在（第一部分）中，您将创建一个Workbench项目，并通过Workbench设置和运行Rocky DEM仿真。
在（第二部分）中，您将把完成的DEM仿真与Static Structural - Mechanical相结合，以计算项目的FEA部分。您还将使用Workbench的Design Exploration功能运行其他仿真，以优化关键项目参数。
本教程的主要目的是使用Ansys Workbench在Rocky中设置和运行DEM案例，稍后将其与Ansys Static Structural - Mechanical进行单向耦合。
第二部分将介绍DEM结果与Static Structural - Mechanical的单向耦合，以获得FEA结果。
本教程中考虑的场景是一个结构不完整的料斗，需要进行设计修改，以更好地支持其预期载荷。
您将了解如何：
创建Workbench项目并导入几何结构
将Workbench项目连接到Rocky和Ansys Static Structural - Mechanical
通过Workbench打开Rocky
确保Rocky已准备好进行FEA分析
细化几何结构网格以进行优化分析
定义要与Mechanical共享的载荷数据
您将使用这些功能：
Ansys Workbench
（Rocky）边界碰撞统计模块
（Rocky）外部耦合实体
要完成本教程，您需要有一台Windows计算机，同时具备以下条件：
(1) Ansys Mechanical2025 R1的有效许可证，与Transient Structural兼容。
(2) Rocky 2025 R1或更高版本的许可证。
重要: 本高级教程假设您已经熟悉以下程序和资源：
Rocky 2025 R1程序。
如果不熟悉，建议您在开始本教程之前至少完成教程01- 05。
Ansys Workbench平台。
如果不熟悉，在开始本教程之前，请参阅Ansys Workbench用户文档，了解Workbench用法的基本介绍。
本教程中的几何结构包括：
(1) 带支架的料斗
在教程目录中，可以找到此几何结构的.scdoc文件。
注意: 由于Rocky只需要料斗与颗粒相互作用，因此该几何结构在保存时隐藏了支架组件。
要开始设置项目，请执行以下操作：
在此处下载
dem_tut12_files.zip文件。将
dem_tut12_files.zip解压缩到您的工作目录。打开Ansys Workbench2025 R1。
从File、Save As... 菜单项中保存空的Workbench项目。
在Toolbox面板的Component Systems项下，将Geometry拖放到Project Schematic。
右键单击Geometry，指向Import Geometry，然后单击Browse...。
在出现的对话框中，找到下载的dem_tut12_files中的geometry文件夹，选择输入文件Geometry.dsco，然后单击Open。
提示: 如果.scdoc文件正确导入，则Geometry将显示绿色复选标记。
在Toolbox面板的Analysis Systems项下，将Rocky拖放到Geometry模块的Geometry组件上。
注意: 将Rocky模块拖放到Geometry组件上将自动生成Geometry和Rocky之间的连接。
在Toolbox的Analysis Systems下，将Static Structural 组件拖放到Rocky模块的Results组件上。
这在Rocky模块上的Results组件和Static Structural 模块上的Model组件之间创建了额外的连接，而这个连接在本教程中并不需要。
我们必须删除这个额外的连接，否则Workbench将阻止我们稍后打开Mechanical（因为它将查找不存在的模型信息）。
右键单击连接Results和Model的紫色线，然后单击Delete。
保存Workbench项目。
提示: 如果您只有一个单实例Rocky许可证（大多数用户都是这种情况），请确保此时关闭Rocky程序。
在下一步中，Workbench将为您打开Rocky，如果Rocky已经打开，您将收到错误信息。
在Rocky模块中，右键单击Setup，然后单击Edit。
注意: 当Rocky正在处理时，不要修改/保存/关闭已连接的Workbench会话。
Rocky界面会自动打开，并且链接的几何结构已经设置完成。
要开始设置Rocky项目，请执行以下操作：
在Physics实体的Momentum选项卡上，启用Type C: Linear Spring Rolling Limit。
在本教程中，将使用几何结构上的颗粒力信息。
通过Boundary Collision Statistics模块，启用Forces for FEM Analysis复选框，可实现该数据的收集。
因为Rocky项目通过Workbench连接到Ansys Mechanical，所以该收集功能会自动启用。然而，要验证这一点，请执行以下操作：
在Data面板的Modules下，选择Boundary Collision Statistics。
在Data Editors面板中，确认Forces for FEM Analysis复选框已启用。
在Geometries步骤，您会注意到几何结构是从Workbench的Geometry框中自动导入的。
在Data面板的Geometries下，选择已导入的surface项。
打开3D View窗口，可视化网格划分。（从Data Editors面板中，选择Colorings选项卡，然后启用Edges复选框）。
由于将对该几何结构部件进行Ansys Mechanical的耦合仿真，因此必须细化网格，以便传递到Mechanical的压力场具有足够的分辨率，用于所需的结构分析。
每个三角形节点都将提供一个压力矢量，该矢量随后将在Mechanical中作为载荷应用。
按以下步骤细化网格，然后继续设置Rocky项目：
在Wall选项卡的Transform子选项卡上，将Triangle Size更改为0.1 [m]（结果如图所示）。
使用下表中的信息继续设置您的Rocky项目。
提示: 如果您在这些表格中遇到不熟悉的设置或步骤，请参阅Rocky用户手册和/或其他教程（通过入门教程和高级教程），以找到您需要的详细说明。
步骤 数据实体 编辑器位置 参数或操作 设置 A Geometries 创建Rectangular Surface B Geometries ﹂Rectangular Surface <01>
Rectangular Surface Center Coordinates 3.25, 3, 0 [m] Length 2.5 [m] Width 1.5 [m] C Particles 创建颗粒 D Particles ﹂Particle <01>
Particle | Size (1) Size | Cumulative (%) 0.2 [m] @ 100% Particle | Movement Rolling Resistance 0.3 [ - ] E Inlets and Outlets 创建Particle Inlet F Inputs ﹂Particle Inlet <01>
Particle Inlet Entry Point Rectangular Surface <01> Particle Inlet | Particles 添加行（x1） (1) Particle | Mass Flow Rate Particle <01> @ 10000 [t/h] … | Time Stop 3 [s]
在本教程中，料斗几何结构上的静态载荷将导出到Ansys Static Structural - Mechanical。
因为载荷是静态的，我们只需导出最后一个输出。
在Data面板的External Coupling下，选择Wall Loads。
在Data Editors面板的Select Walls下，选中surface复选框，然后确保其余选项与下图匹配。
使用下表中的信息继续设置您的Rocky项目。
步骤 数据实体 编辑器位置 参数或操作 设置 A Solver Solver | Time Simulation Duration 5 [s] Solver | General Simulation Target CPU ⯆
打开3D View窗口后，您的Data面板和工作区应与下图相似。
在Solver实体中，单击Start。
Simulation Summary屏幕出现（如图所示），然后开始处理。
提示: 您可以使用Auto Refresh复选框在3D View窗口中查看处理过程中的结果。
稍后在本教程的第二部分中，我们将使用料斗几何结构Y方向上的力来帮助确定参数化过程中所做的修改是否会改进设计。
我们将通过在Expressions/Variables面板的Output选项卡上启用此参数，将其提供给Workbench。
在Data面板的Geometries下，选择surface几何结构，然后从Data Editors面板中，选择Curves选项卡。
从Tools菜单中，打开Expressions/Variables面板，然后选择Output选项卡。
从Data Editors面板中，选择Force : Y曲线，然后将其拖放到Output选项卡上。
选择新添加的输出，然后单击编辑按钮。
在Edit Properties对话框中，定义Domain Range的值，然后单击OK。
现在，您的输出应该已配置完成并可以使用了（如图所示）。
注意: 您的结果可能与本教程中显示的结果略有不同。
要完成本教程的这一部分，请执行以下操作：
保存您的Rocky项目。
关闭Rocky。
切换回您的Workbench项目。
注意: 由于Rocky与Workbench相连接，因此在处理完成后，无需在Rocky中进行任何其他操作。无需导出任何文件。所有必要的数据传输都将在Workbench中进行。
这样就完成了本教程的第一部分。
通过Ansys Workbench，我们导入了一个料斗几何结构，设置了Rocky与Ansys Static Structural - Mechanical之间的连接，并在Rocky中设置和处理了一个仿真，该仿真稍后将与Ansys Static Structural - Mechanical进行单向耦合。
在本教程中，您可以：
验证Rocky是否准备好与Ansys进行耦合。
创建一个新的Ansys Workbench项目，并将几何结构导入Workbench。
通过Workbench设置并运行仿真的Rocky部分。
确保为稍后的FEM分析收集力数据。
将多个DEM参数提供给Workbench，以便稍后进行分析。
定义稍后要与Mechanical共享的几何结构载荷数据。
下一步是什么？如果您成功完成了这个部分，那么您就可以进入第二部分，并根据这些DEM结果设置和运行FEA仿真。
本教程的主要目的是使用Ansys Workbench通过Rocky和Ansys Static Structural Mechanical运行单向耦合DEM-FEA仿真，然后使用Design Exploration优化这些结果。
我们将使用我们在第一部分中创建的Rocky DEM结果。
需要提醒的是，本教程中考虑的场景是一个结构不完整的料斗，需要进行设计修改，以更好地支持其预期载荷。
您将了解如何：
使用Workbench将DEM结果从Rocky传输到Static Structural - Mechanical
在Static Structural - Mechanical中设置并处理FEA仿真
使用Design Exploration优化关键项目参数
您将使用这些程序：
Ansys Workbench，包括Design Exploration
Ansys Static Structural - Mechanical
要完成本教程，您需要在Windows计算机上同时具备以下条件：
(1) Ansys Mechanical2025 R1的有效许可证，与Transient Structural兼容。
(2) Rocky 2025 R1或更高版本的许可证。
重要: 本高级教程假设您已经熟悉以下程序和资源：
Ansys Workbench平台，包括Design Exploration功能。
如果不熟悉，在开始本教程之前，请参阅Ansys Workbench用户文档，了解Workbench和Design Exploration用法的基本介绍。
Ansys Static Structural - Mechanical程序。
如果不熟悉，在开始本教程之前，请参阅Ansys Mechanical用户文档，了解Mechanical用法的基本介绍。
如果您完成了本教程的第一部分，请确保您创建的Ansys Workbench项目已打开。（第二部分将从第一部分结束的地方继续。）
如果您没有完成第一部分，请执行以下所有操作：
在此处下载
dem_tut12_files.zip文件。将
dem_tut12_files.zip解压缩到您的工作目录。打开Ansys Workbench。
重要: 要使用所提供的Workbench项目文件，您必须拥有Ansys2025 R1或更高版本以及Rocky 2025 R1或更高版本。如果您有这两个程序中任何一个的早期版本，请升级到Rocky的最新版本和Rocky支持的Ansys最新版，或从头开始完成第一部分。
从Workbench程序中，单击Open Project按钮，找到dem_tut12_files文件夹，然后从tutorial_12_A_processing-rocky文件夹中打开tutorial_12_A_processing-rocky.wbpj 文件。
在Workbench中打开项目后，您现在可以开始第二部分了。
在我们设置Mechanical项目之前，我们需要更新结果：
在您的Workbench项目中，在Rocky模块上，右键单击Results，然后单击Update（如图所示）。重复此操作，然后单击Refresh。
这将把DEM结果传输到Workbench，从而将数据提供给Mechanical。
然后，使用DEM结果初始化静态结构分析：
在Static Structural 模块中，右键单击Model，然后单击Edit（如图所示）。
Ansys Mechanical将会打开，并且已包含链接的几何结构（如下一屏幕所示）。
现在，让我们设置Mechanical项目。
在Outline面板的Model下，选择Geometry。
在Details of "Geometry”面板的Update Options下，定义Assign Default Material选项。
在Outline面板的Model | Geometry下，选择surface\surface。
在Details of "surface\surface” 面板的Definition下，将Thickness定义为0.01 m，然后单击Thickness标签旁边的方框以创建参数。
在Properties下，单击Mass标签旁边的方框以创建另一个参数。
注意: 我们在这里创建的参数稍后将成为可以在Workbench中用于设计优化的输出。
通过执行以下操作创建第一个Named Selections：
在视图中，使用面选择，多选支架的三个下表面（如红色所示）。
在视图中单击鼠标右键，然后选择Create Named Selection。
将Selection Name定义为“support”。
通过执行以下操作创建第二个Named Selections：
在视图中，使用几何体选择，选择三个支架几何体（如红色所示）。
在视图中单击鼠标右键，然后选择Create Named Selection。
将Selection Name定义为“body-support”。
现在，让我们生成网格。
在Outline面板的Model下，右键单击Mesh，指向Insert，然后选择Sizing。
选择新的Sizing条目，然后定义Scoping Method、Named Selection和Element Size。
在Outline面板中，右键单击Mesh，然后单击Generate Mesh。
您可以通过在Outline面板中选择Mesh来查看生成的网格。
定义导入的压力：
在Outline面板的Model | Static Structural下，右键单击Imported Load (B4)，指向Insert，然后单击Pressure。
选择新添加的Imported Pressure条目。
在Details of "Imported Pressure” 部分的Scope下，定义Scoping Method，然后使用面选择，选择料斗的所有7个面。
从Details of "Imported Pressure”中，选择Geometry字段，然后单击Apply。
在Definition部分，定义Apply To和Define By。
在Data View窗口中，定义：下拉列表中的X Component (Pa)、Y Component (Pa)和Z Component (Pa)（如图所示）。
在Outline面板中，右键单击Imported Pressure，然后选择Import Load。
从Outline面板中，选择Imported Pressure以显示导入载荷的矢量图。
接下来，定义固定支架：
在Outline面板中，右键单击Static Structural，指向Insert，然后单击Fixed Support。
选择Fixed Support新条目。
在Details of "Fixed Support”部分，定义Scoping Method和Named Selection。
现在，让我们定义要分析的解决方案：
在Outline面板的Model | Static Structural下，右键单击Solution，指向Insert，指向Deformation，然后单击Total（如图所示）。
再次右键单击Solution，指向Insert，指向Stress，然后单击Equivalent (von-Mises)。
选择新添加的Total Deformation条目。
在Details of "Total Deformation”面板的Results下，单击Maximum标签旁边的方框以创建参数。
对Equivalent Stress重复上述步骤。
我们还想添加一个合力，以验证Rocky和Mechanical之间的耦合。
在Outline面板中，右键单击Solution，指向Insert，指向Probe，然后单击Force Reaction。
在Details of "Force Reaction”面板中，定义Location Method和Boundary Condition。
现在我们可以求解耦合项目的FEA部分。
在Outline面板中，右键单击Solution，然后单击Solve。
FEA仿真开始处理。
当仿真结束时，可以很容易地看到颗粒在表面上造成的影响：
在Solution下，选择Total Deformation，然后查看结果（如图所示）。
对Equivalent Stress重复上述步骤（如图所示）。
静态结构分析提供了颗粒载荷下的应力和变形响应，用于评估料斗的结构完整性。
Equivalent (von-Mises) Stress分析提供了结构可能因表面高应力水平而失效的位置信息。
Total Deformation分析有助于识别位移较大的区域以及接触几何结构可能存在的问题。
我们还可以对力进行评估。
在Solution下，选择Force Reaction，然后查看Y Axis的结果。
提醒：您的结果可能与本教程中显示的结果略有不同。
与我们在第一部分的Rocky中收集的Force_Y值（如上图所示）相比，我们可以观察到这些值之间有良好的一致性，这表明载荷是正确插值的。
注意: 由于使用的插值方法不同，可能会观察到一些差异。
关闭Static Structural分析并返回Workbench。
现在我们的初始仿真已经完成，让我们看看下一次迭代可以改变哪些参数。
在Ansys Workbench中，双击Parameter Set模块。
从Parameter Set选项卡中，选择Outline of All Parameters窗口。
这里列出了分析过程中创建的所有参数，无论它们是在哪个应用中创建的，也不管它们是输入参数还是输出参数。
可以直接更改这些输入和输出参数，以在Workbench中创建不同的场景。
这为您提供了有关如何改进设计的宝贵信息。
例如，可以对以下因素的影响进行参数化和研究：
Discovery中的料斗设计量，例如料斗的整体形状、料斗支架的数量和位置等。
Rocky中的颗粒相关量，例如材料密度、吨位、颗粒几何结构、颗粒尺寸分布等。
Mechanical中的料斗结构量，例如料斗的材料属性、产生的应力和应变等。
可以在Workbench中使用Design Points手动更改参数（请参阅教程15了解此方法的操作示例），或使用Design Exploration自动更改参数。
在本教程中，我们将使用后一种方法来优化我们的料斗设计。
我们的优化目标是在不影响结构的情况下，尽可能安全地减小料斗的质量。
我们将通过设定一个目标，然后对我们在Mechanical中显示的输入和输出参数定义约束来实现这一点。
本案例的优化问题可以定义如下：
单目标函数：最小化料斗的surface Mass
约束：料斗的Equivalent Stress Maximum应小于1e+08 Pa
自由参数：料斗surface Thickness可以在0.001 - 0.020 m之间
然后，Workbench将使用Design Exploration来搜索定义问题的可行解决方案。
让我们从定义一个新的Direct Optimization研究开始。
切换回Project选项卡。
在Toolbox面板的Design Exploration下，将Direct Optimization拖动到Project Schematic上，并将其放在Parameter Set模块下。
在新的Direct Optimization模块中，右键单击Optimization组件，然后单击Edit。
在Outline of Schematic D2: Optimization窗口中，选择第一个Optimization项。
在Properties of Outline A2: Optimization窗口中，查看设置但将所有参数设置为默认值（如图所示）。
在Outline of Schematic D2: Optimization窗口中，选择Objectives and Constraints项（如图所示）。
在Table of Schematic D2: Optimization窗口的第3行，定义Parameter和Objective Type（如图所示）。
在第4行，定义Parameter、Constraint Type和Constraint Upper Bound（如图所示）。
在Outline of Schematic D2: Optimization窗口的Domain | Static Structural (C1)下，选择P2 - surface\surface Thickness项。
在Table of Schematic D2: Optimization窗口的第3行，定义Lower Bound和Upper Bound值（如图所示）。
单击Update按钮运行优化案例。
注意: 由于正在计算许多新的耦合案例，因此该优化步骤可能需要一些时间才能完成。
许多耦合的DEM-FEA案例使用不同的参数运行，这些参数在约束集内变化（大约20个场景）。
随着各种案例的完成，您可以看到所使用的参数值以及使用这些值获得的结果。
在Outline of Schematic D2: Optimization窗口，选择Raw Optimization Data（如图所示）。
在Table of Schematic D2: Optimization窗口中，请注意，每个完成的案例及其参数值都列在单独的一行中。
当所有案例都完成时，我们可以查看最终结果。
在Outline of Schematic D2: Optimization窗口的Results下，选择Samples（如图所示）。
在Table of Schematic D2: Optimization窗口中查看信息（如图所示）。
根据这些结果，我们可以得出以下结论：
值最接近目标和约束的三种案例被视为候选案例。
Candidate Point 1（深蓝色绘图线）显示，通过将surface Thickness减小到0.0086 m，surface Mass可以减小到980.48 kg，同时仍保持在我们定义的Equivalent Stress Maximum阈值内。
由于Candidate Point 1代表了此设计优化所允许的最大应力值，因此可能会选择另一个允许稍大质量但导致较低应力值的候选点。