离散元法

Discrete Element MethodDEM进阶

把材料当成大量独立颗粒、逐个算受力和运动的仿真方法

离散元法是一类把材料看成大量独立小颗粒、逐个计算每颗粒运动的数值仿真方法，Peter Cundall 在 1971 年提出雏形，1979 年与 Strack 正式发表。每个时间步先找出哪些颗粒相互接触，按接触模型算出碰撞力、摩擦力，再加上重力，用数值积分更新每颗粒的位置、速度和转动。和有限元法那种把材料当连续体的方法不同，DEM 天然适合沙子、碎石、谷物、粉末这类颗粒物料，在采矿、制药、农业中应用广泛。缺点是计算量大，颗粒越多越慢，现在多靠 GPU 并行来算百万量级颗粒。在具身智能里，它可用于仿真机器人在沙地、碎石上行走，或者挖掘、舀取颗粒物料；这类问题也可以用物质点法（MPM）处理。