Metoda elementów dyskretnych

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Metoda elementów dyskretnych (Discrete element method) - zbiór metod numerycznych i algorytmów mające na celu obliczenie właściwości fizycznych dużej ilości obiektów w ruchu swobodnym. Przykładowymi obiektami (najczęściej występującymi w symulacjach) są:

  • materiały przechowywane w silosach np. zboże, owoce itp.
  • materiały sypkie np. piasek.
  • ciecze i roztwory.

Schemat działania[edytuj | edytuj kod]

Symulacja MED (DEM) rozpoczyna się od umieszczenia obiektów w określonych pozycjach i nadanie im prędkości początkowych. Całkowity czas symulacji zostaje podzielony na dużą ilość przedziałów czasowych i dla pojedynczego przedziału dokonywane są obliczenia na każdym obiekcie. Obliczenia te dla pojedynczego przedziału mają najczęściej następujący schemat:

  • 1) Wyszukanie ewentualnych kolizji dla każdego obiektu.
  • 2) Obliczenie właściwości fizycznych każdego obiektu.
  • 3) Obliczenie przemieszczania obiektów na podstawie właściwości fizycznych obiektów.

W punkcie drugim najczęściej są wyliczane:

Dobór obliczanych parametrów zależy od rodzaju przeprowadzanych symulacji i wymagań użytkownika.

W punkcie trzecim stosowane są metody integrujące, tj:

i inne.

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

W chwili obecnej większość programów wykorzystujących MED znajduje się w fazie testów i jest wykorzystywane głównie przez instytuty badawcze. W związku z tym zastosowanie tego typu programów może być o wiele szersze niż te jakie na dzisiaj przewidujemy. Obecnie stosuje się między innymi w:

  • farmaceutyce – np. symulacje mieszania składników leków.
  • rolnictwie – np. symulacje napełniania silosa zbożem i przewidywanie jego ewentualnych pęknięć, symulacji przechowywania produktów spożywczych.
  • agrofizyce – np. modelowanie aparatu Jennikego wykorzystywane do badania

wytrzymałości materiału i jego zachowania przy użyciu dużych sił działających na nie.

  • chemii - np. symulacja przechowywania materiałów chemicznych.
  • przemyśle – np. symulacja transportu materiałów sypkich.

Oprogramowanie[edytuj | edytuj kod]

Open source:

  • DEsim2D
  • PAPA
  • SDEC Spherical Discrete Element Code.
  • YADE Yet Another Dynamic Engine