ओपन-सोर्स ढांचे के भीतर डिस्क्रीट एलिमेंट मेथड में सुपरक्वाड्रिक कणों का कुशल कार्यान्वयन

कण आकृति का प्रतिनिधित्व डिस्क्रीट एलिमेंट मेथड (DEM) में एक मौलिक समस्या है। ज्ञात संपर्क बल मॉडल के साथ गोलाकृति कण DEM में अपनी सापेक्ष सरलता के कारण लोकप्रिय बने रहते हैं, क्योंकि इन्हें लागू करना आसान होता है और इनकी गणनात्मक लागत कम होती है।हालांकि, असली अनुप्रयोगों में कण ज्यादातर गैर-गोलाकृति होते हैं, और DEM में अधिक जटिल कण आकृति मॉडल, जैसे सुपरक्वाड्रिक आकृति, को पेश करना आवश्यक है। सुपरक्वाड्रिक आकृति को गोलाकार या अंडाकार कणों का विस्तार माना जा सकता है और इसे गोलों, अंडाकार, सिलेंडर जैसे और बॉक्स (आइस क्यूब) जैसे कणों के मॉडलिंग के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, केवल पाँच आकृति मापदंडों को बदलकर। इस अध्ययन में हम ओपन-सूर्स और समानांतर DEM पैकेज LIGGGHTS में सुपरक्वाड्रिक कणों का कुशल C++ कार्यान्वयन प्रस्तुत करते हैं। गणनात्मक समय को कम करने के लिए कई विचारों का उपयोग किया गया है। कण-कण संपर्क पहचान रूटीन में, संभावित संपर्क जोड़ियों की संख्या को कम करने के लिए हम न्यूनतम सीमाबद्ध गोलों और निर्देशित सीमाबद्ध बॉक्स का उपयोग करते हैं। कण-दीवार संपर्क के लिए एक सटीक विश्लेषणात्मक समाधान पाया गया। हम संपर्क पहचान और संपर्क बल गणना के लिए सभी आवश्यक गणित प्रस्तुत करते हैं। सुपरक्वाड्रिक DEM कोड कार्यान्वयन को विश्राम के कोण और हूपर/सिलो डिस्चार्ज जैसे परीक्षण मामलों पर सत्यापित किया गया। अनुकरण के परिणाम प्रयोगात्मक डेटा के साथ अच्छी तरह से मेल खाते हैं और इस पत्र में प्रस्तुत किए गए हैं। हम सुपरक्वाड्रिक आकृति मॉडल की उपयुक्तता और कार्यान्वित सुपरक्वाड्रिक DEM कोड की मजबूती को प्रदर्शित करते हैं।