使用柔性纤维模型对草叶建模。 要顾及无网格 DEM 的空气对草叶(单向耦合)的影响,则应用用户自定义体力。通过指定曳力,对割草机叶片产生的气流对草叶的影响进行建模。空气以 50 m/s 速度水平吹向正 z 方向,以 2 m/s 速度竖直吹向正 y 方向。从空气速度中减去颗粒速度,可求得草叶滑移速度。曳力由以下公式给出:
其中 为草叶直径, 为草叶滑移速度, 为柔性纤维草颗粒的体积。
要定义草叶:
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为草叶创建拉格朗日相:
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右键单击节点并选择。
-
将新相重命名为 Grass Blade。
-
双击 节点,并按顺序选择以下模型:
组合框 |
模型 |
颗粒类型 |
DEM 颗粒 |
颗粒形状 |
柔性纤维 |
材料 |
固体 |
恒密度(自动选择) |
可选颗粒作用力 |
用户自定义的体积力 |
轨迹采样 |
边界采样 |
DEM 边界采样 |
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创建场函数以定义草叶滑移速度:
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右键单击节点并选择,然后将新节点重命名为 Grass Blade Slip Velocity。
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编辑 Grass Blade Slip Velocity 节点,然后设置以下属性:
属性 |
设置 |
函数名 |
grassBladeSlipVelocity |
维度 |
速度 |
1 |
定义 |
-$${ParticleVelocity}+[0,2,50]
|
-
创建场函数以定义草叶曳力:
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右键单击节点并选择,然后将新节点重命名为 Grass Blade Drag。
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编辑 Grass Blade Drag 节点,然后设置以下属性:
属性 |
设置 |
函数名 |
grassBladeDrag |
维度 |
力 |
1 |
体积 |
-1 |
定义 |
$${ParcelCentroid}[1]>${Grass Blade Height} ?
0.5*1.293*5*${Grass Blade Diameter}*${Grass Blade Diameter}*mag($${grassBladeSlipVelocity})*$${grassBladeSlipVelocity}/${ParticleVolume} :
[0, 0, 0]
|
-
编辑节点,然后设置以下属性:
节点 |
属性 |
设置 |
边界采样 |
边界 |
刀片 |
柔性纤维 |
轴向复原系数 |
0.01 |
折弯复原系数 |
0.01 |
用户自定义的体积力 |
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|
用户体积力 |
方法 |
场函数 |
场函数 |
草叶曳力 |
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设置草叶材料属性:
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选择节点,然后将其重命名为 Grass。
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编辑 节点并设置以下属性:
节点 |
属性 |
值 |
密度 |
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常数 |
值 |
55.0 kg/m^3 |
杨氏模量 |
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|
常数 |
值 |
100 MPa |
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保存模拟。