EDEM仿真入门案例-晶圆表面颗粒物生成

前言：

EDEM版本为2024

EDEM软件仿真分为三步：前处理、计算、后处理。分别对应以下三个图标：

一、前处理

1、Project

这部分不需要处理。

2、Bulk Material

添加颗粒物材料：右击Bulk Material，点击Add Bulk Material。

给材料命名，此处为sio2，填写材料属性：泊松比，密度、剪切模量，杨氏模型（这两个可以互相换算，只填一个）

注：本案例只添加了一种材料，也可以添加多种材料，如下：

添加材料间交互，点击绿色加号

因为只有一种材料，直接点击ok，如果有多种材料，可以下拉选择

填写材料间接触参数：恢复系数（0-1之间），静摩擦，动摩擦

选择颗粒，右击刚才生成的材料，选择Single Sphere，出现颗粒物设置界面：

设置颗粒物大小，可以选择0.01，要不然后面运行后颗粒太小，看不出来

设置颗粒物粒径分布，可以选择固定、正态分布等形式

点击Properties，然后只需要点击Calculate Properties，会自动计算颗粒物质量等。

3、Equipment Material

设置几何体参数，点击Add Equipment Material

填写几何体材料参数

设置与材料的交互，点击ok

这里要一直点击加号和ok，直到出现下面的框

4、Geometries

添加几何体，可以选择盒子，圆柱体，平面等。

选择圆柱，命名为wafer

这里Type要设置为Physical，表示后面生成的颗粒物不能穿过它的边界。

选择Cylinder，设置圆柱的形状，根据自己需要设置

接着设置第二个几何体，可以选择一个平面，命名为factory，作为颗粒生成的地方

Type一定要选择Virtual，这样才能生成颗粒

平面的位置可以调节

平面的边数设置较多就近似圆形

接下来添加颗粒工厂，右击factory，选择Add Dynamic Factory

这里面可以选择按照数量或者质量生成颗粒物，也可以选择无限生成，根据自己需要设置，另外要选择Velocity后面的设置，给颗粒物一个初始速度，因为要从上往下落，需要设置z轴方向的速度

5、Physics

选择模型之间是怎么接触的，这里先不选，保持默认

6、Environment

这里可以设置计算域，也就是模型周围的框线，这里勾选了随模型更新，所以默认就可以了

到这里，仿真前处理就完成了，设置了颗粒，生成颗粒的平面（颗粒工厂），接下来就可以进行仿真计算了。

二、仿真计算

点击运行按钮

1、保存文件

选择路径，保存一下文件，路径最好不要有中文

2、设置时间步

选择默认的Euler，不要选择Auto Time Step，这样就看不到时间步长是多少了

下面一般选择20%

3、设置网格大小

网格大小一般是颗粒物半径的2.5倍，点击Estimate Cell Size，就会自动计算

点击这块就可以看到网格

4、设置计算引擎

选择用cpu计算，一般自己电脑是几核就选几核

5、计算

接下来就可以计算，选择红框的自动刷新

运行结果如下：

三、后处理

选择后处理，此处可以显示或者隐藏实体以及颗粒物，改变颗粒物颜色，具体操作此处略过。

四、常见问题

1、运行仿真时出现下面提示

返回这个界面，一直点击加号

选择ok之后，如果出现下面的界面，说明问题解决了，可以保存后重新开始仿真计算

2、仿真完成后想要改变前处理条件重新仿真怎么办？

设置完前处理后，点击保存，再点击后面红框里面的按钮，把时间退到最开始，然后再点击保存，还需要再点击一下Estimate Cell Size，之后可以重新运行仿真

五、参考资料

本篇教程主要参考以下视频，详细操作和省略的地方参照下方视频：

EDEM基础操作及基本案例讲解-袁帅EDEM_哔哩哔哩_bilibili