EDEM 离散元仿真初中级培训课程大纲
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培训对象： 初级仿真工程师、设备设计人员、工艺工程师、高校相关专业师生、希望系统掌握EDEM基础应用及主流行业案例分析的工程技术人员。
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培训目标：
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理解离散元法（DEM）的基本原理及EDEM软件的核心优势。
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掌握EDEM前处理（Creator）、求解器（Simulator）、后处理（Analyst）三大模块的完整工作流程。
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能够独立创建球形及非球形颗粒模板，定义材料属性与接触参数。
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熟练进行典型散料处理设备（料仓、溜槽、输送机、振动筛）的仿真建模与分析。
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掌握颗粒物性参数的标定方法及仿真结果的后处理技巧。
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具备诊断常见仿真问题（颗粒穿透、计算发散、结果异常）并优化模型的能力。
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了解EDEM与FEM、CFD等工具的耦合仿真入门方法。
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培训内容介绍：
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第一部分：离散元理论与EDEM软件入门
一、离散元法（DEM）理论基础： 介绍离散元法的基本原理、发展历程及在矿山、农业、化工、制药等行业的广泛应用。讲解颗粒间接触力学模型（法向力、切向力、阻尼力）的数学基础。对比离散元法与有限元法（FEM）的本质区别与适用场景。阐述EDEM作为全球主流离散元仿真平台的核心技术优势。
二、EDEM软件架构与用户界面： 熟悉EDEM的图形用户界面布局，包括菜单栏、工具栏、导航面板、显示窗口及状态栏。掌握EDEM Creator、Simulator、Analyst三大核心模块的功能定位与切换方法。学习工程文件创建、保存、导入/导出的标准操作流程。了解全局设置（单位、重力、仿真区域）的配置方法。
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第二部分：前处理建模技术
三、颗粒建模（一）：球形颗粒与基础建模： 学习在Creator中创建球形颗粒模型的方法。掌握颗粒材料属性（密度、泊松比、剪切模量）的定义技巧。了解瑞利时间步（Rayleigh Time Step）的概念及其对计算稳定性的影响。
四、颗粒建模（二）：非球形颗粒建模： 深入讲解多球面组合（Multi-sphere）方法构建复杂非球形颗粒（椭球、圆柱、多面体）的技巧。学习颗粒模板库的创建与管理方法。掌握颗粒粒径分布（正态分布、均匀分布、自定义分布）的设置技巧。
五、几何体建模与导入： 学习在Creator中直接创建简单几何体（料斗、管道、平板）的方法。掌握从外部CAD软件（SolidWorks、Inventor、STEP/IGES格式）导入复杂几何模型的技巧。学习几何体的平移、旋转、阵列等编辑操作。
六、几何体运动定义： 掌握为几何体添加运动的方法，包括线性平移、旋转、正弦运动及复杂运动（通过导入运动数据文件）。学习多自由度运动（如振动筛的往复运动）的设置技巧。
七、接触模型与材料相互作用： 系统讲解EDEM内置的核心接触模型：Hertz-Mindlin（无滑移）、Hertz-Mindlin with JKR（凝聚力）、Hysteretic Spring（可压缩物料）、Linear Cohesion（线性粘附）的物理意义与适用场景。学习定义颗粒-颗粒、颗粒-几何体间的接触参数（恢复系数、静摩擦系数、滚动摩擦系数）。
八、颗粒工厂（Factory）设置： 深入讲解颗粒工厂的核心参数设置方法，包括颗粒生成方式（动态/静态）、生成速率、初始位置、初始速度及方向。学习多颗粒工厂协同工作的配置技巧。掌握颗粒生成区域（虚拟面、虚拟体）的定义方法。
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第三部分：求解计算与过程监控
九、求解器（Simulator）参数设置： 学习Simulator模块的完整设置流程。掌握固定时间步长和瑞利时间步长的关系与选择原则。理解数据保存参数（保存间隔、保存内容）的配置方法。了解CPU与GPU求解器的切换与性能对比。
十、仿真过程监控与调试： 掌握仿真运行过程中的实时监控技巧，包括时间步进展、颗粒数量变化、能量曲线、接触数曲线。学习识别常见的仿真问题（颗粒穿透、计算发散）并采取相应措施（调整时间步长、修改接触参数、优化网格）。
十一、批处理（Batch Job）技术入门： 了解批处理功能在参数扫描、多方案对比中的应用。学习创建批处理任务、设置可变参数、自动运行及结果收集的基本方法。
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第四部分：后处理与结果分析
十二、后处理（Analyst）基础操作： 熟悉Analyst模块的界面布局与基本操作。掌握仿真动画的播放、暂停、步进控制技巧。学习生成颗粒着色云图（速度、位移、能量、接触力）的方法。
十三、数据提取工具（Selection、Sensor、Grid Bin Group）： 系统讲解三种核心数据提取工具的使用方法：
* Selection（选择集）： 创建颗粒/几何体的选择集，提取特定对象的运动轨迹、速度历程。
* Sensor（传感器）： 定义传感器区域（立方体、球体、圆柱），统计通过传感器的颗粒数量、质量流量。
* Grid Bin Group（网格组）： 创建网格组进行空间统计，生成填充率云图、速度分布云图、磨损深度云图。
十四、图表生成与数据导出： 学习生成XY曲线图（颗粒速度/位置随时间变化、质量流量曲线、力曲线）的技巧。掌握图表的美化（坐标轴、图例、字体）与数据导出（Excel、CSV、TXT）方法。
十五、动画制作与报告生成： 掌握高质量仿真动画的制作技巧，包括视角控制、光线设置、多窗口显示、添加标注和文字。学习将关键结果（云图、图表）导出为图片（PNG、TIFF、JPEG），用于生成仿真报告。
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第五部分：基础案例实战
十六、案例实战（一）：颗粒堆积角模拟与参数验证： 通过漏斗堆积或自然休止角实验，演练颗粒建模、几何创建、仿真求解到结果对比的全流程。学习通过调整接触参数（摩擦系数）使仿真结果逼近实验值的基本方法。
十七、案例实战（二）：料仓卸料过程分析： 模拟料仓/料斗的卸料过程，分析卸料流型（整体流、漏斗流）、卸料速率、颗粒速度分布及卸料过程中的动态压力变化。
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第六部分：耦合仿真入门与课程总结
二十一、EDEM耦合仿真入门： 介绍EDEM与主流CAE软件的协同仿真技术。通过案例初步了解EDEM-FEM耦合（颗粒载荷映射到结构网格）及EDEM-CFD耦合（气-固两相流）的基本概念与应用场景。
二十二、常见问题诊断与优化策略： 专题讨论EDEM仿真中的常见问题及解决方案：
* 颗粒穿透几何体 → 时间步长调整/接触刚度优化。
* 计算发散/能量不守恒 → 接触参数检查/网格质量改进。
* 仿真速度过慢 → 颗粒数量控制/计算域缩小/GPU加速。
* 结果与实验偏差大 → 参数标定/接触模型选择。
二十三、综合答疑与课程总结： 针对学员在实际工作中遇到的问题进行开放式答疑。回顾课程核心知识点与技能点，梳理从基础建模到行业应用的能力成长路径，为后续深入学习（高级专题、二次开发、耦合仿真）指明方向。
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