Metoda elementów dyskretnych
 |
Ten artykuł od 2015-02 wymaga zweryfikowania podanych informacji. |
Metoda elementów dyskretnych (ang. discrete element method) – zbiór metod numerycznych i algorytmów mające na celu obliczenie właściwości fizycznych dużej liczby obiektów w ruchu swobodnym. Przykładowymi obiektami (najczęściej występującymi w symulacjach) są:
Schemat działania edytuj
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:
- Wyszukanie ewentualnych kolizji dla każdego obiektu.
- Obliczenie właściwości fizycznych każdego obiektu.
- 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.
Zastosowanie edytuj
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. Obecnie 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.