离散元分析软件主要用于模拟颗粒系统的力学行为,广泛应用于材料力学、工程模拟等领域。以下是主要软件的详细介绍:
一、主流商业软件
EDEM(Extended Discrete Element Method) - 由ITASCA公司开发,支持二维和三维颗粒流动、破碎及粉体加工模拟,可导入真实CAD模型,适用于矿业、土木、食品加工等领域。
PFC(Particle Flow Code)
- 用于模拟颗粒与流体的耦合问题,涵盖传热、传质及化学反应,被华为、宁德时代等企业应用于先进制造和材料分析。
MatDEM
- 南京大学研发的高性能离散元软件,基于矩阵离散元计算法,支持数百万颗粒的并行仿真,已应用于工程地质、化学加工等领域。
YADE(Yet Another Discrete Element)
- 通用离散元仿真工具,适用于颗粒破碎、流动及多场耦合问题,常用于材料力学和工程结构分析。
Rocky DEM
- 由美国国家标准与技术研究院(NIST)开发,专注于颗粒破碎力学和粉体加工模拟,适用于矿业、材料科学等领域。
二、开源软件
PhasicFlow
- 并行C++编写的开源DEM软件,支持多核CPU、GPU及分布式内存计算,可模拟数百万级颗粒(如8000万粒),适用于大规模颗粒流动模拟。
LAMMPS
- 主要用于分子动力学模拟,但也可用于颗粒系统,尤其适合低速流动和复杂边界条件研究。
三、其他工具
Fluent: 虽以CFD(计算流体动力学)闻名,但部分版本支持颗粒与流场的直接耦合模拟。 ADAMS
四、选择建议
模拟目标:若需通用性,优先考虑EDEM或PFC;若专注颗粒破碎,可选MatDEM或Rocky DEM;大规模并行计算则推荐PhasicFlow。
硬件要求:商业软件对硬件要求较高,开源软件(如PhasicFlow)更具灵活性,但需注意并行化配置。
领域适配:例如矿业场景适合EDEM或PFC,化学加工可结合Fluent进行传质模拟。
以上软件均需根据具体问题调整参数和模型,建议结合领域需求和预算进行选择。