DEM 准则

DEM 可提供高分辨率，但计算成本高昂。DEM 准则主要涵盖如何降低计算成本。

使用以下准则：

尽量提高处理器数。但是，每个处理器的颗粒数量不要超过 1000 个。如果继续添加处理器，速度会下降，因为处理器需要更多时间相互通信。（因此，对于 300 万个颗粒，使用不超过 3000 个处理器。）
在复合颗粒中，尽量减少颗粒内的球体数。

最大化颗粒尺寸或使用粗糙颗粒模型最大化粒子束尺寸。

一个 DEM 颗粒可以表示多个目标颗粒。使用较大的颗粒时，将减少颗粒计数并增大 DEM 时间步，从而缩短所需的时间并减少所需的处理器数。以转筒中的颗粒模拟为例。颗粒从 2 mm 增大到 3 mm 后，使用 5 个处理器（而非 18 个）可以缩短一半的时间产生相同的结果。

通过使用粗糙颗粒模型，减少花在接触物理上的时间，并保持颗粒与流体之间的相互作用完全精确。粗糙颗粒最适用于流化床应用。在此类应用中，颗粒-流体相互作用的精度比颗粒-颗粒相互作用的精度更重要。

注	示例模拟中的尺寸变化还会导致整体属性（取决于接触物理，如休止角）略有不同。通常情况下，稍微调整 DEM 接触模型的参数（如摩擦）即可抵消整体属性中的类似变化。

注	要保持 DEM 模型的精度，比例增大的颗粒或粗糙颗粒粒子束仍需小于周围最小的重要几何特征。在示例模拟中，粒子束必须小于几何中最小的重要长度尺度。

最小化杨氏模量。这种做法可增大 DEM 时间步，从而加快计算速度。对于低抑制剪切流态应用，通常可以将杨氏模量减小好几个数量级且仍获得精确的结果。例如，在某个模拟中，从 1000 MPa 减少至 100 MPa 后，使用 5 个处理器（而非 18 个）便可将处理时间缩短至原来的 1/3。
根据实际情况设置网格粗糙度。
使用多面体颗粒时，尽可能减少面数。
根据实际情况尽量减少建模物理时间：
- 如果可能，优化喷射器设置，在最短的物理时间内引入最大数量的颗粒。
- 有时，可以通过提高移动几何边界的物理速度（例如，在旋转边界上使用更高的 rpm）来缩短时间。
- 如果只需确定趋势方向，可使用较短的物理时间。
在大量时间步内对物理量积分或涉及许多小型能量交换的模拟中，可使用双精度。例如：
- 模拟颗粒在计算域内的再循环或沉淀
- 在每个子步中，预测的颗粒温度增幅与环境温度相比可忽略不计
- 化学反应
- 颗粒之间的质量传输
要加快内存访问，使用 DEM 求解器属性重新排序频率。重新排序时，Simcenter STAR-CCM+ 将重置访问内存中 DEM 颗粒的顺序。对于准固定情况，在颗粒喷射和沉淀后重新排序一次便已足够。对于快速移动的颗粒，至少每 20 次迭代重新排序一次。重新排序的优势会随重复而削减。
要减少运行接触检测所用的时间，使用 DEM 求解器属性表面。表面属性定义每个 DEM 颗粒周围的体积（“表面”）。仅当颗粒移动穿过的距离等于表面厚度时，求解器才会运行接触检测。作为经验法则，将皮肤厚度设为 $10 v_{p} t$ ，其中 $v_{p}$ 为特征颗粒速度， $t$ 为 DEM 时间步长。