DEM-Simulation

Besonders im Bereich der Schüttgutfördertechnik, aber auch in allen Anwendungsfeldern in denen diskrete und diskontinuierliche Vorgänge analysiert werden sollen, bietet sich die Diskrete Element Methode (DEM) an.


Entwickelt in den 1970er und durch ständig steigende Rechnerleistung immer mehr im Vordergrund geraten, bildet die DEM als numerische Berechnungsmethode neue Einsatzmöglichkeiten, welche mit klassischer Mehrkörpersimulation oder finite Elemente Methode nicht möglich ist. Das Zusammenspiel zwischen dem zu untersuchenden Material und Maschinenbauteilen kann mit dieser Simulationsmethode analysiert und Rückschlusse auf Belastungen und Bewegungsvorgängen liefern.

Grundsätzlich wird zur Berechnung von komplexen Vorgängen das Material mit diskreten Elementen modelliert und Mithilfe der Newton’sches Axiome schrittweise errechnet.

R. Bharadwaj, “Using DEM to Solve Bulk Material Handling Problems,” CEP Mgazine, vol. September 2012, pp. 54-55, 2012.

Die Größe des Spektrums möglicher Materialen, die mit der DEM abgebildet werden können, sind kaum Grenzen gesetzt. In der konventionellen DEM sind alle Partikel als Kugeln dargestellt und können mit Kalibrierung des Kontaktmodells (Grafik oberhalb) verschiedenste Materialparameter zugewiesen werden.
Maschinenbauteile jeglicher Art können direkt aus dem CAD-Modell importiert, entsprechend vernetzt und in die Simulation eingebettet werden. Unterschiedlichste Bewegungsabläufe, wie translatorisch, rotatorisch oder oszillierend können erzeugt und das Material dahingehend untersucht werden.

Anwendungsfelder der DEM sind unter anderem:

-Schüttguttechnik (Silo-Fördertechnik-Siebtechnik-Abfüllung)

-Agrartechnik

-Intralogistik

-…

Aktuelle Forschungsschwerpunkte des FAT befassen sich mit der Kalibrierung verschiedenster Materialien, Einsatz von Multisphere und Bond Partikelmodellen, bzw. Kopplungsvarianten der DEM mit anderen Softwaretools.