主要的离散元软件介绍

1、主要的离散元软件介绍离散元方法(DEM)首次于20世纪70年代由CundallandStrack在Adiscretenumericalmodelforgranularassemblies一文提出，并不断得到学者的关注和发展。PFC3D模拟效果该方法最早应用于岩石力学问题的分析，后逐渐应用于散状物料和粉体工程领域。由于散状物料通常表现出复杂的运动行为和力学行为，这些行为难以直接使用现有基本理论，尤其是基于连续介质理论的方法来解释，而进行实验研究则成本高、周期长，DEM仿真技术的应用范围将会越来越广。(1)商用软件目前开发离散元商用程序最有名的公司要属由离散元思想首创者Cundall加盟的ITAS

2、CA国际工程咨询公司。该公司开发的二维UDEC(universaldistinctelementcode)和三维3DEC(3-dimensionaldistinctelementcode)块体离散元程序，主要用于模拟节理岩石或离散块体岩石在准静或动载条件下力学过程及采矿过程的工程问题。该公司开发的PFC2D和PFC3D(particleflowcodein2/3dimensions)则分别为基于二维圆盘单元和三维圆球单元的离散元程序。它主要用于模拟大量颗粒元的非线性相互作用下的总体流动和材料的混合，含破损累计导致的破裂、动态破坏和地震响应等问题。EDEM是世界上第一个用现代化离散元模型科技设计

3、的用来模拟和分析颗粒的处理和生产操作的通用CAE软件。使用EDEM,可以快速、简便的为颗粒固体系统建立一个参数化模型，可以导入真实颗粒的CAD模型来准确描述它们的形状。现在大量应用于欧美国家中的采矿、煤炭、石油、化工、钢铁和医药等诸多领域。中国科学院非连续介质力学与工程灾害联合实验室与极道成然科技有限公司联合开发了国内最新的离散元大型商用软件GDEM,该软件基于中科院力学所非连续介质力学与工程灾害联合实验室开发的CDEM算法，将有限元与块体离散元进行有机结合，并利用GPU加速技术，可以高效的计算从连续到非连续整个过程。由中冶赛迪公司在冶金、矿山、工程机械工程应用基础上，2013年推出的大型商业

4、软件StreamDEM,是国内首款完全拥有完全独立的自主知识产权，代表了离散元的最高发展水平，让国人和世界站在了同一起跑线上。(2)开源软件BALL&TRUBAL(19791980)distinctelementmethod(FORTRANcode),originallywrittenbyP.CundallandcurrentlymaintainedbyColinThornton.dp3D(discretepowder3D),DEMcodeorientedtowardmaterialscienceengineeringapplications(powdercompaction,powdersi

5、ntering,fractureofbrittlematerials.).Emphasisisputonthephysicsofthecontactlaws.dp3Diswritteninfortran90andheavilyparallelisedwithOpenMP.ESyS-ParticleESyS-Particleisahigh-performancecomputingimplementationoftheDiscreteElementMethodreleasedundertheOpenSoftwareLicensev3.0.Todate,developmentfocusisongeo

6、scientificapplicationsincludinggranularflow,rockbreakageandearthquakenucleation.ESyS-ParticleincludesaPythonscriptinginterfaceprovidingflexibilityforsimulationsetupandreal-timedataanalysis.TheDEMcomputingengineiswritteninC+andparallelisedusingMPI,permittingsimulationsofmorethan1millionparticlesonclu

7、stersorhigh-endworkstations.LAMMPSisaveryfastparallelopen-sourcemoleculardynamicspackagewithGPUsupportalsoallowingDEMsimulations.LAMMPSWebsite,Examples.LIGGGHTSisacodebasedonLAMMPSwithmoreDEMfeaturessuchaswallimportfromCAD,amovingmeshfeatureandgranularheattransfer.FurtheracouplingtoCFDisavailable.LI

8、GGGHTSWebsiteSDECSphericalDiscreteElementCode.LMGC90Openplatformformodellinginteractionproblemsbetweenelementsincludingmulti-physicsaspectsbasedonanhybridorextendedFEMDEMdiscretization,usingvariousnumericalstrategiesasMDorNSCD.PasimodoPASIMODOisaprogrampackageforparticle-basedsimulationmethods.Thema

9、infieldofapplicationisthesimulationofgranularmedia,suchassand,gravel,granulatesinchemicalengineeringandothers.MoreoveritcanbeusedforthesimulationofmanyotherLagrangianmethods,e.g.fluidsimulationwithSmoothed-Particle-Hydrodynamics.WooismainlyDEMcodeforkedoffYade,withshared-memoryparallelizationviaOpen

10、MP,aimingatflexibility(c+,Python),portability(Linux,Windows),extensibility(suchasmembranesasfiniteelementsorbasicmeshfreemethods);contractualcustomizationsareofferedonthewebsite.YadeYetAnotherDynamicEngine(historicallyrelatedtoSDEC),modularandextensibletoolkitofDEMalgorithmswritteninc+.Tightintegrat

11、ionwithPythongivesflexibilitytosimulationdescription,realtimecontrolandpost-processing,andallowsintrospectionofallinternaldata.Canruninparallelonshared-memorymachinesusingOpenMP.MechSysAlthoughitwasinitiallyapackagededicatedtotheFEMmethod,nowadaysitalsocontainsaDEMmodule.Itusesbothsphericalelementsandspheropolyhedratomodelcollisionofparticleswithgeneralshapes.Bothelasticandcohesivefor