EDEM

EDEM
          EDEM是用於塊狀和粒狀材料模擬的高性能分析軟體,由DEM Solutions公司所發展的旗艦產品。 在離散元方法(DEM)的理論基礎下,EDEM可快速準確的模擬分析煤、礦砂、土壤、纖維、穀物、片劑、粉末…等非連續物體行為。EDEM可匯入顆粒的外型3D,藉由顆粒接觸與碰撞力的計算,考慮重力、摩擦力、材料黏性的影響,真實地計算出材料粒子的運動行為。

          EDEM為工程師提供了至關重要的洞察力,使其可以瞭解這些材料在一系列操作和過程條件下如何與設備相互作用。 它可以單獨使用,也可以與其他CAE工具結合使用。
重型機具、越野車輛、採礦設備、煉鋼和過程製造行業中的領導企業使用EDEM來瞭解和預測顆粒材料的行為,評估設備性能並優化流程。


          2019年Altair收購DEM Solutions 公司後,將EDEM功能整合進多體動力學分析軟體MotionSolve及計算流體動力學 (CFD)分析軟體AcuSolve中,提供了全新的耦合解決方案。

產品亮點
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 獨特的非連續體模擬!適用於土壤、粉末…等顆粒型、非連續材料。

 新球面擬合工具!EDEM 可使用計算高效且經過充分驗證的多球體方法,模擬任何尺寸和形狀的材料。利用此方法,用戶可通過重疊多個球體來構建形狀,並且通過增加重疊球體的數量來提高形狀保真度。借助全新的球面擬合工具,使用者不再需要通過手動排列球體來創建他們想要呈現的形狀。該工具可自動構建多球體粒子,該粒子與 CAD 文件導入的粒子形狀高度匹配。用戶可以控制所使用的球體數量並限制最小球體尺寸。利用此工具,用戶無需構建粒子形狀即可從高效的多球體模擬中受益。
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 元粒子創建!許多行業應用涉及質地柔韌或可拉伸的材料,例如纖維、農作物和草。用戶可通過 EDEM Creator 中引入的元粒子輕鬆創建粒子組,再通過升級後支持元粒子的粘接模型創建柔性纖維。元粒子與 GPU 完全相容。這樣可以大幅減少創建柔性粒子模擬所需的時間與工作量,使使用者以直接的方式創建此類材料。
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 內建即時處理材料模型庫!可簡單快速地使用EDEM海量的預校準材料模型來描述岩石,礦石,土壤和粉末。

 材料塊動態工廠!EDEM 的材料塊生成工具通過複製和排列較小的材料塊,快速輕鬆地生成大型材料塊。
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 運動控制!現在軟體提供運動控制功能,用戶能夠借此輕鬆地引入由於施加力或旋轉而產生的幾何結構運動。
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 計算性能提升!在求解器方面,EDEM原本即具備高性能求解器,可跨CPU,GPU和多GPU進行解算,適於模擬數百萬甚至數千萬粒子的大型複雜粒子系統。而EDEM 2020 進一步納入GPU計算功能,提升了計算速度,帶來更大優勢。基準測試表明,與僅使用 CPU 相比,使用 GPU 時,速度提高很多。與使用 12 個 CPU 相比,使用一張高端 GPU 卡速度即可提升 15 倍。GPU 求解器與 API 模型相容,並且無論模擬複雜程度如何,EDEM 耦合介面都能使所有使用者從速度提升中受益。

 高度彈性的後處理功能!EDEMpy 是一個 Python函式庫,可對 EDEM 模擬資料進行後處理和分析,使用戶輕鬆地從模擬平臺中提取特定資料,並以可自訂和重用的方式處理該資料。最新版本包含一系列增強功能,包括用於搜索盒子或圓筒箱中物件的全新分組功能,用於獲取球體位置和半徑資料的新方法,以及用於獲取結合資料的性能改進。

 整合運用其他CAE工具!通過整併EDEM與Altair或協力廠商的其他CAE領先工具,可擴展應用範圍,包括多體動力學(MBD),有限元分析(FEA)和計算流體動力學(CFD)。

優勢

模擬任何材料
利用經驗證且計算效率高的多球面法,或工業等級的多面體粒子求解器,對各種真實材料進行建模,例如大岩石,粉末,穀物,纖維和藥片。

真實材料行為
全面經過驗證的物理模型,可表示任何材料行為,例如乾燥,沾黏或壓縮行為。

快速簡易的分析流程
使用者介面直觀且易於上手,可快速進行模擬設定。內建材料模型庫可直接選用合適的物料輸入。再加上強大的求解器,可大大縮短模擬分析時間。
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進階分析
廣泛的內建工具集可應用於分析及後處理上。具備資料匯出選項和Python函式庫可用於進一步的後處理。

自定義功能
運用EDEM API來自定義物理行為,可用於復雜的模擬與進階材料行為,例如濕鍍膜、噴漆、燒結、破裂、磁性顆粒等。

CAE整合
將EDEM與FEA和MBD工具結合使用,在結構和多體動力學分析中實現真實的材料負載。與CFD工具結合使用可精確模擬顆粒在流體中的運動行為,實現粉塵、漂浮物的分析。

功能

 相同的材料塊可按一定的時間間隔自動導入模擬。這一功能非常適用於本身需要進行批量處理的場景,例如螺旋鑽、皮帶輸送機、打包機等。此功能非常強大,在無需重新運行的情況下,將某個模擬的輸出用作另一個模擬的輸入,從而節省大量時間。

 通過 EDEM Creator 實現運動控制,並且該功能還可與常規運動學結合使用。此功能創建了一個強大的環境,可以輕鬆定義各種幾何運動,以匹配現實中的設備運動。

 與MBD 耦合。設計重型設備的工程師能夠在其 MBD 模擬中引入逼真的塊狀材料,並深入瞭解機器與物料的相互作用。除了其他 MBD 軟體中已經提供的一系列解決方案外,EDEM 現在還可以與 Altair MotionSolve 耦合,並可進行柔性體分析,觀察其應力。
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 與Fluent 耦合。用戶可以用其精確模擬各種粒子流體系統,還可通過該功能轉移化學物質資料。這樣用戶可以模擬複雜的熱反應和化學反應(例如蒸發),並且在後續更新中,還將實現燃燒模擬。這將為依賴基於此類現象建模的過程打開一系列新應用的大門。
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 與AcuSolve耦合。EDEM與AcuSolve可實現雙向耦合。對複雜的顆粒-流體系統進行建模,例如流體化床、氣力輸送和固液混合,其中流體會影響顆粒,顆粒也會對流體產生影響。  可考慮熱傳行為,以實現粒子-粒子,流體-粒子和固體-粒子之間的相互作用。
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 與OpenFOAM 耦合。EDEM與OpenFOAM 耦合可以克服 DEM-CFD 耦合模擬的常見限制之一:粒子的大小必須小於它們所佔據的網格單元。這樣工程師可以模擬以前無法模擬的一系列應用類型。
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應用領域
建築機具
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越野路面

採礦設備
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冶煉設備 
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醫藥、食品和化工
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