什麼是平滑粒子流體動力學(SPH)與離散元法(DEM)？在處理複雜的固體與流體相互作用問題時，平滑粒子流體動力學（SPH）與離散元法（DEM）是兩種強大的數值方法。這些技術幫助工程師模擬現實中許多具有挑戰性的情況，如自由表面流動、顆粒間碰撞等。本文將介紹這兩種方法的基本原理、差異以及它們如何協同工作解決實際工程問題。
什麼是平滑粒子流體動力學（SPH）？SPH 是一種無網格計算方法，通常用來模擬流體的運動，特別是液體碰撞或波浪行為等問題。這種方法將流體分解為一組粒子，並透過粒子間的相互作用來描述流體的運動。
無網格優勢：適用於高度變形或自由表面的流動模擬，無需固定的計算網格。精確捕捉流動動態：使用核函數計算流體變量，能有效避免擴散誤差，特別適合模擬波浪、噴濺等複雜現象。什麼是離散元法（DEM）？DEM 主要用來模擬顆粒物質的運動和碰撞行為。追蹤每個顆粒的運動，並計算顆粒間的接觸力，廣泛應用於顆粒流動、物料處理等領域。
靈活的粒子形狀：除了簡單的圓形顆粒，DEM 還可以模擬多面體、纖維等實際物料形狀，這對於物料流動特性至關重要。精確的碰撞與接觸檢測：每個顆粒的運動都受到周圍顆粒的影響，能夠精確模擬顆粒間的相互作用。SPH與DEM的結合：更精確的多物理場解決方案當 SPH 和 DEM 結合使用時，能實現更精確的固體與流體交互作用模擬，提供更真實的物理行為預測。
流體與固體交互作用：SPH 模擬流體的運動，而 DEM 模擬顆粒的碰撞和運動。兩者結合可以準確模擬液體中顆粒的運動及其力學行為。複雜粒子形狀與物料行為：兩種方法都支援更真實的粒子形狀模擬，有助於提升物料處理與流動過程的準確度。防波堤設計（SPH-DEM耦合）
濕式研磨（SPH-DEM模擬）
SPH與DEM技術在固體與流體交互作用模擬中發揮了重要作用。不僅能精確處理複雜的物理行為，還能解決現實世界中許多工程挑戰。兩者的結合，能夠提升設計精度和工程效率，特別是在處理顆粒物料與流體動力學的應用中，這些技術無疑是一項重要的突破。
資料來源：ANSYS BLOG
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