CN109271649A - 在制造过程中被释放到表面的物体的数值模拟 - Google Patents

在制造过程中被释放到表面的物体的数值模拟 Download PDF

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Abstract

数值模拟方法包括：接收制造过程配置规范，该制造过程配置规范用于在预定时间段内以期望的质量流率将各种类型的任意形状的物体从出口区域移动到下部表面上；创建表示下部表面的FEA模型；创建表示各种类型的物体的各个键合离散元模型(BDEM)，每个BDEM包含通过连接键连接的离散元；生成BDEM列表，每个BDEM具有随机选择类型和方向，使得BDEM列表的总质量超过目标总质量；以及在时间推进模拟中获得物体的数值模拟的物理特性。在模拟的每个求解周期，通过基于质量流量和时间步长激活BDEM的下一个相关部分，将相应的物体放置到随机选择的“开放”子区域中；将激活的BDEM从出口区域释放到下部表面。

Description

在制造过程中被释放到表面的物体的数值模拟
技术领域
本发明总体涉及计算机辅助机械工程分析，更具体地涉及用于在制造过程中对释放到表面上的各种任意形状的物体进行数值模拟的方法和***。
背景技术
随着计算机技术的进步，计算机辅助工程(CAE)已经被用于协助工程师/科学家来设计各种行业中的产品。一种首先发展的CAE技术是有限元分析(FEA)，它是在行业中广泛用于建模和求解与复杂***(例如三维非线性结构设计和分析)相关的工程问题的计算机方法。FEA的名字源于被考虑的物体的几何形状被规定的方式。
有限元分析软件提供了几何形状描述的模型、以及模型(有时候指的是有限元分析网格模型)内的每个点的相关材料特性。在这个模型中，被分析的***的几何形状由各种尺寸的实体、壳体以及梁表示，它们被称为有限元。有限元的顶点被称为节点。模型包括有限数量的有限元，它们被赋予材料名称，从而将单元与材料属性相关。因此模型表示被分析的物体沿着它周围的环境所占用的物理空间。然后有限元分析软件引用了表格，在表格中每种材料类型的属性(例如，应力-应变构成等式、杨氏模量、泊松比、导热性)都被制成表格。此外，还规定了物体的边界条件(也就是，负荷、物理约束等)。用这种方式，创建物体和它的环境的模型。
另一种技术被称为离散元方法(DEM)或独特元法，其通常用于数值模拟大量粒子的运动。今天，DEM作为解决粒状和不连续材料的工程问题的有效方法而被广泛接受。
现代制造过程通常采用工厂的许多机器实现自动化。例如，可以设计一台机器将食品从料斗/容器中拉出并送入传送机进行进一步处理。为了正确设计这样的示例性机器，需要考虑许多因素，例如食品类型、释放到输送机的食品的数量和速度，以及传送机的特征(例如，角度、类型、速度等等)。许多现有技术方法通常是低效的，例如需要在先的知识，特别的设计等。因此，期望具有改进的***和方法来数字模拟在制造过程中被释放到接收表面上的各种任意形状的物体。
发明内容
公开了用于在制造过程中对从出口区域移动到下部接收表面上的各种任意形状的物体的移动进行数值模拟的方法和***。
根据本发明的一方面，一种在制造过程中对从出口区域移动到下部表面上的各种任意形状的物体的移动进行数值模拟的方法。该示例性方法包括：在计算机***中接收制造过程配置规范，该制造过程配置规范用于在预定时间段内以期望的质量流率将各种类型的任意形状的物体从水平出口区域移动到下部接收表面上，所述规范定义了各种类型的任意形状物体中的每一种的属性，包括形状、尺寸、强度和质量分布，所述规范进一步定义了出口区域的尺寸和形状、以及下部接收表面的特征；创建有限元分析(FEA)模型，该FEA模型表示对应于所定义特征的下部接收表面，所定义特征包括到出口区域的宽度、相对位置和方向；创建表示各种类型的任意形状物体的各个键合离散元素模型(BDEM)，每个BDEM包含根据定义的属性通过连接键连接的多个离散元素；生成BDEM列表，每个BDEM都具有随机选择的类型和方向，使得BDEM列表的总质量超过从质量流率和预定时间段得到的目标总质量；初始地将所有BDEM列表设置为非激活；将出口区域划分成多个子区域，用于发射(launch)任意形状的物体，每个子区域的尺寸使得BDEM能够无干扰地放置在其中；初始地将所有子区域设置为“开放”状态；以及通过在多个求解周期中执行如下的将BDEM列表从出口区域释放到下部接收表面上的时间推进模拟，来获得任意形状的物体的数值模拟的物理特性：
(a)将模拟时间设置为预定时间段的开始；
(b)通过基于质量流率和时间步长来激活BDEM列表的下一个相关部分，将各个任意形状的物体放置到“开放”子区域中的随机选择的一个中；
(c)将每个随机选择的“开放”子区域设置为“占用”状态；
(d)将新激活的BDEM从出口区域释放到下部接收表面上；
(e)计算激活的BDEM中和/或激活的BDEM与下部接收表面之间的每个检测到的接触中的对应接触力；
(f)将接触力施加到所述每个检测到的接触中的每个相关方，以确定每个激活的BDEM的更新位置并更新对应连接键中的内部力；
(g)当激活的BDEM完全移出出口区域时，将对应的“占用”子区域设置为“开放”状态；
(h)按照时间步长增加模拟时间；以及
(i)在下一个求解周期重复(b)-(h)，直到模拟时间已经超过预定时间段的终点。
通过以下结合附图对具体实施方式的详细描述，本发明的其他目的、特征和优点将会变得显而易见。
附图说明
参照以下的描述、后附的权利要求和附图，将会更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点，其中：
图1A-1C共同示出了根据本发明实施例的对在制造过程中将各种任意形状的物体从出口区域移动到下部接收表面上进行数值模拟的示例过程的流程图；
图2是根据本发明实施例的第一示例性制造过程配置的示意图；
图3是根据本发明实施例的第二示例性制造过程配置的示意图；
图4A-4C是根据本发明的实施例的下部接收表面相对于水平出口区域的相对位置和方向的例子的正视图；
图5是根据本发明实施例的三个示例性键合离散元件模型(BDEM)的二维视图；
图6是根据本发明的一个实施例的BDEM的示例性列表的示意图；
图7是根据本发明的一个实施例的被划分成多个“开放”子区域的示例出口区域的示意图；
图8是根据本发明的一个实施例的被放置在BDEM列表的相关部分之后的示例出口区域的示意图；
图9是根据本发明的一个实施例的将各种类型的任意形状的物体从出口区域移动到下部接收表面上的示例性示意图；
图10是根据本发明的一个实施例的将各种类型的任意形状物体从出口区域移动到下部接收表面上的时间推进模拟的每个求解周期之后的示例出口区域的示意图；以及
图11是示例性的计算机***的主要组件的功能框图，本发明的实施例可在该计算机***中实施。
具体实施方式
首先参照图1A-1C，其共同示出了根据本发明实施例的对在制造过程中将各种任意形状的物体从出口区域移动到下部接收表面上进行数值模拟的示例过程100的流程图。过程100优选以软件实现并且参照其他附图理解。
过程100在动作102处开始，在其上安装有至少一个应用模块的计算机***(例如，图11的计算机***1100)中接收制造过程配置规范，该制造过程配置规范用于在预定时间段内以期望的质量流率将各种类型的任意形状的物体从水平出口区域移动到下部接收表面上。应用模块可以是基于有限元方法、离散元方法等的软件产品。这里使用的术语“水平”是作为参考方向，例如，水平出口区域在图中水平地示出，其垂直于重力方向。
制造过程配置规范定义了每种类型的任意形状物体的属性，包括形状、尺寸、强度和质量分布等。配置规范还定义了出口区域的尺寸和形状、以及下部接收表面的特征。
在动作104处，基于所定义的特征来创建用于表示下部接收表面的有限元分析(FEA)模型，该模型包括但不限于宽度、相对于出口区域的相对位置和方向。
图2是第一示例性制造过程配置200的示意图，示出了水平出口区域210、下部接收表面220。各种任意形状的物体从出口区域210移动到下部接收表面220上。下部接收表面220具有宽度222和可选的移动速度230(例如传送机)。下部接收表面220相对于出口区域210的相对位置和方向可以由下部表面的距离215和斜率(slope)定义(参见图4A-4C中示出的示例)。
图3示出了第二示例性制造过程配置300。出口区域310具有椭圆形区域而不是第一示例的矩形区域。下部接收表面320包含位于任一侧上的凸起的边缘或护栏326。当从出口区域320落下时，凸起的边缘326可以为被弹开的物体提供一定的保护。
图4A-4C示出了下部接收表面420a-c相对于出口区域410a-c的三个示例性不同相对位置415a-c和方向的垂直正视图。在图4A中，出口区域410a和下部接收表面420a平行。在图4B-4C中，出口区域410b-c和下部接收表面420b-c彼此不平行。换句话说，在图4A和4C所示的例子中，斜率是不同的。
接下来，在动作106处，创建各个键合离散元模型(BDEM)，以用于表示各种类型的任意形状的物体。每个BDEM包含根据制造过程配置规范中接收的定义属性、通过连接键连接的多个离散元。图5显示了三个BDEM的示例。每个BDEM包含多个均匀或不均匀的离散元(即，二维的圆或三维的球)。离散元通过连接键(如虚线所示)连接。根据定义的属性，任何任意形状的物体都可以用这种方法建模。连接键可用于表示结构强度，而离散元则表示形状、大小和质量分布。第一示例性的BDEM 510包含四个基本上类似尺寸的离散元511，其通过三个条形结构的连接键512(即，I形物体)连接。第二示例BDEM 520包含通过环形结构(即，O形物体)的连接键522连接的七个基本类似的离散元(DE)521和一个较大的DE 529。第三示例BDEM 530包含通过C形物体中的连接键532连接的一个DE 539和八个较小的DE 531。
接下来，在动作108处，生成BDEM列表。列表中的每个BDEM具有随机选择的类型(例如，图5中所示的三种类型中的一种)以及随机选择的方向(即，每个物体可以在二维或三维空间中任意旋转)。图6示出了BDEM 600的示例列表。
为了确保在制造过程配置规范中定义的预定义时间段内期望的质量流量，当每个BDEM被添加时，计算列表的总质量。当列表的总质量超过目标总质量时，列表完成。目标总质量等于期望的质量流量乘以预定义的时间段。在动作110，列表中的所有BDEM初始地都被设置为“非激活”，包括所有离散元和对应的连接键。
在动作112处，出口区域被分成用于发射或释放任意形状的物体的多个子区域。每个子区域的大小使得列表中的BDEM可以不受任何干扰地放置在其中。为了确保没有干扰，列表中的BDEM的最大空间维度与安全边界一起(例如，可以使用2.5的比例因子(scalarfactor))用来确定子区域的大小。图7示出了被划分成24个子区域的示例性出口区域700，在动作114处其被初始地设置为“开放”状态(即，可用于放置列表中的BDEM)。
接下来在动作116处，通过执行时间推进模拟来获得任意形状物体的数值模拟物理特性，所述时间推进模拟在预定义时间段的多个求解周期内将BDEM列表从出口区域释放到下部接收表面上。时间推进模拟是利用图1C所示的动作执行的。
过程100在动作121处将模拟时间设置为预定义时间段(Tbegin)的开始。接下来，在动作122，通过激活BDEM列表下一个相关部分，来将各个BDEM放置到随机选择的“开放”子区域中。下一个相关部分由定义的质量流率以及时间推进模拟中的当前时间步长(Δt)确定。换句话说，下一个相关部分的总质量应基本上表示目标质量，即质量流率乘以Δt，这在每个求解周期可以不同。
为了说明，随机选择的“开放”子区域，图7示出了所有“开放”子区域的示例性随机顺序。在这个示例中，所有子区域初始地都设置为“开放”状态。在一个实施例中，BDEM 600的列表中的第一非激活(inactive)BDEM被放置在标记为“1”的子区域中，第二非激活BDEM被放置在标记为“2”的子区域中，等等。在一个实施例中，为了完成将BDEM有效且高效地放置到“开放”子区域中，每个随机方向的BDEM初始地在局部坐标系中创建。在一个实施例中，这种放置操作可以通过从本地坐标系到全局坐标系的坐标平移来完成。局部坐标系用于定义每个BDEM，而全局坐标系被用于定义制造过程配置(例如，出口区域和下部接收表面)。
图8示出了BDEM列表的相关部分被放置在选择的“开放”子区域之后的示例性的出口区域800。接下来，在动作123将这些选择的子区域(非空白子区域)设置为“占用”状态。在动作124，新激活的BDEM从出口区域朝向下部接收表面释放。新激活的BDEM的释放可以可选地以初始速度注入(inject)。同时，已激活的BDEM根据它们自己的情况移动，包括但不限于自由落下、以初始速度落下、对接触等作出反应等。
图9示出了各种类型的任意形状的物体955从出口区域910移动到下部接收表面920上的示例。为了清楚和简洁说明，物体不是等比例的(即，更大)。
在动作125处，计算每个检测到的接触中相应的接触力，其可以是激活的BDEM(例如，如图9中的915a-b所示)之间的接触和/或在激活的BDEM与下部接收表面(例如，如图9中的916所示)之间的接触。然后，在步骤126中，将计算出的接触力施加到每个接触中的相关方，以确定每个激活的BDEM的更新位置并更新对应连接键中的内力。在一个实施例中，由于内力超出强度(例如，参见图9中的BDEM 919的示例性断裂)，连接键可能断裂。
在动作127处，当新激活的BDEM已经完全移出出口区域时，对应的“占用”子区域被重置为BDEM列表的下一部分可利用的“开放”状态。图10示出了“占用”子区域被重置为“开放”状态(所显示的数字是随机排序的)之后的出口区域1000的示例。在图10所示的这个示例中，在求解周期结束时有20个“开放”子区域。四个新激活的BDEM仍然占据它们各自的子区域。如图9所示的例子还示出了占用出口区域910中的相应子区域的少量BDEM 911a-b。
在动作128，模拟时间增加Δt。然后，过程100移动到决定129，以确定模拟时间是否已经过了预定义时间段(Tend)的终点。如果不是，则过程100移回到重复动作122-128，直到决定129成为是。之后过程100结束。
根据一方面，本发明涉及一个或多个能够执行在此描述的功能的计算机***。计算机***1100的例子在图11中示出。计算机***1100包括一个或多个处理器，例如处理器1104。处理器1104连接到计算机***内部通信总线1102。关于该示范性的计算机***，有各种软件实现的描述。在读完这一描述后，相关技术领域的人员将会明白如何使用其它计算机***和/或计算机架构来实施本发明。
计算机***1100还包括主存储器1108，优选随机存取存储器(RAM)，还可包括辅助存储器1110。辅助存储器1110包括例如一个或多个硬盘驱动器1112和/或一个或多个可移除存储驱动器1114，它们代表软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器等。可移除存储驱动器1114用已知的方式从可移除存储单元1118中读取和/或向可移除存储单元1118中写入。可移除存储单元1118代表可以由可移除存储驱动器1114读取和写入的软盘、磁带、光盘等。可以理解，可移除存储单元1118包括其上存储有计算机软件和/或数据的计算机可读媒介。
在可选实施例中，辅助存储器1110可包括其它类似的机制，允许计算机程序或者其它指令被装载到计算机***1100。这样的机制包括例如可移除存储单元1122和接口1120。这样的例子可包括程序盒式存储器和盒式存储器接口(例如，视频游戏设备中的那些)、可移除存储芯片(例如可擦除可编程只读存储器(EPROM))、通用串行总线(USB)闪存、或者PROM)以及相关的插槽、以及其它可移除存储单元1122和允许软件和数据从可移除存储单元1122传递到计算机***1100的接口1120。通常，计算机***1100由操作***(OS)软件控制和管理，操作***执行例如进程调度、存储器管理、网络连接和I/O服务。
可能还设有连接到总线1102的通信接口1124。通信接口1124允许软件和数据在计算机***1100和外部设备之间传递。通信接口1124的例子包括调制解调器、网络接口(例如以太网卡)、通信端口、个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)插槽和卡等等。通过通信接口1124传输软件和数据。计算机1100基于一组特定的规则(也就是，协议)通过数据网络与其它计算设备通信。通用协议的其中一种是在互联网中通用的TCP/IP(传输控制协议/互联网协议)。通常，通信接口1124将数据文件组合处理成较小的数据包以通过数据网络传输，或将接收到的数据包重新组合成原始的数据文件。此外，通信接口1124处理每个数据包的地址部分以使其到达正确的目的地，或者中途截取发往计算机1100的数据包。在这份文件中，术语“计算机程序媒介”、“计算机可读媒介”、“计算机可记录媒介”和“计算机可用媒介”都用来指代媒介，例如可移除存储驱动器1114(如，闪存驱动)和/或设置在硬盘驱动器1112中的硬盘。这些计算机程序产品是用于将软件提供给计算机***1100的手段。本发明涉及这样的计算机程序产品。
计算机***1100还包括输入/输出(I/O)接口1130，它使得计算机***1100能够接入显示器、键盘、鼠标、打印机、扫描仪、绘图仪、以及类似设备。
计算机程序(也被称为计算机控制逻辑)作为应用模块1106存储在主存储器1108和/或辅助存储器1110中。也可通过通信接口1124接收计算机程序。这样的计算机程序被执行时，使得计算机***1100执行如在此所讨论的本发明的特征。特别地，当执行该计算机程序时，使得处理器1104执行本发明的特征。因此，这样的计算机程序代表计算机***1100的控制器。
在本发明采用软件实现的实施例中，该软件可存储在计算机程序产品中，并可使用可移除存储驱动器1114、硬盘驱动器1112、或者通信接口1124加载到计算机***1100中。应用模块1106被处理器1104执行时，使得处理器1104执行如在此所述的本发明的功能。
主存储器1108可被加载有一个或多个应用模块1106(如，FEM和/或DEM应用模块)，所述应用模块1106可被一个或多个处理器1104执行以实现期望的任务，所述处理器可具有或不具有通过I/O接口1130输入的用户输入。在运行中，当至少一个处理器1104执行一个应用模块1106时，结果被计算并存储在辅助存储器1110(也就是，硬盘驱动器1112)中。分析状态按照用户指令，以文字或者图形表示通过I/O接口1130报告给用户。
虽然参照特定的实施例对本发明进行了描述，但是这些实施例仅仅是解释性的，并不用于限制本发明。本技术领域的人员可得到暗示，对具体公开的示范性实施例做出各种修改和改变。例如，尽管大多数示例描述和显示为两维物体，但是三维物体同样可以用来实现本发明。此外，虽然描述和显示了具24个子区域的矩形出口区域，其他类型、形状和大小的出口区域同样可用来实现本发明。进一步的，虽然仅有三种类型的任意形状的物体被描述和显示，其他数量或类型也可以用来实现本发明。总之，本发明的范围不限于在此公开的特定示范性实施例，对本技术领域人员来说暗含的所有修改都将被包括在本申请的精神和范围以及所附的权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种在制造过程中将任意形状的物体从出口区域移动到下部接收表面上的数值模拟的方法，其特征在于，包括：
在其上安装有至少一个应用模块的计算机***中接收制造过程配置规范，该制造过程配置规范用于在预定时间段内以期望的质量流率将各种类型的任意形状的物体从水平出口区域移动到下部接收表面上，所述规范定义了各种类型的任意形状物体中的每一种的属性，包括形状、尺寸、强度和质量分布，所述规范进一步定义了出口区域的尺寸和形状、以及下部接收表面的特征；
采用所述至少一个应用模块，创建有限元分析模型，所述有限元分析模型表示对应于所定义特征的所述下部接收表面，所定义特征包括到出口区域的宽度、相对位置和方向；
采用所述至少一个应用模块，创建表示各种类型的任意形状物体的各个键合离散元素模型，每个键合离散元素模型包含根据定义的属性通过连接键连接的多个离散元素；
采用所述至少一个应用模块，生成键合离散元素模型列表，每个键合离散元素模型都具有随机选择的类型和方向，使得键合离散元素模型列表的总质量超过从质量流率和预定时间段得到的目标总质量；
采用所述至少一个应用模块，初始地将所有键合离散元素模型列表设置为非激活；
采用所述至少一个应用模块，将所述出口区域划分成多个子区域，所述子区域用于发射任意形状的物体，每个子区域的尺寸使得键合离散元素模型能够无干扰地放置在其中；
采用所述至少一个应用模块，初始地将所有子区域设置为“开放”状态；以及
采用所述至少一个应用模块，通过在多个求解周期中执行如下的将键合离散元素模型列表从出口区域释放到下部接收表面上的时间推进模拟，来获得任意形状的物体的数值模拟的物理特性：
(a)将模拟时间设置为预定时间段的开始；
(b)通过基于质量流率和时间步长来激活键合离散元素模型列表的下一个相关部分，将各个任意形状的物体放置到“开放”子区域中的随机选择的一个中；
(c)将每个随机选择的“开放”子区域设置为“占用”状态；
(d)将新激活的键合离散元素模型从出口区域释放到下部接收表面上；
(e)计算激活的键合离散元素模型中和/或激活的键合离散元素模型与下部接收表面之间的每个检测到的接触中的对应接触力；
(f)将接触力施加到所述每个检测到的接触中的每个相关方，以确定每个激活的键合离散元素模型的更新位置并更新对应连接键中的内部力；
(g)当激活的键合离散元素模型已经完全移出出口区域时，将对应的“占用”子区域设置为“开放”状态；
(h)按照时间步长增加模拟时间；以及
(i)在下一个求解周期重复(b)-(h)，直到模拟时间已经超过预定时间段的终点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述出口区域包括矩形区域。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述出口区域包括椭圆形区域。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下部接收表面是以预设速度行进的传送带表面。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个子区域的尺寸基于具有附加安全边界的键合离散元素模型的最大尺寸。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将激活的键合离散元素模型从所述出口区域释放到所述下部接收表面上的步骤以初始速度实现。
7.一种数值模拟在制造过程中将任意形状的物体从出口区域移动到下部接收表面上的***，其特征在于，包括：
存储器，用于存储至少一个应用模块的计算机可读代码；
连接到所述存储器的至少一个处理器，所述至少一个处理器执行所述存储器中的所述计算机可读代码，使所述至少一个应用模块执行以下操作：
接收制造过程配置规范，该制造过程配置规范用于在预定时间段内以期望的质量流率将各种类型的任意形状的物体从水平出口区域移动到下部接收表面上，所述规范定义了各种类型的任意形状物体中的每一种的属性，包括形状、尺寸、强度和质量分布，所述规范进一步定义了出口区域的尺寸和形状、以及下部接收表面的特征；
创建有限元分析模型，所述有限元分析模型表示对应于所定义特征的所述下部接收表面，所定义特征包括到出口区域的宽度、相对位置和方向；
创建表示各种类型的任意形状物体的各个键合离散元素模型，每个键合离散元素模型包含根据定义的属性通过连接键连接的多个离散元素；
生成键合离散元素模型列表，每个键合离散元素模型都具有随机选择的类型和方向，使得键合离散元素模型列表的总质量超过从质量流率和预定时间段得到的目标总质量；
初始地将所有键合离散元素模型列表设置为非激活；
将所述出口区域划分成多个子区域，所述子区域用于发射任意形状的物体，每个子区域的尺寸使得键合离散元素模型能够无干扰地放置在其中；
初始地将所有子区域设置为“开放”状态；以及
通过在多个求解周期中执行如下的将键合离散元素模型列表从出口区域释放到下部接收表面上的时间推进模拟，来获得任意形状的物体的数值模拟的物理特性：
(a)将模拟时间设置为所述预定时间段的开始；
(b)通过基于质量流率和时间步长来激活键合离散元素模型列表的下一个相关部分，将各个任意形状的物体放置到“开放”子区域中的随机选择的一个中；
(c)将每个随机选择的“开放”子区域设置为“占用”状态；
(d)将新激活的键合离散元素模型从出口区域释放到下部接收表面上；
(e)计算激活的键合离散元素模型中和/或激活的键合离散元素模型与下部接收表面之间的每个检测到的接触中的对应接触力；
(f)将接触力施加到所述每个检测到的接触中的每个相关方，以确定每个激活的键合离散元素模型的更新位置并更新对应连接键中的内部力；
(g)当激活的键合离散元素模型已经完全移出出口区域时，将对应的“占用”子区域设置为“开放”状态；
(h)按照时间步长增加模拟时间；以及
(i)在下一个求解周期重复(b)-(h)，直到模拟时间已经超过预定时间段的终点。
8.如权利要求7所述的***，其特征在于，所述出口区域包括矩形区域。
9.如权利要求7所述的***，其特征在于，所述出口区域包括椭圆形区域。
10.如权利要求7所述的***，其特征在于，所述下部接收表面是以预设速度行进的传送带表面。
11.如权利要求7所述的***，其特征在于，每个子区域的尺寸基于具有附加安全边界的键合离散元素模型的最大尺寸。
12.如权利要求7所述的***，其特征在于，所述将激活的键合离散元素模型从所述出口区域释放到所述下部接收表面上的步骤以初始速度实现。
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CN106528903A (zh) * 2015-09-15 2017-03-22 利弗莫尔软件技术公司 执行水下***的数字模拟的***和方法
CN106598912A (zh) * 2016-10-20 2017-04-26 浙江工业大学 一种基于cfd‑dem耦合模型的磨粒流场分析方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106528903A (zh) * 2015-09-15 2017-03-22 利弗莫尔软件技术公司 执行水下***的数字模拟的***和方法
CN106598912A (zh) * 2016-10-20 2017-04-26 浙江工业大学 一种基于cfd‑dem耦合模型的磨粒流场分析方法

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