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还有什么?

ScaleDEM为您提供了提高工业过程生产力的机会。通过模拟所涉及的粉末处理过程,您可以用远少于实验所需的资源,实现质量的飞跃。如何通过ScaleDEM实现这种质量飞跃,请见下文描述:

  • 发展科学理解。通过对系统当前知识的定量表达,可以展示可观察的特征并追踪可能影响过程的未知特性。

  • 测试系统变化的效果。所有变化都可以在虚拟环境中评估,无需承担物理实验可能带来的生产力损失风险。这样可以节省寻找解决方案的时间和金钱。

  • 辅助决策。基于模拟结果,可以安全地实施纠正措施(通过改变操作条件或更换粉末处理设备)。有用于:
    • 管理者的生产决策。例如决定改变操作变量或调整设备。
    • 规划者的战略决策。例如决定购买设备或对过程进行结构性变更。

正如其名称所示,我们的求解器的功能依赖于“尺度”概念,该概念在两个层面上使用:

计算层级:

当待模拟的粉末具有非常广泛的颗粒大小分布时,DEM表现出严重的缺陷,即,大小尺度差异很大(例如,从几微米到几厘米或更高)。现有基于DEM的求解器无法应对这一问题,因为它们用于颗粒间接触追踪的算法在存在极不相似的大小时效率极低。原因是使用最大颗粒的大小作为参考,这最终导致在搜索过程中进行不必要的计算和迭代。然而,ScaleDEM不受颗粒大小的影响。此外,我们已将我们的接触搜索算法并行化,证明了它与计算机中可用的CPU数量的出色可扩展性。下图显示了其他高级基于DEM的软件的常见响应,其中观察到计算时间的剧烈非线性增长(黑色)。然而,ScaleDEM始终与颗粒数量线性扩展(蓝色),甚至优于其基于GPU的版本(红色)。

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迭代次数的平均计算时间作为颗粒数量的函数。



物理层级:

一把松散的沙子就可以包含数千万颗粒。许多工业过程涉及大量的颗粒。 当前计算机的性能简直无法承受现实的颗粒数量,无论是浮点运算次数还是RAM或硬盘存储容量。 在学术界,颗粒研究通常将颗粒数量限制在几十万以内,这已经是研究颗粒材料的力学和物理的一个很好的数字。 然而,这个数字对许多工业部门来说是不够的。 为了解决这个问题,ScaleDEM使用基于物理的缩放法则对颗粒组装进行生成,仿佛使用了现实的颗粒数量一样。 这些缩放法则使我们能够在有效颗粒数量大大减少的同时,保持粉末的整体机械响应不变。 下图显示了颗粒平均接触数(配位数)如何随缩放因子变化。 在ScaleDEM中应用的缩放策略使得结果尽管尺度变化,但保持其一致性。

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旋转鼓测试中的颗粒配位数和颗粒分布模式的缩放效果。

以下是最相关的优点:

  • 它高度并行化,能够使用最少的内存发挥您计算机的最大计算能力。
  • 其性能不受颗粒大小分布、域的形状或大小的影响(如其他基于DEM的求解器所发生的)。它能够处理在具有复杂和大尺度差异的域中任意组合的颗粒大小(例如,以V形混合器结束的之字形输送带)。
  • 其颗粒接触检测算法不会限制使用复杂的路径依赖接触模型。
  • 与其他软件一样,可以通过使用“粘合”颗粒引入复杂的颗粒几何形状,从球体创建新形状。然而,与那些软件不同的是,ScaleDEM中这些可变形团块的计算成本实际上为零。

我们的软件易于使用。您无需在计算机上安装任何东西。我们提供一个包含友好图形用户界面的单一可执行文件,该界面具有多个选项。通过这个界面,您可以从CAD设计(例如,stl)导入几何图形并设置颗粒的属性。根据您的过程,我们提供一个定制模块,您可以在其中设置工业过程的操作变量(例如,移动序列、速度、旋转等)。求解器集成在此GUI中,一旦设置好所有参数,您就可以启动模拟。一旦模拟开始运行,您可以关闭界面。模拟将在后台运行,但您可以随时重新打开生成的文件并检查结果。要分析结果,您不需要昂贵的GPU硬件(如视频游戏所需的)。使用我们的GUI,您可以在普通笔记本电脑上非常流畅地渲染数百万颗粒。

ScaleDEM可以通过按需开发的模块进行扩展。告诉我们您的需求,我们将为您提供量身定制的模块。我们可以提供在其他软件中不容易获取并且实验上难以获得的不同模块工具(相关性和密度图、动态颗粒堆积演化、流动和速度剖面、混合度、与边界的交互力等)。这种方法让我们能够精确满足您的需要,最小化用户培训的努力并减少许可成本。您无需为您不需要的功能或能力付费(如其他软件)。

首先,我们的团队将研究您的特定问题。只要问题与行为/设计过程相关,我们将为您提供一个特定的模块。 使用它,您将能够修改影响混合度的不同参数。一个直观的界面将允许您检查哪一组参数将实现您期望的最佳结果。 使用ScaleDEM,您将直接关注问题,从而最大化您的投资回报。

根据我们的经验,这取决于您想要调查的内容。如果您想分析新流程设计的可行性,我们可以为您提供一个有效并经过验证的粉末材料模型,该模型将提供丰富的定性信息。 然而,如果您需要准确量化您的过程的效率和生产力,那么应该测量粉末材料的属性并将其整合到模拟中。

我们的团队有能力在CAD中为您设计设备。您需要为我们提供所有必要的测量数据以进行设计。我们将以几种格式提供几何图形,尽管ScaleDEM使用两种:STL和MSH。 STL是CAD设计中广泛使用的文件格式,它通过单位法线和顶点描述了一个原始的、非结构化的三角化表面。 MSH是GMSH(一个开源的三维有限元网格生成器)的原生文件格式,对ScaleDEM尤其有用,因为其优化的结构便于读写网格。

我们网站上的示例是说明性的。ScaleDEM可以用于模拟广泛的粉末处理系统。请与我们联系,我们将确认您的过程是否可以使用ScaleDEM建模。

这些模块是专门为您开发的。因此,如果您愿意,您可以根据欧洲议会和理事会的2009/24/UE指令成为模块的知识产权所有者。 这意味着没有其他公司能够利用它。然而,为了清楚起见,必须强调的是,只有模块的表达受到保护,而构成模块的任何元素的思想和原则, 包括那些构成其接口的原则,不受此指令的版权保护。

是的。虽然建模是解决实验复杂问题的强大工具,但有时并非完全必要。我们的团队在解决与粉末处理相关的工业问题方面经验丰富。 作为我们服务组合的一部分,我们还为您提供技术咨询和报告能力。 然而,为了您问题的最佳和成本效益的解决方案,我们推荐使用ScaleDEM。 如果您有其他需求,请随时与我们联系。