Projektowanie urządzeń i pojemników na różnorodne materiały sypkie wymaga dobrego oszacowania obciążeń od tego rodzaju materiałów. Dotyczy to szczególnie systemów przechowywania, transportu takich jak:
- silosy, zbiorniki,
- przenośniki, podajniki,
- mieszadła, napełniacze
Oczywiście są wzory analityczne, normy, ale czasem w trudnych sytuacjach obliczeniowych, takich jak dynamiczne interakcje trudno jest oszacować te oddziaływania. Z pomocą przychodzą symulacje numeryczne i specjalne techniki modelowania, w których możemy odwzorować nawet poszczególne cząsteczki materiału.
W programie LS-DYNA jest zaimplementowana jedna z takich metod, a mianowicie metoda elementów dyskretnych DEM, zgodna ze sformułowaniem (Cundall & Strack 1979).
Metoda ta modeluje ośrodek sypki w formie kulek o różnych promieniach, mogących ze sobą wchodzić w interakcje. Dodatkowo oczywiście kulki mogą także oddziaływać na inne struktury.
Sformułowanie umożliwia definicję różnego rodzaju oddziaływań od kontaktowych po zjawiska kapilarne lub związane z mechaniką pękania pozwalając na modelowanie całego spektrum różnych ośrodków sypkich suchych i wilgotnych a nawet kruchych ośrodków stałych.
Program LS-DYNA ma szereg narzędzi umożliwiających szybkie modelowanie tego typu symulacji. Cząsteczki są automatycznie generowane w objętościach, które wybierzemy, bądź mamy do dyspozycji generatory, w których definiujemy strumień masowy i prędkość początkową cząsteczek.
Przykład symulacji:
LS-DYNA pozwala bez większych problemów na wykonanie powyższych symulacji. Jednak ANSYS dysponuje również narzędziami przenaczonymi stricte do symulacji materiałów sypkich: Rocky DEM brazyliskiego Channel Partnera ANSYS – ESSS.