基于GPU加速的颗粒系统DEM分析模拟器，由凝聚形状元素组成
摘要：离散元法在模拟由具有非平凡几何形状的元素组成的颗粒系统的动力学中的应用 用于模拟具有非平凡几何形状的元素组成的颗粒系统动力学的离散元法（DEM）的使用已被讨论。DEM模拟器具有GPU加速功能，并且可以处理形状定义为具有重叠的不同球集合的并集以及用户指定的半径的元素。模拟器还可以处理复杂材料，因为元素中每个球都可以具有自己的杨氏模量$E$、泊松比$ u$、摩擦系数$mu$和反弹系数CoR。为了展示模拟器，我们制造了一个“数字模拟物”（DS），它是GRC-1月壤模拟物的复制品。DS的元素尺寸分布与GRC-1类似但不完全相同。我们通过几个数值实验验证了模拟器的预测能力：安息角、锥体穿透、牵引力和登坡测试。随后，我们进行敏感性分析，评估元素形状、元素尺寸和摩擦系数变化时的坡度与滑移曲线的变化。本文以VIPER漫游车模拟验证了最近提出的颗粒尺度定律。该模拟涉及由超过1100万个元素组成的超过3400万个不同半径的球。模拟器在Chrono框架中运行，并同时利用两个GPU。模拟器的GPU代码和所有讨论的数字实验均为开源，可以在GitHub上进行可重复性研究和无障碍使用和分发。
作者：Ruochun Zhang, Colin Vanden Heuvel, Alexander Schepelmann, Arno Rogg, Dimitrios Apostolopoulos, Samuel Chandler, Radu Serban, Dan Negrut
论文ID：2307.03445
分类：Computational Engineering, Finance, and Science
分类简称：cs.CE
提交时间：2023-07-10