基于离散元法的新型优化设计软件研究

在农业生产领域，大量存在着颗粒材料与农机部件的接触作用和颗粒材料的流动过程，传统力学方法不能很好地解决这些农机部件的性能优化问题。本项目采用离散元法研究颗粒材料与农机部件的接触作用，研究复杂运动规律边界的三维离散元法分析模型建模方法，研究非规则形状颗粒的三维建模方法，研究离散元法软件的结构、并行算法和构件化设计方法等，在上述工作和本项目组前期工作的基础上，研制出三维离散元法分析软件并实现与三维CAD软件集成，从而构建一种集设计和性能分析评价为一体的基于离散元法的新型优化设计软件。该软件的特点是：在设计阶段通过修改农机部件的CAD模型，能对不同原理和结构的农机部件进行性能分析和评价，由此实现农机部件结构方案和尺寸参数的优化；通过农机部件的CAD模型，能进行农机部件工作过程的动态仿真，由此分析农机部件的工作机理或发明新原理和新结构的农机部件，为农机部件的优化设计建立一种新方法。

在农业生产领域，大量存在着颗粒材料与农机部件的接触作用和颗粒材料的流动过程，传统力学方法不能很好地解决这些农机部件的性能优化问题。本项目采用离散元法研究颗粒材料与农机部件的接触作用，研究复杂运动规律边界的三维离散元法分析模型建模方法，研究非规则形状颗粒的三维建模方法，研究离散元法与计算流体力学方法耦合的并行计算方法，研究离散元法软件的结构和设计方法等，在上述工作和本课题组前期工作的基础上，研制出三维离散元法分析软件并实现与三维CAD软件集成，从而构建一种集设计和性能分析评价为一体的新型优化设计软件AgriDEM，还通过实例验证了该设计软件的可行性和有效性。该新型优化设计软件的特点是：在设计阶段通过修改农机部件的CAD模型，能对不同结构和尺寸的农机部件进行性能分析和评价，由此实现农机部件结构方案和尺寸参数的优化；通过农机部件的CAD模型，能进行农机部件工作过程的动态仿真，由此分析农机部件的工作机理或发明新原理和新结构的农机部件，为农机部件的优化设计建立一种新方法。