolve多体动力学

本报告介绍了离散元方法(DEM)及其在解决粉末加工挑战中的应用。使用案例包括使用Altair EDEM模拟双螺杆挤出机，以及使用EDEM与CFD研究气力输送的概念研究证明。

于2021年6月参加第二届牛郎星学术推广活动

发言人:阿基姆·奥拉利耶博士，利默里克大学研究员
持续时间：17分钟

将EDEM与Altair AcuSolve计算流体动力学耦合，使工程师能够执行耦合CFD-DEM模拟，以精确模拟颗粒-流体系统，如流化床、喷涂、扩散等。本演讲从CFD概述开始，然后结合一些应用实例解释Altair EDEM - AcuSolve。

EDEM API简介概述了EDEM物理定制和后处理功能。介绍了EDEM的Python后处理接口EDEMpy，并展示了如何运行和修改分析脚本。此外，介绍了通过CPU和GPU API功能定制物理模型、定制工厂和粒子体力。

本演讲重点介绍了用EDEM建模颗粒固体的考虑因素，介绍了校准的原理和重要性。此外，参加者将学习粗颗粒固体的校正和细颗粒材料(如粉末)的校正方法。另外的校准工具，如GEMM数据库，校准工具包和EDEM Cal也在本课程中介绍。目标和目标:粗颗粒固体建模方法粉末和土壤建模方法GEMM数据库EDEM校准工具包EDEM Cal工具

本次网络研讨会在2021年与爱荷华州立大学合作举办的非公路设备仿真和建模研讨会上举行。该演示涵盖了EDEM在一系列与研讨会相关的行业应用中的使用。bob电竞官方除了展示一些可能的颗粒材料，可以使用EDEM建模，如颗粒，纤维或土壤。EDEM行业的例子包括作物和土壤相互作用的农业机械、重型设备和越野车。

本演讲介绍了离散元方法和EDEM工作流，让与会者获得建立EDEM仿真的经验。目标和目的:识别EDEM软件的关键方面利用EDEM应用程序和工作流描述材料模型和材料校准发起求解器设置(CPU和GPU)bob电竞官方

中联重科利用离散元法(DEM)开发了联合收割机脱粒系统的仿真模型。该模型的总体目标是优化粮食恢复、粮食损伤和粮食损失等性能参数，并使其功率得到最优利用。使用Altair的EDEM软件，我们成功地解决了在合理的时间内处理不同材料属性的小尺寸多球和大量颗粒的处理是真正的挑战。农业作物加工和粮食处理系统的一个重要性能指标是系统中发生的粮食损害。

中联重科一直在与牵牛星的团队讨论和合作，以使研究这一重要性能参数成为可能。他们决心解决和解决世界建筑业和农业中被认为无法解决的问题。

在2021年5月的ATCx重型设备上展示。

发言人:赛义德·侯赛因，中联重科高级机械工程师

持续时间：20分钟

多年来，多体动力学(MBD)代码(如MotionSolve)和离散元方法(DEM)软件(如EDEM)之间的联合仿真已经应用于许多应用，如车辆和材料运输。bob电竞官方缺少的一个环节是一个真实的轮胎模型，它不仅能以真实的方式与土壤材料相互作用，而且还能显示变化的轮胎压力、接触面积的变化以及在该接触面积上的压力分布的影响。

对于非常软的材料，如带有高压轮胎的深泥，使用刚性轮胎是一个不错的近似。但对于较硬表面的轮胎，该方法存在一些不足。例如，轮胎的刚性表示将具有可忽略的滚动阻力，而真实轮胎上的压力分布的峰值在轮胎中心线的前方，产生了对运动的阻力力矩。在现实中，接触贴片面积并不依赖于下沉，而下沉依赖于接触面积，而接触面积依赖于载荷和内部压力。

本演讲介绍了新的PM-FlexTire模型，该模型集成在EDEM中，将与MotionSolve一起工作。要求创建和关联轮胎模型提出了几个应用实例在泥浆，粘土和砾石床。

在2021年5月的ATCx重型设备上展示。

发言人:Jesper Slattengren, Pratt Miller技术研究员

持续时间：20分钟

农产品的生产在加拿大是一个数十亿美元的产业，占全国GDP的近7%。虽然粮食生产系统对所种植的每一种产品都是复杂的和特定的，但在整个价值链中处理、处理和储存农产品方面存在挑战。

对价值链中系统中颗粒之间的相互作用进行建模的能力带来了巨大的好处和见解。本文提出了两个工业实例，其中考虑了散装粮食储存和加工设备的几何形状的影响。在一个案例中，详细了解了由于填充和存储细节在体积属性的变化。在第二种情况下，几何设计细节在新加工设备的开发过程中进行了虚拟优化。这提高了性能，降低了物理原型的成本。

在2021年5月的ATCx重型设备上展示。

发言人:Ian Paulson，草原农业机械研究所(PAMI)技术服务负责人

持续时间：20分钟

ravo5 iSeries街道清扫车的底盘是经过验证的设计，自60年代中期以来一直保持相对不变。然而，由于增加的重量和尺寸要求，以及可能的改变驱动机制，底盘平台的大改是必要的。为了开发一个新的(模块化)底盘，它适合于即将到来的和未来的变化，选择了一种cae驱动的设计方法，该方法由VIRO执行。当使用计算机辅助工程(CAE)时，主要问题是定义或估计作用在结构上的载荷和/或边界条件。如果这种结构是动态加载的，则进一步加剧了这种确定。此外，如果该结构是一个底盘，各种负载情况和互联系统(如轮胎，悬挂)影响多方面的加载性能。

通过利用多体动力学(MBD)和创建一个当前的街道清扫器的MBD模型，第一步是朝着开发一个新的(模块化)底盘。计算的载荷和力矩作用在悬架和底盘上的量化，例如几个最坏的情况下，这允许有充分的依据的决定有关的新设计。此外，这些荷载条件可以作为未来地形优化和/或应力分析的输入。一个重要的部分，当创建一个cae模型，即在这种情况下一个mbd模型，是验证该模型通过实验和/或解析公式。为此，对几种计算荷载工况进行了现场试验和相互配合试验。随后的验证表明，测量的加速度与mbd模型计算的加速度很好地相关。

在2021年5月的ATCx重型设备上展示。

发言人:Thijs Romans, VIRO工程分析小组组长

持续时间：20分钟

G.S. Vidyaprakash介绍了Lakshmi Machine Works Ltd.如何用仿真驱动设计过程。在他的演讲第一次正确的机器设计与CAE仿真，他讨论了可靠的模拟技术，以预测和防止故障模式。

Daniel Jauss, CAE应用工程师，提供了Altair仿真解决方案的演示会议，以更快地评估现实世界的机器，解释了如何通过动态运动分析来提高系统理解，以识别机器装配的真实行为和识别峰值负荷。

用薄膜层包衣颗粒固体在许多工业应用中具有重要意义，如种子和药片包衣。bob电竞官方在种子加工过程中，通常给种子包裹一层由肥料和农作物保护产品组成的保护层。旋转滚筒分批涂布机通常用于这一目的。

以玉米种子为模型材料，采用离散元法(DEM)对种子包衣过程进行了模拟分析。采用两种包衣模型对种子的包衣均匀性进行了预测。喷涂的质量分布的球体在玉米种子,在涂层区停留时间和涂层质量的变异系数和停留时间的种子评估一系列的工艺条件,如旋转磁盘转速,液滴大小和挡板的安排和设计。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

发言人:Mehrdad Pasha, UCB制药公司粉末专家科学家
持续时间：20分钟

随着人们对锂离子电池的电动移动性的需求日益增长，新型活性材料和复合材料的开发成为目前的研究热点。压延是电极生产的最后一步，是影响电极机械性能和电化学性能的关键工序。

本文介绍了一种利用离散元法（DEM）和Altair-EDEM软件预测压延对电极材料、成分、厚度和机械性能的影响的方法。额外的调查为优化过程提供了指导。总之，深入了解压延工艺对电极的影响，为进一步研究奠定了基础。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

发言人:慕尼黑工业大学副研究员David Schreiner
持续时间：24分钟

当在可变形地形上构建军用车辆的仿真模型以进行移动性分析时，动力系细节通常被忽略。这对于电动和混合电动车辆特别感兴趣，其中最大扭矩以低速产生。它易于最终旋转和减少牵引力，最终将车辆挖掘在土壤中。

本文讨论了Bekker-Wong等简化的地面力学模型不适用于动态牵引力控制研究的原因，并说明了Altair-EDEM的复杂地面力学模型（CT）如何利用多体动力学软件Adams的ASCI接口进行联合仿真。

演讲的重点是有和没有TCS的8x8运输车辆。为了对牵引控制系统进行建模，采用PD控制器对低速时的滑移速度和高速时的车轮滑移速度进行限制。一个土壤模型已经与Pratt & Miller沙箱相关联，并在联合模拟中使用35%的爬坡来调整TCS参数。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

发言人:Jesper Slattengren, Pratt Miller工程技术研究员
持续时间：20分钟

无论您是想了解整个方程式学生车辆的动态特性，还是想了解小部件组装的机制，Altair的MotionSolve都是您的完美工具，所有学生和方程式学生团队都可以免费使用。本演示将直接展示如何使用MotionSolve快速优化您的工作流程并更好地了解您的设计，以便您能够创建一个动态稳定的底盘，击败竞争对手。

离散元法（DEM）正越来越多地被用来模拟粉体和颗粒物，这在许多工业和自然过程中是很常见的。由于DEM是在单个粒子水平上进行计算的，因此它有可能捕捉到诸如摩擦、内聚或破碎等问题的潜在粒子现象，而这些现象又反过来通知了所关注的大规模工业过程。通过几个例子，本演示将讨论在开发有效解决方案以解决具有挑战性的工业问题时问题的模型概念化。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

发言人:黄晋教授，爱丁堡大学
持续时间：30分钟

气动输送管道由于空间限制、场地位置或接收筒仓和料斗的位置而发生一系列方向变化。在气力输送过程中，当乳粉和空气在管道周围流动或流动方向发生变化时，颗粒由于惯性、重力和离心作用形成绳状结构。这种颗粒绳的形成会导致颗粒分层、再团聚、沉积和管道堵塞，特别是在处理粘性粉末时。

本研究的重点是设计和优化新型流动辅助弯管，以防止粉末沉积，管道堵塞，并提高吞吐量。通过牵牛星EDEM与计算流体动力学(CFD)的耦合，并辅以针对性实验，研究了这种流动辅助装置的几种概念设计。优化的流量辅助设计集成到中试输送试验台中，结果比常规弯管的同类试验台获得更高的绳散度。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

发言人:阿基姆·奥拉利耶，利默里克大学
持续时间：24分钟

颗粒加工是医药产品和工艺开发、制造以及药物递送的核心活动之一。粉末的行为和加工性能直接影响过程的稳定性、产量和最终产品的性能（药物输送）。 

产品和过程的开发工作通常是耗时和昂贵的实验尝试和错误的方法。离散元素法(DEM)建模和其他机械方法是创建数字沙盒的可行工具。工程可以利用这些工具进行设备表征、工艺参数优化、目标性能调整、快速工艺开发和成本节约，并最终更快地将产品交付市场(患者受益)。其应用多bob电竞官方种多样，从批量或连续混合，微粉化，片剂制造，涂层，或使用CFD-DEM方法用于干粉吸入器和药物递送。 

本报告将讨论DEM和CFD-DEM建模在制药生产中bob电竞官方的应用。将解释符合法规标准的模型开发、验证和实现的关键方面。一种新的混合机器学习-DEM方法将被引入，用于扩展DEM运行，以便在减少计算费用和时间的情况下，快速地将DEM建模到真实的过程时间(小时)。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

发言人:尼玛·雅兹丹帕纳博士，院长
持续时间：24分钟

无论期望与否，颗粒破碎可以发生在处理颗粒材料在工业。对于破坏严重影响材料流动的情况，唯一可行的选择是在DEM环境中描述它。多年来，人们提出了几种强大的方法，但只有极少数适合用于大规模模拟。

该演示文稿显示了一个这样的模型，该模型已在Altair EDEM中实现，用于描述脆性材料的体断裂。它是基于一种新的随机粒子替换方法涉及球体。它解释了断裂能的可变性和尺寸依赖性，此外，当颗粒不断裂时，它会减弱，碎片尺寸分布依赖于应力能。文中给出了EDEM模型的验证结果，说明了EDEM模型的高保真性，并给出了在破碎机破碎预测中的应用实例。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

发言人:Marcelo Tavares，里约热内卢联邦大学教授
持续时间：25分钟

离散元方法已经引起了学术界和工业界越来越多的关注。尽管在开源中有大量的成功报道，但在将DEM建模应用于制药流程开发时存在许多实际挑战。本次讲座将分享DEM在药物开发中的应用经验，并讨论其效益。bob电竞官方将更详细地给出一个扩大药片包衣工艺的案例研究。对未来道路的展望也将进行讨论。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

发言人:Liang Li博士，强生杨森制药公司工艺工程科学家
持续时间：18分钟

热拌沥青(HMA)的生产包括干燥和加热集料和混合和覆盖的液体沥青沥青集料。这个过程提出了许多模拟挑战。 作为一家设备制造商，Astec使用模拟技术来改进设备设计和性能，但HMA混合物在生产过程中不断变化的特性意味着 系列定制DEM模型的开发，以适应生产过程的不同阶段。 在本次演讲中，Astec的模拟和建模负责人回顾了从岩石到道路模拟HMA生产过程中取得的成功，以及存在的不足。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

发言人:Andrew Hobbs, Astec Industries仿真和建模主管
持续时间：18分钟

颗粒材料的力学行为可以用应力、应变、孔隙率和质量密度等连续介质场来描述。当使用Altair EDEM建模颗粒系统时，这些域及其衍生物通常是有趣的。以粉料混合器内运动应力场的计算为例，分析了系统内对流流型。python函数的EDEMpy库可以从EDEM中的离散粒子数据计算此类连续域，本演讲以粉末混合过程为例，概述了使用EDEMpy进行连续域分析的概况。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

发言人:Stefan Pantaleev, Altair EDEM工程师
持续时间：19分钟

用于土壤耕作的工具易磨损。离散单元法（DEM）等模拟方法对分析这些过程具有很好的适用性。在材料科学中，许多磨损的研究都是基于划痕试验的，在划痕试验中，金刚石尖端沿着材料表面移动，去除的体积提供了有关磨损行为的信息。有了数字高程模型，就可以虚拟地模拟这种划痕试验。

在应力模拟过程中，到目前为止还没有发生预期磨损量的几何变形。为此目的，一个程序已经开发，改变几何的工具，以确定的间隔作为CAD模型，并将其返回到仿真。该交互是自动化的，因此不需要手动调整，磨损过程可以显示在任何细节。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

发言人:Florian Schramm，硕士，布伦瑞格技术大学
持续时间：21分钟

论述了螺旋输送机设计中在使用现有计算方法时，对其开发参数(质量效率和功率需求)的确定问题。为了改进设计过程，提供更可靠的结果，将DEM方法引入FMK公司的日常使用中。介绍了螺旋输送机开发参数确定的实验和仿真研究的创新成果。我们的研究表明，DEM的结果在质量效率和电力需求计算方面与实际情况有很大的一致性。此外，还对螺旋输送机中散料的输送过程进行了模拟。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

发言人:Piotr Rubacha，FMK波兰公司仿真工程师
持续时间：18分钟

在化工过程工业中，过程设备的设计和优化是基于设计者的经验，可用的经验关联和过去的实验研究。然而，近年来，离散元方法(DEM)已广泛应用于许多流程工业中，用于颗粒处理和加工操作的大规模模拟，以更好地理解物质流和设计优化。

这里的两个案例研究展示了DEM在旋转设备设计和工艺优化中的有效利用。在第一个案例研究中，DEM成功地用于测试在旋转干燥机中干燥易碎材料的提升器设计的各种概念，以实现更高的吞吐量和干燥速率，并降低比能耗。另一个案例研究强调了通过DEM模拟对影响材料研磨模式和总体比能耗的功率和碰撞能谱的预测，对球磨机中不同研磨介质配置进行评估。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

发言人:Manoj T. Kandakure博士，首席科学家，Aditya Birla科技公司
持续时间：25分钟

在这次演讲中，我们将讨论两个例子，说明阿塞洛-米塔尔如何使用Altair EDEM软件进行炼钢应用。bob电竞官方在每个考虑到的粒状流结构中，模拟结果都通过实验数据和观察进行了验证。 

第一个应用是关于烧结冷却机充料系统偏析问题的DEM建模。建立了DEM模型，并进行了校准步骤，通过工厂的分离测量进行验证，并用于分析装料槽内的颗粒流，更好地理解材料行为，优化烧结矿冷却效率。 

之后，采用DEM数值研究了高应力颗粒对钢板的冲击试验。用EDEM标定的模拟结果与实验观测结果在磨损位置和强度方面吻合良好。通过EDEM软件，可以更好地理解试验中的颗粒流动，并对模拟磨耗能量位置和接触力分布的局部测量值进行数值评估，这在试验中是不可能实现的。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

发言人:Edouard Izard博士，研究工程师，阿塞洛-米塔尔
持续时间：22分钟

材料模型校准是离散元法建模方法的重要组成部分，但通常采用的试错校准方法时间和资源密集型。最近开发的工作流自动化工具和与Altair机器学习解决方案套件的耦合方法提高了Altair EDEM软件中校准过程的效率和准确性。本次演讲探讨了用户在进行EDEM材料模型校准时如何利用这些工具的力量。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

发言人:Stefan Pantaleev, Altair EDEM工程师
持续时间：26分钟

大多数用户都知道离散单元法建模需要定义材料属性，颗粒形状，设备工作条件和接触物理。在本次演讲中，将展示Altair EDEM超越常规DEM设置的关键功能。从创建复杂粒子形状和配置的简单方法到特殊的后期处理，与会者将发现EDEM的独特特性和功能，他们可能不知道，并将找出为什么EDEM多年来一直领先DEM市场。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

发言人:Carles Bosch Padros, EDEM工程服务团队领导，牵牛星
持续时间：19分钟

高炉炉料渗透性的缺陷是高炉生产过程中的一个重要问题。颗粒偏析会导致优先流，扰乱气体分布。装料是高炉操作人员用来控制分离的少数杠杆之一。

深度离散元方法(DEM)模拟与FIFO评估相结合，使Paul Wurth增加了对影响分离的重要因素的知识，并有助于改进完整材料处理的设计。在这个演示中了解更多。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

演讲者:Stefan Rühl，项目工程师& Christian de Gruiter，计算工具负责人，Paul Wurth
持续时间：22分钟

许多工业和应用涉及与机器和流体相互作用的bob电竞官方块状和粒状材料。在试图了解、预测和优化散装物料搬运设备和流程时，使用Multiphysics和Altair EDEM软件可以发挥重要作用。

本演示介绍Altair EDEM提供的多物理功能和选项。本文概述了EDEM与其他解算器和Altair软件相结合的优点，包括与有限元法（FEA）、计算流体力学（CFD）和多体动力学（MBD）的耦合。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

演讲者伊格纳西奥·迪亚兹·阿隆索，牵牛星EDEM工程师
持续时间: 18分钟

许多涉及散装固体的行业需要对粉末床填料结构和应力分布有基本的了解，以便有效地设计工艺设备，优化粉末工艺，提高产品质量。采用离散单元法模拟了7万粒玻璃珠在不同颗粒-颗粒黏聚力和颗粒-壁面摩擦和粘附力条件下的简单容器填充和单轴压缩过程。观看演示，了解更多关于这项研究的结果。

作为虚拟ATCx离散元方法的一部分，于2020年11月提出。

发言人:特拉华大学的尼古拉斯·门罗
持续时间：29分钟

这个世界充满了块状和颗粒状的物质。从开采的矿石，挖掘的土壤，运输的岩石，或处理的粉末-超过70%的工业过程涉及处理或处理这些具有挑战性的材料。

要赢得机电一体化产品的创新竞赛，需要一套能够支持从早期概念设计到服务支持的多学科开发过程的工具。

简单的油气开采时代已经过去，在恶劣环境中开采油气的能力非常依赖于通过使用先进的数值分析和模拟来克服技术挑战的能力。

本演示说明了Altair最新的模拟产品更新如何通过解决设计师和工程师的特定任务，从部件到系统级结构设计，从概念到详细开发阶段，促进和加速客户的产品设计周期。

在挖掘场景的背景下，我们将展示一系列解决方案，重点如下:
-在实际载荷条件下，优化挖掘机臂的结构性能和疲劳寿命评估，
-通过对卡车拖车组件进行详细的设计探索，快速、早期的负载情况评估和改进结构的健壮性，
-应用Altair创新的C123优化，改进挖掘机舱室的翻车保护结构测试结果，

在上述解决方案的技术概述之后，新的HyperWorks用户界面中更新的模型构建和探索工作流程的相关软件演示，集成的Inspire运动和结构分析解决方案，以及自动CAD重新设计和CAD参数优化过程。

在2021年5月的ATCx重型设备上展示。

发言人:Alexander Gnech，牵牛星技术经理

持续时间：20分钟

来自台湾工业技术研究所的首席研究员罗祖良介绍了工业如何走向自学数控机床，以及集成机电仿真如何教授自动路径误差调整和允许预测性维护。