*
CONTROL
*CONTROL_DISCRETE_ELEMENT
*
CONTROL_DISCRETE_ELEMENT
用途：定义球形离散元的全局控制参数。
Card 1
1
2
3
4
5
6
7
8
Variable
NDAMP
TDAMP
FRICS
FRICR
NORMK SHEARK
CAP
VTK
Type
F
F
F
F
F
F
I
I
Default
0.
0.
0.
0.
0.01
2/7
0
0
毛细作用选项卡 CAP ≠ 0时额外所需选项卡。
Card 2
1
2
3
4
5
6
7
8
Variable
GAMMA
VOL
ANG
GAP
IGNORE
NBUF PARALLEL
Type
F
F
F
F
I
I
I
Default
0.
0.
0.
0.
0
6
0
选项卡3（可选）：若使用了选项卡3，那么必须定义选项卡2。
Card 3
1
2
3
4
5
6
7
8
Variable
LNORM LSHEAR
FRICD
DC
BT
DT
Type
I
I
F
F
0
F
F
Default
0
0
FRICS
0.
1020
1
2-70 (CONTROL)
LS-DYNA R11
*
CONTROL_DISCRETE_ELEMENT
*CONTROL
r1
r2
X1
X2
Figure 12-14. 球体之间相互作用示意图
变量
描述
NDAMP
法向阻尼系数
TDAMP
FRICS
切向阻尼系数
静态摩擦系数 (见 注释4):
等于0: 3自由度
不等于0: 6自由度 (考虑旋转自由度)
滚动摩擦系数
FRICR
NORMK
可选：法向弹簧刚度缩放系数。法向接触刚度为：
ꢀ
ꢂ ꢀ ꢂ
1
NORMK|
1 2 2
NORMK if NORMK > 0
ꢀ
ꢂ + ꢀ ꢂ
1
1
2 2
ꢀꢁ
=
.
|
if NORMK < 0
⎩
SHEARK
CAP
可选： SHEARK/NORMK 切向刚度为： ꢀ = SHEARK × ꢀꢁ.
ꢃ
等于0: 干颗粒
不等于0: 湿颗粒，需考虑毛细作用力并设置额外参数，见 注释 1。
LS-DYNA R11
12-71 (CONTROL)
*
CONTROL
*CONTROL_DISCRETE_ELEMENT
变量
描述
VTK
以vtk格式生成Paraview可读取的DES信息文件
等于0: 是
等于1: 否
GAMMA
VOL
流体表面张力, ꢀ
体积分数
ANG
GAP
接触角，ꢀ
（
可选）影响流体桥空间极限的参数
CAP等于0: 若CAP为0，并以干颗粒建模，则忽略此参数。
CAP不等于0: 当 ꢁ小于或等于min(GAP, drup)，则存在流体桥，见
Figure 12-15
其中， ꢁrup 为流体桥的拉伸距离，由程序自动计算（见CAP相关内容）
IGNORE
NBUF
忽略初始穿透
等于0: 在考虑初始穿透的情况下计算离散元的接触力
大于0: 不考虑离散元初始穿透情况下产生的接触力
大于0: 异步日志缓存的内存缩放系数 (默认为6)
小于0: 禁用异步日志并使用最小内存进行数据传输
PARALLEL
是否计算粘结离散元之间接触力的声明:
等于0: 不计算（默认）
等于1:计算
LNORM
LSHEAR
加载曲线 ID，用于定义法向刚度和法向穿透率之间的关系，见 注 释2。
加载曲线 ID，用于定义切向刚度和法向穿透率之间的关系，见 注 释3。
1
2-72 (CONTROL)
LS-DYNA R11
*
CONTROL_DISCRETE_ELEMENT
*CONTROL
r2
δ
r1
V
Figure 12-15. 毛细作用力示意图
变量
描述
FRICD
动态摩擦系数，默认 FRICD = FRICS，见 注释4。
DC
BT
指数衰减系数，见注释4。
开始时间
DT
停止时间
背景:
离散元DES方法中，所有部件均由刚性球体组成。这些球体可以与传统固体和其他球体相
互作用。球体之间的接触由接触部位之间的弹簧和阻尼模型表达，见 Figure 12-14. [
Cundall & Strack 1979]
注释:
1
. 粘接模型中的毛细作用力 本功能由CAP参数激活。湿颗粒之间的毛细作用力的计
算基于如下文献： “Capillary Forces between Two Spheres with a Fixed
Volume Liquid Bridges: Theory and Experiment”, Yakov I. Rabinovich
et al. Langmuir 2005, 21, 10992-10997. 见 Figure 12-15。
毛细作用力的定义为：
2
ꢂꢃꢄ cos ꢀ
ꢀ
ꢁ −
ꢁ
1
+
2
ꢅ
其中
ꢁ
2ꢆ
ꢅ ꢁ
−1 + √1 +
ꢇ
2
ꢂꢃꢁ
⎝
⎠
LS-DYNA R11
12-73 (CONTROL)
*
CONTROL
*CONTROL_DISCRETE_ELEMENT
2
ꢂ ꢂ
1
ꢃ
ꢁ
ꢂ + ꢂ
1
2
3
.
用户自定义法向刚度 若两个互相ꢀ作用的 DEꢃM颗粒之间考虑用户给定的法向刚度曲线
ꢄ = ꢅ ( ꢆ ) ， 其 中 ꢆ = ꢀ/ min(ꢂ1,ꢂ2)为穿透率，δ为穿透距离，则法向接触力为
ꢃ
= ꢁ1ꢁ2/(ꢁ1 + ꢁ2)。若曲线定义为y=cx,
ꢇ ꢁ ꢁ × ꢄ × (minꢉꢂ , ꢂ )ꢊ
ꢈ
eff
1
ꢃ
其中 ꢁeff 为两个DEM颗粒之间的有效体积模量
ꢁ
eff
则与NORMK=c的效果相同。
. 用户自定义切向刚度 若两个互相作用的 DEM颗粒之间考虑用户给定的切向刚度曲线
ꢄ = ꢅ ( ꢆ ) 其 中 ꢆ = ꢀ/min(ꢂ1,ꢂ2)为穿透率，δ为穿透距离，则切向接触力为
ꢋ ꢁ ꢄ × ꢋ
ꢌ
ꢈ
其中 ꢋ 是由 NORMK或用户曲线定义的法向刚度。若曲线定义为 =,则与 SHEARK = 效
ꢈ
果相同。
4
.摩擦系数 摩擦系数与相互接触的DEM颗粒之间的相对速度 ꢍ 有关：
rel
−
DC ×∣ꢑ
∣
rel
ꢎ ꢁ FRICD + ꢉFRICS − FRICD )ꢐ
ꢏ
1
2-74 (CONTROL)
LS-DYNA R11