1.4.1. SudoDEM

1.4.1.1. 概览

SudoDEM = sudo + DEM: 强大的类－DEM模拟软件

SudoDEM 是一款特别用于非球形颗粒数值模拟的离散元软件。该软件沿用了开源离散元软件，YADE，的基本框架；并且在此基础上发展了多种多样的非球形凸颗粒形状（多面体，超椭球，组合超椭球，圆柱以及圆锥等），旨在实现多样化且稳定快速的二维/三维离散元法数值模拟。特别地，本软件可利用“球簇”技术将凸颗粒组成成为凹颗粒，进而实现凹颗粒的模拟。

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SudoDEM 从2014年开始研发，基于球形颗粒离散元开源程序YADE基本框架，特别针对非球形颗粒的离散元模拟而设计。 为进一步提高非球颗粒的模拟效率， SudoDEM 在YADE基础上进行了重大的改进，并且亦开发了二维/三维独立模块。目前该项目托管于ResearchGate上，旨在为凸颗粒（例如超椭球体、组合超椭球体、圆柱体、圆锥体、多面体）实现健壮的二维/三维离散元法代码。在 SudoDEM 中，超二次颗粒的接触检测采用了一些通用优化算法，如Levenberg-Marquardt和Nelder-Mead单纯形算法。 同样的， SudoDEM 也引入计算机图形模拟中常用的Gilbert-Johnson-Keerthi（GJK）算法，用于凸多面体和非凸多面体（正在开发中）的接触检测。

SudoDEM 托管于独立网站 website，并在 Researchgate Page 上同步更新，欢迎下载使用。如果您计划使用SudoDEM进行研究并发表您的研究成果，请考虑引用以下参考文献。非常欢迎并感谢广大 SudoDEM 用户引用我们的研究成果（部分成果如下）：

  1. Zhao S., Zhao J. (2019). SudoDEM: an open-source discrete element code for non-spherical particles, in preparation.

  2. Zhao S., Zhao J. (2019). A poly-superellipsoid-based approach on particle morphology for DEM modeling of granular media. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 43(13): 2147–2169.

  3. Zhao S., Evans T. M., Zhou X. (2018). Effects of curvature-related DEM contact model on the macro-and micro-mechanical behaviours of granular soils. Gétechnique, 68(12): 1085–1098.

  4. Zhao S., Zhang N., Zhou X., Zhang L. (2017). Particle shape effects on fabric of granular random packing. Powder technology, 310, 175–186.

1.4.1.2. 特性

SudoDEM 采用C++和Python混合编程技术，支持OpenMP加速和Linux平台。整体上，SudoDEM 非常容易上手，同时有着丰富的文档支持，包括来自YADE社区和我们提供的快速入门文档。同时，支持二维/三维模拟，非球颗粒高效建模，以及方便用户通过我们提供的通用接触检测算法接口进行颗粒形状自定义等。

特别地，SudoDEM 针对超椭球颗粒开发了严格的 Hertz-Mindlin接触模型 ，亦支持球形以及非球颗粒的 抗转动接触模型 ；此外， 采用有限元法实现的薄膜模拟的 柔性薄膜组件 。 非常容易的程序编译及安装 ，更少的第三方依赖库，方便用户在没有root权限的情况下实现编译及安装。

1.4.1.3. 模拟截图

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图 1.11 堆积模拟：(a) 立方体和球体、(b) 超椭球、(c) 圆锥，球体，圆柱体以及多面体的混合、(d) 多面体

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图 1.12 超椭球的堆积模拟

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图 1.13 柔性薄膜

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图 1.14 滑坡冲击柔性阻挡物模拟

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图 1.15 Pov-ray可视化支持

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图 1.16 周期边界条件下超椭圆颗粒的剪切

1.4.1.4. 下载

项目更新可关注本网站或 Project on Researchgate 。SudoDEM2D/3D的源代码在GitHub仓库 SudoDEM 。绿色二进制包可通过如下途径获取：

  1. 主程序 (包含第三方库的二进制包)
  2. 第三方库:

    • 源代码 (用户可访问第三方库官方网站获取源代码).

    • 二进制文件: 3rdlibs.tar.xz [md5校验码: 6f6bf4686d0a752dffba0259d9b50c07]

或者百度云盘：

  1. SudoDEM2D-1.3.6.rc2.tar.xz 提取码: a8x4

  2. SudoDEM3D-1.3.6.rc2.tar.xz 提取码: mv51

注意：二进制文件仅为Ubuntu 14~18编译。对于其他Linux发行版，您从源代码处进行编译和安装。对应的不使用超级权限的SudoDEM编译和安装仅参见 程序编译及安装 。

用户手册可参考最新快速入门教程(英文版): Version 1.2 . 更新的示例适用于SudoDEM2D和SudoDEM3D，Python脚本源代码请参见 示例源代码 。编译安装可参考本手册或源代码中的编译及安装指南。