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Introduction of EDEM/Discrete Element Method

speed up 해석속도를 높이자 dem의 시뮬레이션 팁. 입자의 전단계수활용

입자 해석을 진행할 때 해석 시간이 문제가 될 수 있습니다. 너무 많은 입자의 갯수, 혹은 너무 작은 입자의 반지름, 그리고 너무 큰 전단계수(혹은 탄성 계수) 이런 것들이 해석 시간을 길게 만드는 요인입니다. 


왜냐면 바로 타임 스텝과 관련이 있습니다. 

타임 스텝은 해석을 진행하면서 계산을 수행하는 최소의 시간 단위라고 할수 있는데요. 총 10초의 해석을 가기 위해 0.1초로 나누어 가는 것과 0.01초로 나누어가는 것은 필요한 스텝의 수가 10배로 달라지죠. 이것이 해석 시간의 증가를 가져오게 됩니다. 


그러면 스텝을 크게 해서 스텝의 수를 줄이면 되지 않을까? 맞습니다. 그러나 타입 스텝은 마음대로 정할 수 있는 범위가 있습니다. 다음의 식을 참고 하시면 됩니다. 




타임스텝을 작게 만드는 요인은 반지름이 작아지거나 밀도가 작아지거나 전단계수가 커지는 것임을 알 수 있습니다. 


그래서!!

전단계수를 임의로 10배 줄이면 100의 속도 향상 효과가 있습니다. 

그러나 마음대로 물성을 건드리면 안되겠죠. 

다음 그림을 보시면 전단계수를 이용한 속도 향상의 방법을 가늠하실 수 있습니다. 








§전단 계수 조절의 상한선

- 흐름 해석에 있어 1.0E+9 Pa이나 1.0E+6 Pa이나 Mass flow rate에 있어 큰 차이를 보이지 않음



입자거동의 차이가 발생하는지 간단한 해석 즉 안식각 해석 같은 사례로 검증을 하신 후 조절 가능한 전단계수의 범위를 설정해서 진행하신다면 문제가 없게 됩니다. 


이것은 트릭 같지만 사실상 검증된 해석 속도 향상 방법입니다. 


물론 압축현상이 있는 경우에는 이런 방법을 쓰기 어렵습니다. 재료가 압축력 보다는 흐르고 적재되고 하는 현상이 주된 경우에 해당한다 할수 있습니다. 

호퍼, 사일로, 컨베잉, 믹싱 등이 예라고 할 수 있습니다. 




 

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