//2018-12-13 10:49:34 PartiSim修改
本案例包括以下几部分：
1. 介绍
2. 前提
3. 问题描述
4. 设置
5. 求解
6. 后处理
１－介绍
本案例介绍如何使用EDEM进行模拟分析。
模型为半自磨机，用于破碎大粒径矿石。
案例重点：
- 几何模型运动；
- 选择物理量进行数据导出；
- 研究球磨机内衬相对磨损；
- 基于导入的CAD网格建立网格单元组；
- 生成相对速度－碰撞次数直方图。
２－前提
本案例假定用户熟悉windows软件界面风格，并对EDEM界面较为熟悉。
３－问题描述
本案例的计算域如图所示。颗粒在计算域内生成并在重力的作用下落至半自磨机中，半自磨机作旋转运动，带动颗粒运动。相对磨损程度主要根据几何模型上的累积力或能量来判定。几何模型上某区域累积力或能量值越大，说明越容易磨损。
４－设置
步骤一：ＤＥＭ文件生成
１）打开ＥＤＥＭ软件
EDEM2018启动界面
２）ＥＤＥＭ２０１８版主界面如下图所示，本案例在Win7系统下运行，
EDEM2018主界面
主菜单有四个选项：
- Ｆｉｌｅ：进行一些打开和保存案例操作。
- Ｔｏｏｌｓ：里面有Ｏｐｔｉｏｎｓ选项，可以设置单位，导入颗粒模板、ａｐｉ文件，自定义鼠标操作和显示窗口部件管理。
- Ｖｉｅｗ：软件主题选择，有夜间模式和白天模式两种。
- Ｄｉｓｐｌａｙ：选择显示窗口个数和排列方式，与ｆｌｕｅｎｔ等软件类似。
- Ｈｅｌｐ：帮助文档和软件版本号。
快捷菜单：最左边三个按钮经常用到，分别为Ｃｒｅａｔｏｒ＼Ｓｉｍｕｌａｔｏｅ＼Ａｎａｌｙｓｔ，这是ＥＤＥＭ三个主要功能区切换按钮，可以点击切换至不同界面。位于主菜单下方，和ＡＮＳＹＳ ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ等软件类似，其中选项位置可以依据个人习惯拖动到其他位置。
３）点击Ｆｉｌｅ＞Ｓａｖｅ Ａｓ…
４）选择一个保存路径，输入ｄｅｍ文件名，点击Ｓａｖｅ（路径名和文件名不能出现汉字）。
步骤二：模型
设置模型全局参数
（１）单位设置：
点击主菜单Ｔｏｏｌｓ＞Ｏｐｔｉｏｎｓ…，进入Ｕｎｉｔｓ选项卡，单位设置如图所示。
（２）输入模型名称及其描述：点击Ｃｒｅａｔｏｒ Ｔｒｅｅ下的Ｐｒｏｊｅｃｔ选项，在出现的Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ窗口中出现Ｔｉｔｌｅ和Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ文本框，内容随意。
步骤三：定义颗粒和几何体材料
颗粒材料和几何体材料属性按照实际情况设置。确保所有材料属性和接触属性设置完整，若有遗漏选项则无法开始模拟。材料参数可以自己输入，也可以从ＧＥＭＭ材料库中导入。本案例从ＧＥＭＭ材料库中导入材料属性。
从ＧＥＭＭ材料库选择材料：
（１）右击Ｂｕｌｋ Ｍａｔｅｒｉａｌ＞Ｏｐｅｎ ＧＥＭＭ Ｗｉｚａｒｄ，选择Ｓｅａｒｃｈ ｂｙ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，点击Ｎｅｘｔ。
（２）选择Ｓｍａｌｌ一项，本案例属于小规模工况。点击Ｎｅｘｔ。
（３）选择１０００－１５００ ｋｇ／ｍ３。点击Ｎｅｘｔ。
（４）输入堆积角４０°。点击Ｎｅｘｔ。
材料库会根据以上输入的三个参数筛选出１０个最匹配的材料。
（５）选择图中高亮的一个材料，点击Ｎｅｘｔ。由于材料库版本原因，匹配出的材料可能不一致，本案例选择相近的材料即可。
（６）勾选Ｍｅｄｉｕｍ Ｗａｌｌ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ一项，点击Ｆｉｎｉｓｈ。
回到Ｃｒｅａｔｏｒ Ｔｒｅｅ。软件自动从材料库中导入颗粒材料和几何模型材料。
（７）修改材料名称（选中材料右击，或Ｃｔｒｌ＋Ｒ），颗粒材料名改为“Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ”，几何模型名称改为“ｓｔｅｅｌ”。
（８）材料接触属性已经自动从材料库中导入，如图所示，如果手动设置材料属性，一定要检查每一项都填入。
步骤四：定义颗粒模型：
（１）展开Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ一项，颗粒名称改为“ｐａｒｔｉｃｌｅ”，点击Ｍｏｄｉｆｙ Ｓｈａｐｅ按钮，选择Ｄｕａｌ Ｓｐｈｅｒｅ。在ＥＤＥＭ中，复杂颗粒形状的模拟是通多个颗粒进行堆叠形成，本案例选择双球堆叠，实际颗粒形状根据需要选择。
（２）点击Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，选择Ｓｐｈｅｒｅ，取消勾选Ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ Ｃｅｎｔｅｒ Ｐａｒｔｉｃｌｅ，勾选Ａｕｔｏ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，
（３）在显示窗口下方出现Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｐｈｅｒｅ窗口，设置如图所示，通过坐标和半径，确定颗粒模型形状。
（４）点击Ｓｉｚｅ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，设置如图所示。本案例颗粒粒径分布为３７.５ｍｍ～５０ｍｍ之间均匀分布。
步骤五：定义几何模型：
ＥＤＥＭ软件本身有几何模型建模功能，但是不能建立复杂模型。本案例导入在其他三维建模软件中建立完成的几何模型，几何文件格式为ＳＴＬ。
（１）右击Ｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓ＞Ｉｍｐｏｒｔ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ…
（２）找到几何文件所在路径，选择几何文件ＳＡＧ＿Ｍｉｌｌ＿ｍｅｓｈ．ｓｔｌ，点击打开。
（３）在弹出的对话框中，选择单位，Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒｓ，勾选Ｍｅｒｇｅ Ｓｅｃｔｉｏｎｓ，点击ＯＫ。
（４）Ｇｅｏｍｅｔｒｙ Ｉｍｐｏｒｔ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ设置如图所示，点击ＯＫ。对于ＳＴＬ文件的几何模型，不需要ＥＤＥＭ执行任何Ａｃｔｉｏｎｓ。
（５）将导入的几何模型，重命名为＂Ｍｉｌｌ＂，Ｍａｔｅｒｉａｌ选择ｓｔｅｅｌ，Ｔｙｐｅ选择Ｐｈｙｓｉｃａｌ。
定义几何模型运动
本案例赋予几何部件Ｍｉｌｌ作旋转运动。
临界转速计算公式如下：
半自磨机以临界转速的６５－７５％运行。本案例转速选用６５％临界转速，１.３ｒａｄ／ｓ。
（１）右击Ｍｉｌｌ＞Ａｄｄ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ＞Ａｄｄ Ｌｉｎｅａｒ Ｒｏｔａｔｉｏｎ
（２）在Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ栏目下，设置Ｓｔａｒｔ Ｔｉｍｅ：１ｓ，Ｉｎｉｔｉａｌ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ：１.３ｒａｄ／ｓ。
（３）设置旋转轴位置，旋转方向根据右手螺旋定则确定，旋转轴起点和终点坐标分别为（０，０，０）和（０,１０００,０）
步骤六：颗粒工厂创建
颗粒工厂是ＥＤＥＭ软件专有名词，用于指定颗粒生成时间＼地点＼方式。所有颗粒工厂必须基于几何部件，部件Ｔｙｐｅ设置为“ｒｅａｌ”或“Ｖｉｒｔｕａｌ”。
（１）本案例颗粒工厂设置在Ｍｉｌｌ内，首先利用ＥＤＥＭ内建模工具建立一个圆柱体：右击Ｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓ＞Ａｄｄ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ＞Ｃｙｌｉｎｄｅｒ
（２）重命名新建的圆柱体，右击Ｎｅｗ Ｓｅｃｔｉｏｎ＞Ｒｅｎａｍｅ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ，输入“ｆａｃｔｏｒｙ”
（３）设置Ｔｙｐｅ为Ｖｉｒｔｕａｌ，因为颗粒工厂实际上并不是半自磨机的部件。
（４）展开部件ｆａｃｔｏｒｙ，点击ｃｙｌｉｎｄｅｒ，设置圆柱体的大小，以及旋转轴起始点坐标，如图所示。
（５）右击ｆａｃｔｏｒｙ＞Ａｄｄ Ｆａｃｔｏｒｙ，基于新建圆柱体的颗粒工厂“New Factory 1”出现在ｆａｃｔｏｒｙ目录下。
（６）颗粒工厂中需要设置的参数如图箭头所指，Ｆａｃｔｏｒｙ Ｔｙｐｅ为ｄｙｎａｍｉｃ，Ｔｏｔａｌ ｎｕｍｂｅｒ：３５００，Ｔａｒｇｅｔ Ｎｕｍｂｅｒ（ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）：１００００ｐａｒｔｉｃｌｅｓ／ｓ，点击Ｖｅｌｏｃｉｔｙ后小齿轮图标，在弹出的对话框中，设置Ｚ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ：－５ｍ／ｓ。
步骤七：定义物理模型
本案例需要计算相对磨损，相对磨损程度主要根据几何模型上的累积力或能量来判定。几何模型上某区域累积力或能量值越大，说明越容易磨损。
（１）点击Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ选择Ｐａｒｔｉｃｌｅ ｔｏ Ｐａｒｔｉｃｌｅ，Ｍｏｄｅｌ选择Ｈｅｒｔｚ－Ｍｉｎｄｌｉｎ ｗｉｔｈ ＪＫＲ，点击右下角齿轮图标，设置模型参数如图所示。
（２）Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ选择Ｐａｒｔｉｃｌｅ ｔｏ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ，Ｍｏｄｅｌ选择Ｈｅｒｔｚ－Ｍｉｎｄｌｉｎ ｗｉｔｈ ＪＫＲ，点击右下角齿轮图标，设置模型参数如图所示，勾选Ｒｅｃｏｒｄ Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｗｅａｒ。
步骤八：定义环境
（１）修改计算域：点击Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，取消勾选Ａｕｔｏ Ｕｐｄａｔｅ ｆｒｏｍ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ，设置Ｙ方向坐标最小值：－２４５ｍｍ，最大值２４５ｍｍ
（２）Ｇｒａｖｉｔｙ设置为ｚ方向：－９．８１ｍ／ｓ２
（３）点击Ｂｏｕｎｄａｒｙ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，在Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ下勾选Ｙ，在Ｙ方向设置为周期性边界条件。
（５）点击Ｆｉｌｅ＞Ｓａｖｅ，保存设置。
５－求解
点击Ｆｉｌｅ＞Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ，或者在快捷菜单中点击相应按钮，切换至求解设置界面。
步骤一：设置时间选项
（１）取消勾选Ａｕｔｏ Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ，设置Ｆｉｘｅｄ Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ为３ｅ－４ｓ，Ｔｈｅ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｏｆ Ｒａｙｌｅｉｇｈ ｔｉｍｅ ｓｔｅｐ会自动计算（～２０％）
（２）Ｔｏｔａｌ Ｔｉｍｅ设为５Ｓ，Ｔａｒｇｅｔ Ｓａｖｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ 设为０．０１ｓ，本案例计算总时间为５秒，保存间隔０．０１秒。
（３）勾选Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｓａｖｅ，Ｆｕｌｌ Ｄａｔａ Ｓａｖｅ Ｅｖｅｒｙ设为５，
（４）点击Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅ Ｓａｖｅ，在Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｄａｔａ选项卡下，勾选Base Particle Data, Velocity 和Angular Velocity ，其他不勾选。
（５）在Geometry Data选项卡下，勾选Base Geometry Data 和 Custom Properties ，其他不勾选。
（６）在Interaction Data选项卡下，勾选Contacts (Particle-Particle), Contacts (Particle-Geometry)和 Interaction based custom property data，其他不勾选。点击ＯＫ。
一些不关注的信息可以选择不保存，减小数据占用的存储空间。
步骤二：设置网格和碰撞选项
（１）设置Cell Size为３Rmin。（Rmin代表最小颗粒半径，网格大小一般为２～３倍最小颗粒半径）
（２）勾选Track Collisions，弹出对话框，点击ＯＫ。碰撞信息用于计算相对磨损程度。
步骤三：启动模拟
（１）点击显示窗口下方，Ｐｒｏｇｒｅｓｓ旁三角形按钮，开始计算。
（２）快捷菜单中有Ａｕｔｏ Ｕｐｄａｔｅ按钮，可以选择关闭，减少模拟时间。如果想观察模拟过程中颗粒运动状态，点击Ｒｅｆｒｅｓｈ Ｖｉｅｗｅｒ按钮。
（３）模拟完成后，弹出提示窗口，点击Ｆｉｎｉｓｈ。
６－后处理
点击Ｆｉｌｅ＞Ａｎａｌｙｓｔ，进入ＥＤＥＭ后处理单元。
步骤一：显示累积碰撞能量云图
（１）点击Ｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓ＞ｆａｃｔｏｒｙ，取消勾选Ｄｉｓｐｌａｙ ｆａｃｔｏｒｙ，隐藏颗粒工厂。
（２）点击Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ，取消勾选Display All Particles，点击右下角Ａｐｐｌｙ Ａｌｌ，隐藏所有颗粒。
（３）点击Ｍｉｌｌ，Ｃｏｌｏｒ ｂｙ：Tangential Cumulative Contact Energy，Ｍｉｎ ｃｏｌｏｒ：Ｇｒａｙ
（４）其他设置如图所示，取消勾选Ｍａｘ Ｖａｌｕｅ的Ａｕｔｏ Ｕｐｄａｔｅ，文本框内输入１５０Ｊ。
步骤二：网格单元组统计
（１）右击Setup Selections＞Add Selection＞Imported Geometry Bin Group，创建一个新的部件Imported Geometry Bin Group 01，
（２）点击Ｉｍｐｏｒｔ按钮，找到网格单元组文件 SAG_Mill_bins.stp。弹出对话框，单位选择Millimeters，其他保持默认设置，点击ＯＫ。
（３）Ｐｏｓｉｔｉｏｎ下，Link Position To Geometry选择ＭＩｌｌ，网格单元组随着Ｍｉｌｌ的旋转而转动。
（４） Display Mode选择Always。
（５）在网格单元组内统计每个网格内颗粒质量，点击Ｑｕｅｒｉｅｓ后Ｅｄｉｔ按钮，操作如图所示，
（６）点击Ｄｉｓｐｌａｙ Ｏｐｔｉｏｎｓ后的Ｅｄｉｔ按钮，在弹出的对话框中，设置如图所示，点击OK，在每个网格旁会显示该网格内颗粒质量。
步骤三：绘制统计直方图
（１）点击快捷菜单中Create Graph按钮，进入统计图绘制单元。
（２）在Histogram选项卡下，参数设置如图所示，
（３）X-axis选项卡下，Attribute设为Relative Velocity。Y-axis选项卡下，Primary Attribute设为Number of Collisions，Component选择Total
（４）Settings选项卡下，取消勾选Current Time Step，Ｓｔａｒｔ和Ｅｎｄ时间选择最后一个时间步，点击Create Graph按钮，相对速度－碰撞次数统计直方图如图所示。
步骤四：颗粒迹线显示
（1）操作顺序和设置如图所示，本案例颗粒迹线从第4秒开始，绘制4~5秒所有时间步内颗粒运动轨迹。
EDEM官方教程链接：（内附几何模型）
https://www.edemsimulation.com/courses/sag-mill-tutorial-2017/
本文链接：
https://www.cnblogs.com/PartiSim/articles/10102764.html