Altair EDEM’in bilmeniz gereken 10 benzersiz özelliği ve yeteneği

Altair EDEM dökme ve tanecikli malzeme simülasyon yazılımının benzersiz 10 özelliği ve yeteneği :

Malzeme Model Kütüphaneleri

DEM simülasyonları gerçekleştirirken önemli bir husus, taneli malzemelerin doğru temsili için uygun malzeme girdileri elde etmektir. Doğru girdi değerlerini bulma sürecinin tamamı göz korkutucu olabilir – özellikle DEM’i kullanmaya yeni başlayanlar için – bu nedenle, Altair EDEM’de süreci kolaylaştırmak için kullanıcıların doğru sanal malzeme modellerini hızlı ve kolay bir şekilde simülasyonlarına tanıtmalarına yardımcı olacak rakipsiz kaynaklar geliştirilmiştir.

Genel EDEM Malzeme Modeli (GEMM) Veritabanı

GEMM veritabanı, çok çeşitli kaya ve cevherleri temsil eden 60.000‘den fazla, önceden kalibre edilmiş malzeme modeli içerir. Kullanıcıların, uygun bir malzeme modeli elde etmek için gerçek hayattaki malzemeleriyle ilgili yalnızca 3 soruyu yanıtlamaları gerekir:

• Tanecik boyutu
• Malzemenin yoğunluğu
• Yığın açısı

Bu bilgilere dayanarak, GEMM veritabanı, gerçek malzemelerin davranışına uyması için gereken tüm gerekli parametre değerlerini içeren bir EDEM malzeme modeli sağlar.

Ek olarak, yumuşak kohezif topraklar ve ince tozlar gibi daha karmaşık malzemelerin davranışını en iyi şekilde temsil etmek için gelişmiş fizikten yararlanan bir dizi örnek malzeme modeli geliştirilmiştir:

The Soils Starter Pack farklı sıkıştırılabilirlik ve yapışkanlık aralıklarını içeren 8 toprak modeli içerir. Bu modeller, çakıllardan yumuşak sıkıştırılabilir topraklara kadar çeşitli toprakları modellemek için Altair EDEM’de yerleşik gelişmiş fizik modellerini kullanır.

The Powders Starter Pack tozların karmaşık yapısını simüle etme ihtiyacı duyan herkes için yararlı bir başlangıç ​​noktası olacak şekilde tasarlanmıştır. Küçük parçacık boyutlarına odaklanan ve farklı akış özelliklerine ve sıkıştırılabilirliğe sahip bir dizi malzemeyi temsil eden 9 örnek malzeme modelinden oluşur.

Başlangıç paketlerindeki örnek modellere simülasyonda kullanmaya hazır şekilde doğrudan Altair EDEM içinden erişilebilir. Bu, DEM simülasyonunu mühendisler için daha erişilebilir hale getirme ve onlara farklı fizik modellerini kullanmaları için bir başlangıç ​​noktası verme hedefinin bir parçasıdır.

Malzeme Yatağı Oluşturma Aracı

Özellikle inşaat, madencilik, arazi ve tarım endüstrilerindeki pek çok uygulama, büyük malzeme yataklarıyla etkileşime giren ekipman ve makineleri içerir. Yatak Oluşturma Aracı (malzeme bloğu olarak da bilinir) ile kullanıcılar, zamana bağlı girişleri kullanarak malzemenin bir simülasyona dahil edilmesini beklemek zorunda kalmadan bu tür malzeme yataklarını hızlı ve kolay bir şekilde oluşturabilirler. Bunun yerine Altair EDEM, anında büyük malzeme yatakları oluşturmak için küçük malzeme bloklarının kullanıldığı akıllı ve verimli bir yaklaşım sunar. Bloklar yeniden kullanılabilir, depolanabilir ve birden fazla kullanıcı ve simülasyonlar arasında kolayca aktarılabilir, bu da hem kurulum süresinden hem de simülasyon süresinden tasarruf sağlar.

Buna ek olarak, Altair EDEM 2021‘de sunulan “hacim paketleme” işlevi, kullanıcıların hızlı bir şekilde ve gözeneklilik veya belirli bir sıkıştırma düzeyi gibi belirli kriterlere göre sıkıca paketlenmiş yatakları otomatik olarak oluşturmasına olanak tanır. Bu, herhangi bir kapalı hacim geometrisi için işe yarar ve rastgele şekillerin yanı sıra silindirik hazneler gibi tek tip şekillere de uygulanabilir. Bu, büyük miktarlarda malzemeyi tanıtmanın geleneksel yolundan daha hızlı bir yöntemdir ve bir kez oluşturulduktan sonra bu yataklar, bir simülasyon sırasında herhangi bir zamanda kolayca eklenebilen veya diğer simülasyonlarda yeniden kullanılabilen malzeme blokları olarak kaydedilir.

Dinamik Etki Alanı ( Dynamic Domain)

Yukarıda belirtildiği gibi, örneğin tarım veya arazi gibi bazı uygulamalar, simülasyon sürelerini etkileyebilecek uzun malzeme yataklarının simülasyonunu gerektirir. Dinamik alan, Altair EDEM‘e özgüdür ve mevcut en gelişmiş DEM işleme araçlarından biridir. Bir simülasyon sırasında her zaman tüm parçacık temaslarını çözmenizi gerektiren diğer DEM araçlarının aksine, EDEM Dynamic Domain teknolojisi, kullanıcıların tüm işlem güçlerini (GPU veya CPU) ekipman parçlarının etrafında aktif bir bölge oluşturarak eylemin gerçekleştiği yere odaklamasına olanak tanır.Bu, çözüm süresini artırmadan çok büyük yataklar ve malzeme hacmi oluşturabileceğiniz anlamına gelir.

Altair EDEM GPU Çözücüler

DEM kullanıcılarının ortak taleplerinden biri, kabul edilebilir bir sürede milyonlarca parçacığı içeren büyük simülasyonları gerçekleştirebilmektir. Bunu desteklemek için Altair EDEM, kullanıcıların simülasyonlarını GPU kullanarak çalıştırmalarına olanak tanır; bu, simülasyonları daha hızlı çözebilecekleri CPU’da mümkün olandan daha büyük modelleri çalıştırabilecekleri anlamına gelmektedir. GPU ve çoklu GPU çözücüler, doğruluğu garanti etmek için tamamen çift duyarlıklı hassasiyetlidir (double-precision) ve OpenCL üzerinde geliştirilmiştir, böylece kullanıcılara AMD veya NVIDIA kartlarını kullanma esnekliği sağlar.

Çoklu Küre ve Polihedral Şekil Çözücüleri

Kullanıcılar, özel uygulamalarına bağlı olarak iki çözücü arasından seçim yapabilir. Çoklu küre (multi-sphere) yaklaşımı, doğru hesaplama verimliliği ve doğruluk dengesini sunduğu için çoğu durumda tercih edilen seçenek olmaya devam etmektedir. Polihedral parçacık çözücü, daha kesin bir şeklin istendiği durumlar için kullanılmaktadır – örneğin, yüksek en-boy oranına sahip parçacıklar (düz plakalar gibi) küpler veya silindirler gibi çok üniform şekilli parçacıklar.

Altair EDEM’in Uygulama Programlama Arayüzü (API)

Gelişmiş ve karmaşık malzeme davranışlarını simüle etmeniz mi gerekiyor? İster sıvı etkiler, aglomerasyon, kırılma, esnek lifler, manyetik parçacıklar olsun, bunların tümü, kullanıcıların kendi özel fiziklerini yazmalarına olanak tanıyan Altair EDEM’in çok yönlü API’sini kullanarak mümkündür. API modelleri doğrudan GPU çözücü üzerinde çalıştırılabilir, bu da GPU’nun sağladığı performans artışından yararlanabileceğiniz anlamına gelir. Altair EDEM API ayrıca polihedral parçacık çözücü ile uyumludur. Örnek modeller kullanıcılar için Altair Knowledge Base bölümünde yer almaktadır.

Tavares Kırılma Modeli

Kırılma, özellikle madencilik ve maden işleme endüstrilerindeki birçok kullanıcı için önemli bir uygulamadır. Altair, iyi kurulmuş bir kırılma modeli sunmak için Universidade Federal do Rio de Janeiro’dan (UFRJ) Profesör Marcelo Tavares ve Edinburgh Üniversitesi’nden Profesör Jin Ooi dahil olmak üzere ufalama ve parçacık mekaniği alanındaki uzmanlarla yakın bir şekilde,en son gelişmeleri takip eden doğrulanmış fizik modelini sağlamak için çalışmaktadır Geliştirilen Altair EDEM kırılma modeli, hem zayıflatma hem de parçalanma dahil olmak üzere gevrek malzemelerin tüm kırılma mekanizmalarını simüle edebilir. Her türlü kırma mekanizmasını simüle edebilir: sıkıştırma, kesme, zayıflatma vb. gibi. Bu kırılma modeli çoklu küreleri kullanır çünkü arkasındaki fizik ile tutarlı ve en hızlı olan tek şekildir. Detaylı bilgi

Simülasyon sonuçlarının prosesi için EDEMpy

Büyük simülasyonlar işlenecek daha fazla veri anlamına da gelir. Bu nedenle, EDEM .h5 dosya yapısından yararlanan EDEM simülasyon verilerinin sonradan işlenmesi ve analizi için bir Python kütüphanesi olan “EDEMpy” i geliştirilmiştir. Kütüphaneyi kullanarak, bir simülasyon platformundan belirli verileri çıkarmak ve bu verileri özelleştirilebilir ve yeniden kullanılabilir bir şekilde işlemek kolaydır. Kullanıcılar örneğin, belirli bir geometriye etki eden kuvveti zaman içinde çıkarabilir ve sonuçları birden çok simülasyon platformu arasında arka arkaya karşılaştırabilir. Bir simülasyon boyunca parçacıkların kalma süresini izleyebilir, temas bağlantılarını ve bağlanmalarını yeni ve esnek bir şekilde görselleştirebilir.

Deforme Edilebilir Geometriler

Üzerinde hareket eden bir dökme malzemenin bir sonucu olarak bir geometrinin nasıl deforme edildiğini simüle etme yeteneği, çok sayıda uygulama için kilit ilgi alanı olan ve EDEM’de geliştirilen bir olgudur.

EDEM çözücüsü, simülasyon sırasında bir geometri yapısının sürekli değiştirilmesini kolaylaştırır. Bu, geometri bölümlerinin şekil değiştirebileceği ve EDEM’in diğer yazılımlarla eş zamanlı çalıştığı arayüz aracılığıyla tanımlanan girdiler ile deforme olabileceği anlamına gelir. Bu, kullanıcıların kayışlar, levha paneller, elastik membranlar gibi çok çeşitli uygulamaları kapsayacak şekilde EDEM ile esnek gövde (flexible body) simülasyonlarını doğrudan birleştirmelerini sağlar.

Mekanik sistem simülasyon yazılımı ile esnek bir geometri bağlantısı tanımlanarak ayrı ayrı parçalarda deformasyon ve gerilmenin tahmin edilmesi de mümkündür. Bu yetenek, gerçek dünya sistemlerine daha fazla gerçekçilik ve içgörü sağlar.

Kapsamlı CAE Entegrasyonu

Kullanıcılar ekipman tasarlamak için farklı CAE yazılımları kullanmaktadır ve bu yazılımların birlikte doğru ve verimli çalışması çok önemlidir. Bu nedenle Altair EDEM, en iyi bağlantılara sahip, CAE dostu DEM kodudur.

Altair EDEM ve Altair OptiStruct (FEA), Altair MotionSolve (MBD) ve Altair AcuSolve (CFD)arasındaki bağlantıların yanı sıra diğer Sonlu Eleman Analizi (FEA), Mekanik Sistem Simülasyonu (MBD) ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) yazılımları dahil çok sayıda çözüm mevcuttur.

EDEM eş zamanlı çalışma arayüzü, kullanıcıların kendi seçtikleri herhangi bir başka yazılımla kendi bağlantılarını yazmalarına da olanak tanır. Birleştirilmiş simülasyonlar GPU üzerinde çalıştırılabilir

Son olarak, bir arazi aracı için bu yazıda vurgulanan 5 özellikten yararlanarak yapılan analiz örneğine bakalım.

Bu örnekte, toprak benzeri bir malzeme GEMM Veritabanı kullanılarak kolayca oluşturuldu. Yatak oluşturma aracı kullanılarak, bu malzemeden hızlı bir şekilde uzun bir yatak oluşturuldu. EDEM, lastik-zemin etkileşimini gerçekçi bir şekilde simüle etmek için bir mekanik sistem simülasyonu yazılımı ile birleştirildi. Simülasyon, dinamik alan kullanılarak GPU‘da çalıştırıldı. Bu, normalde mümkün olandan daha hızlı, sadece 3 saatte hesaplanan, tamamen bağlı 1.000.000 parçacık simülasyonuyla sonuçlandı.