LIGGGHTSの接触モデル

はじめに

前回の記事LIGGGHTSのパッキングに続き、 今回は、円柱内で、多数の球を接触を考慮して落下させる例題を見てみます。

特に、LIGGGHTSは、 計算結果として、球の中心座標と半径、速度などは出力しますが、境界となる円柱形状を出力しないので、 ParaViewでその円柱形状を作成する方法を説明します。

接触モデルの例題の実行

まず、インストールしたLIGGGHTSの中の接触モデルの例題があるcontactModelsのフォルダに移動します。

cd LIGGGHTS-PUBLIC/examples/LIGGGHTS/Tutorials_public/contactModels

例題の実行は、下記のコマンドのように、入力ファイルin.newModelsを渡して実行します。

liggghts < in.newModels

計算が終了すると、postフォルダの中にvtk形式の結果が保存されます。

ParaViewによる粒子の可視化

前回と同様、Windows上にインストールしたParaViewを使用して、LIGGGHTSの計算結果を可視化します。

Windowsのエクスプローラーのアドレスに

\\wsl$\Ubuntu-20.04\home\ユーザ名\LIGGGHTS-PUBLIC\examples\LIGGGHTS\Tutorials_public\contactModels\post

と入力することで、Ubuntuのフォルダにアクセスできます。

ParaViewを起動し、粒子の時系列データ（newModels_＊＊.vtk）を読み込みますと、 下図のように点として粒子が表示されます。

今回は、粒子を球面として表示するために、Glyphフィルターを使用します。

下記を設定し、Applyしますと、点が球面として描画されます。

• Glyph Source

  • Glyph Type: Sphere
  • Radius: 1.0
  • Theta Resolution: 20
  • Phi Resolution: 20

• Orientation

  • Scale Array: radius
  • Scale Factor: 1

• Masking

  • Glyph Mode: All Points

ParaViewによる円柱の可視化

最後に、LIGGGHTSから出力されていない円柱をParaViewで作成します。

まず、作成したい円柱の諸元を、例題contactModelsの入力ファイルin.newModelsをエディタで開いて確認します。

円柱を壁境界として定義しているのは、以下の箇所です。

fix zwalls1 all wall/gran model hertz tangential history primitive type 1 zplane 0.0
fix zwalls2 all wall/gran model hertz tangential history primitive type 1 zplane 0.15
fix cylwalls all wall/gran model hertz tangential history primitive type 1 zcylinder 0.05 0. 0.

これは

• z方向高さ：0.0～0.15
• 半径：0.05
• 軸の始点(x, y)：(0., 0.)

となる円柱を意味しています。

それでは、ParaViewで、この円柱を作成します。

❗ ParaViewで作成される円柱は、y軸方向の円柱となりますので、後で、Transformフィルターで回転して向きを変える必要があります。

まず、Cylinderソースで、y軸方向の円柱として作成します。

Sources > Geometric Shapes > Cylinder

からCylinderソースを起動し、下記を設定後、Applyします。

• Resolution：40
• Height：0.15
• Radius：0.05
• Center：0, 0.075, 0

次に、Transformフィルターで、円柱をx軸周りに90度回転します。

Filters > Alphabetical > Transform

から起動し、下記を設定し、Applyします。

• Roate：90, 0, 0

を設定し、Applyしますと、下図のように、正しい位置の円柱が作成されました。

このままですと、粒子が見えませんので、Opacityを変更して、透過させましょう。

以上により、球面と円柱の相互作用も確認することができます。

動画にすると下のようになりました。

• contact model
• liggghts