Reading coupled geometry pose in an EDEM Particle Body Force UDL (MotionSolve co-sim)

jaewon

Description:

현재 EDEM–MotionSolve Co-simulation을 통해 CFD Field Data를 EDEM에 적용하는 시뮬레이션을 진행하고 있습니다.

형상(Geometry)의 Motion에 따라 Field Data의 적용 위치도 함께 갱신되도록 구현하고자 합니다. 즉, 형상이 이동·회전할 때 그 움직임을 Field Data가 따라가게 하여, Particle Body Force UDL에서 필드 기반 힘을 형상 기준으로 조회하려고 합니다. 해당 형상은 시뮬레이션 중 이동하며 pitch 각도가 변합니다.

이를 위해 EDEM API의 Geometry 관련 코드를 검토하였으나, Geometry Properties(재질, 마찰계수 등)나 custom property를 다루는 API는 확인할 수 있었던 반면, 형상의 현재 위치·회전(Position/Orientation)을 TimeStep 단위로 조회할 수 있는 API는 찾지 못했습니다.

확인한 사항은 다음과 같습니다:

• IApiManager::getApi()가 제공하는 EApiId 전체 목록을 검토했으나, 그중 어떤 매니저도 형상의 현재 pose를 반환하지 않았습니다. eGeometryManager(v4.0.0)는 이름/인덱스 조회, getGeometryMesh(Starting 전용), custom property 리셋만 제공합니다.
• 형상의 pose(위치 + 3×3 회전)는 IEDEMCoupling::getGeometryTotalTransform으로 얻을 수 있으나, 이는 커플링 클라이언트 인터페이스이며, 표준 MotionView co-simulation에서는 MotionSolve가 커플링 채널을 점유하고 있습니다.
• 한편 UDL은 런타임에 simulation custom property를 읽을 수 있고(eSimulationCustomPropertyManager), 커플링은 이를 기록할 수 있는 것으로 확인됩니다(setValueForProperty + eSimulationCustomProperty).

이로 인해 시뮬레이션 진행에 어려움을 겪고 있어 다음 사항을 문의드립니다:

1. EDEM API(Particle Body Force UDL / CUDA 포함)에서 형상의 TimeStep별 현재 위치·회전 정보를 조회할 수 있는 클래스 또는 함수가 존재하는지요?
2. 직접 조회가 불가능하다면, MotionSolve co-simulation으로 구동되는 형상의 pose를 매 TimeStep simulation custom property로 기록하여 UDL이 참조하도록 하는 지원 방법이 있는지요? (기록만 가능하면 UDL이 eSimulationCustomPropertyManager로 읽을 수 있음을 확인했습니다.)
3. 위 방법이 지원되지 않는다면, MotionView 구동 실행 중에 형상의 이동/회전 정보를 UDL로 노출하는 다른 우회 방법(co-sim 옵션, kinematic export 등)이 있는지요?

추가로, 위 방식이 모두 어렵다면 움직이는 형상에 대한 각도별 Field 커플링을 구현할 권장 방법이 있는지도 조언 부탁드립니다.

Product/Topic Name :

EDEM 2026.1 — API (Particle Body Force UDL / CUDA), MotionSolve Co-simulation, Geometry Pose / Custom Property

 

Stephen Cole

안녕하세요.

이는 다소 까다로운 사용 사례입니다. 저는 EDEM 관점에서 답변드리고 있지만, MotionSolve 팀의 동료들이 추가적인 제안이나 다른 해결 방안을 제공할 수 있을 것으로 생각합니다.

EDEM은 Coupling Interface API를 통해 형상(Geometry)의 움직임을 제어하고 조회할 수 있는 API를 제공합니다:

Coupling Interface Programming Guide

Coupling Interface를 사용하면 EDEM을 외부 애플리케이션과 연결하여 형상의 위치(Position) 및 방향(Orientation) 정보를 교환할 수 있습니다. 표준 EDEM-MotionSolve 커플링도 이러한 메커니즘을 기반으로 구현되어 있습니다.

문제는 EDEM이 단일 Coupling Client 연결만 지원한다는 점입니다. 따라서 표준 EDEM-MotionSolve Co-simulation을 사용하는 동안에는 형상 위치 데이터를 추출하기 위한 두 번째 사용자 정의 Coupling Client를 동시에 연결할 수 없습니다. 이를 구현하려면 MotionSolve와 인터페이스하고 필요한 위치/방향 정보를 제공하는 사용자 정의 커플링 솔루션을 개발해야 할 가능성이 높으며, 이는 상당한 개발 노력이 필요합니다.

가능한 우회 방법 중 하나는 EDEM의 Runtime Query Export 기능을 사용하는 것입니다:

Exporting Simulation Results

Runtime Query를 사용하면 시뮬레이션이 실행되는 동안 형상의 위치 및 방향과 같은 정보를 내보낼 수 있습니다. 원칙적으로는 수정된 Body Force API가 이 데이터를 읽고, 이를 사용하여 현재 형상 Pose에 맞게 CFD 필드를 변환할 수 있습니다.

다만 이 접근 방식에는 몇 가지 실질적인 고려 사항이 있습니다.

1. Runtime Query Export는 형상 Pose에 접근하기 위한 전용 API가 아니라 우회 방법(workaround)입니다.
2. 데이터가 기록되고 읽히는 빈도에 따라 실제 형상 위치와 Body Force 모델에서 사용할 수 있는 Pose 데이터 사이에 일정한 지연(lag)이 발생할 수 있습니다.
3. 매 타임스텝마다 데이터를 내보내고 텍스트 파일을 파싱하는 경우 상당한 성능 오버헤드가 발생할 수 있습니다.
4. 따라서 Pose 정보를 더 낮은 빈도로 내보내고 갱신하는 것이 바람직할 수 있습니다. EDEM은 일반적으로 매우 작은 타임스텝으로 동작하며, 개별 타임스텝 사이의 형상 이동량도 작은 경우가 많으므로, 0.01초(또는 적절한 다른 간격)마다 갱신하는 것으로도 충분한 정확도를 제공하면서 계산 비용을 줄일 수 있을 것입니다.

이 접근 방식이 모든 경우에 적합하다고 보장할 수는 없지만, 사용자 정의 커플링 솔루션을 개발하지 않는 조건에서는 제가 생각할 수 있는 가장 현실적인 우회 방법입니다.

본 내용은 Siemens AI 도구를 사용하여 영어에서 번역되었습니다.

Original English:

Hi,

This is a challenging use case. I'm replying from an EDEM perspective, however my collegues from the MotionSolve teams may have other suggestions.

EDEM does provide an API for controlling and querying geometry motion through the Coupling Interface API:

Coupling Interface Programming Guide

Using the Coupling Interface it is possible to connect EDEM to external applications and exchange geometry position/orientation information. The standard EDEM-MotionSolve coupling is built using this mechanism.

The challenge is that EDEM only supports a single coupling client connection. Therefore, when the standard EDEM-MotionSolve co-simulation is being used, you cannot simultaneously connect a second custom coupling client simply to extract geometry position data. To do so would likely require development of a custom coupling solution that interfaces with MotionSolve and exposes the required position/orientation information, which would involve significant development effort.

One possible workaround may be to use EDEM's runtime query export functionality:

Exporting Simulation Results

Runtime queries can export information such as geometry position and orientation while the simulation is running. In principle, a modified Body Force API could read this data and use it to transform the CFD field relative to the current geometry pose.

There are a few practical considerations with this approach:

• Runtime-query export is a workaround rather than a dedicated API for accessing geometry pose.
• Depending on how frequently the data is written and read, there may be some lag between the actual geometry position and the pose data available to the Body Force model.
• Exporting data and parsing a text file every timestep could introduce a significant performance overhead.
• It may therefore be preferable to export and update the pose information at a lower frequency. Since EDEM typically operates with very small timesteps and the geometry motion between individual timesteps is often minimal, updating every 0.01 s (or another suitable interval) may provide sufficient accuracy while reducing the computational cost.

I cannot guarantee that this approach will be suitable for all cases, but it is the most practical workaround I can think of without developing a custom coupling solution.

Best regards,

Stephen