Metoda elementów dyskretnych
Metoda elementów dyskretnych (Discrete element method) - zbiór metod numerycznych i algorytmów mające na celu obliczenie właściwości fizycznych dużej ilości obiektów w ruchu swobodnym. Przykładowymi obiektami (najczęściej występującymi w symulacjach) są:
- materiały przechowywane w silosach np.zboże, owoce itp.
- materiały sypkie np. piasek.
- ciecze i roztwory.
[edytuj] Schemat działania
Symulacja MED (DEM) rozpoczyna się od umieszczenia obiektów w określonych pozycjach i nadanie im prędkości początkowych. Całkowity czas symulacji zostaje podzielony na dużą ilość przedziałów czasowych i dla pojedynczego przedziału dokonywane są obliczenia na każdym obiekcie. Obliczenia te dla pojedynczego przedziału mają najczęściej następujący schemat:
- 1) Wyszukanie ewentualnych kolizji dla każdego obiektu.
- 2) Obliczenie właściwości fizycznych każdego obiektu.
- 3) Obliczenie przemieszczania obiektów na podstawie właściwości fizycznych obiektów.
W punkcie drugim najczęściej są wyliczane:
- siły kontaktu między obiektami.
- tłumienie.
- siła grawitacji oddziałująca na obiekt.
- siła Coulomba
- siła van der Waalsa
Dobór obliczanych parametrów zależy od rodzaju przeprowadzanych symulacji i wymagań użytkownika.
W punkcie trzecim stosowane są metody integrujące, tj:
- metoda Eulera
- algorytm Verleta
- metoda leapfrog
- metoda predictor - corrector
i inne.
[edytuj] Zastosowanie
W chwili obecnej większość programów wykorzystujących MED znajduje się w fazie testów i jest wykorzystywane głównie przez instytuty badawcze. W związku z tym zastosowanie tego typu programów może być o wiele szersze niż te jakie na dzisiaj przewidujemy. Na dzień dzisiejszy stosuje się między innymi w:
- farmaceutyce – np. symulacje mieszania składników leków.
- rolnictwie – np. symulacje napełniania silosa zbożem i przewidywanie jego ewentualnych pęknięć , symulacji przechowywania produktów spożywczych.
- agrofizyce – np. modelowanie aparatu Jennikego wykorzystywane do badania
wytrzymałości materiału i jego zachowania przy użyciu dużych sił działających na nie.
- chemii - np. symulacja przechowywania materiałów chemicznych.
- przemyśle – np. symulacja transportu materiałów sypkich.