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基于离散元EDEM的米粒破碎特性分析
刘程;王旺平;宋少云
【期刊名称】《食品与机械》
【年(卷),期】2022(38)9
【摘要】目的:优化碾米机碾辊转速,减少碾白过程中米粒的碎米率。
方法:利用SolidWorks软件建立挤压填充模型,采用EDEM软件中颗粒黏结模型建立单粒米粒以及两粒米粒碰撞接触模型,模拟不同含水率的米粒在不同下落速度下的碰撞过程,观察相应米粒碰撞结果。
结果:米粒在碰撞过程中有3种临界状态,分别是完整米粒、轻微破碎米粒、断裂米粒。
在设定的含水率范围下,米粒破碎率随着含水率和碰撞速度的增加而增加;单粒米粒和两粒米粒碰撞模型中完整米粒状态的临界破碎速度相近,分别为23.5,22.0 m/s。
结论:速度和含水率对米粒破碎形态影响显著,并且在含水率为10.6%下,米粒不破碎能承受的最大速度为22.0 m/s,此时米粒破碎率较小且满足碾白需求。
【总页数】5页(P88-92)
【作者】刘程;王旺平;宋少云
【作者单位】武汉轻工大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TS2
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颗粒物质混合行为的离散单元法研究颗粒物质的研究一直是力学领域的一个重要课题。
随着计算技术的发展，研究者能够更准确地模拟颗粒物质的混合行为。
一种常用的模拟方法是离散单元法（DEM）。
DEM是一种基于物体离散的方法，可以模拟多种类型的粒子流动。
近年来，DEM在研究颗粒物质混合行为方面取得了巨大进展，可以用于研究粒子行为，如粒子悬浮流体流及其他现象。
DEM是一个基于数学模型的仿真工具，可以模拟粒子的行为及粒子之间的相互作用。
它的基本原理是，把模拟的系统分解成若干离散的物理单元。
每个物理单元由一组简化的力学参数组成，如质量，惯性，相对位置，以及一系列的力和加速度模型。
根据这些物理参数，我们可以用模拟工具计算出粒子之间的相互作用，从而进一步推导出混合行为。
DEM可以模拟多种形式的颗粒物质混合行为，其中包括粒子悬浮混合，慢速混合和快速混合。
粒子悬浮混合是指颗粒物质的混合过程，其中粒子的混合形式是悬浮的，即粒子之间的作用力比其他形式要小。
它是粒子混合过程中经常出现的现象，例如在沉积过程中，粒子之间会发生悬浮混合。
慢速混合指的是把粒子混合在一起，使得粒子形成一个集中的形状，而不是像悬浮混合那样，粒子分散开来。
快速混合指的是粒子混合过程中，由于碰撞力或动量而导致的粒子急剧改变方向或位置的现象，这是粒子混合在一定时间内变化最快的过程。
考虑到粒子混合的复杂性， DEM的仿真模型必须要满足一定的精度要求，以便能够准确地模拟不同类型的粒子混合行为。
具体来说，DEM的模型的细节必须要考虑到粒子的质量，惯性，以及粒子之间可能存在的碰撞，摩擦和其他影响因素。
此外，DEM模型还可以通过考虑粒子行为改变时所需要的参数，更准确地模拟粒子混合行为。
DEM技术已经被广泛应用于各种工程设计中。
例如，在机械工程领域，它可以用来设计粒子混合机器，以及检测粒子混合系统的性能。
此外，DEM技术还可以用于模拟液体和粉末混合行为，以及粉末的均匀储存。
颗粒饲料破损离散元仿真参数标定牛智有;孔宪锐;沈柏胜;李洪成;耿婕;刘静【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2022(53)7【摘要】为了探究气力输送中颗粒饲料的破损机理,针对当前缺乏颗粒饲料准确破损仿真模型的问题,利用EDEM仿真软件进行颗粒饲料破损离散元仿真参数标定研究。
以粒径为2.50 mm混养成鱼颗粒饲料为研究对象,通过基础试验测定了颗粒饲料本征参数;通过颗粒饲料休止角试验、碰撞恢复系数标定试验和落料时间,结合试验优化设计方法,确定了饲料间的碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数为0.58、0.23、0.12,饲料和软塑料(软PVC)间的碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数为0.69、0.22、0.18;通过颗粒饲料单轴压缩破碎试验和仿真试验,结合响应面优化确定了单位面积法向刚度、单位面积切向刚度、临界法向应力、临界切向应力,分别为2.25×10^(9) N/m^(3)、8.05×10^(8) N/m^(3)、455 MPa、305 MPa。
以确定的参数进行休止角仿真试验、单轴压缩仿真试验,结果表明,休止角、破碎力、落料时间的仿真值与实测值相对误差分别为0.35%、1.43%、2.81%;通过自由落料、斜面滑动、斜面滚动试验对粘结模型接触参数进行验证,结果表明,粘结模型接触参数设置合理。
【总页数】10页(P132-140)【作者】牛智有;孔宪锐;沈柏胜;李洪成;耿婕;刘静【作者单位】华中农业大学工学院;农业农村部长江中下游农业装备重点实验室【正文语种】中文【中图分类】S220.1【相关文献】1.冰草种子物性参数测定与离散元仿真参数标定2.党参种子的离散元仿真参数标定与试验验证3.基于离散元的紫花苜蓿种子仿真参数标定与试验4.绿豆种子离散元仿真参数标定与排种试验5.前胡种子物性参数测定及其离散元仿真模型参数标定因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
土体颗粒破裂过程离散元模拟的新方法董爱民;蒋国盛【摘要】土体颗粒的破碎对土体的宏观变形和强度性质有重要影响.数值模拟方法是研究土体颗粒破碎机理的重要手段.采用离散元数值软件PFC模拟土体颗粒的破碎.首先利用PFC内置Fish语言编写颗粒破坏准则,使得单个颗粒在满足破坏函数时破裂成为多个粒径更小的颗粒,从而实现PFC中颗粒的可破碎性,降低了传统方法“团聚颗粒”模拟颗粒破碎时建模和参数选取的复杂性.随后运用Fish编写的程序模拟土体在单轴压缩条件下颗粒破碎的过程;并对土体颗粒破碎特征进行分析.分析可知:颗粒破碎随着加载进行逐步从土体上部向下发展;土体中颗粒的破碎现象在空间上并不均匀发生,主要集中在试样的上部;加载过程中试样孔隙率的变化可以分为两个阶段,第一个阶段与颗粒的位置调整相关;而第二个阶段则与颗粒破碎相关,且第二阶段变化更为明显.颗粒破碎最终导致土体颗粒的粒径分布更为不均匀,最终形成级配较好的土体;但试样初始阶段的颗粒仍然为土体的主要成分.模拟结果与室内试验的部分成果比较,模拟结果与试验观察到的破裂现象基本一致,表明运用新方法模拟颗粒破碎过程合理、可行.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)025【总页数】5页(P277-281)【关键词】土体;颗粒破碎;破碎过程;数值模拟;PFC【作者】董爱民;蒋国盛【作者单位】中国地质大学工程学院,武汉430074;中基发展建设工程有限责任公司,北京100024;中国地质大学工程学院,武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TU43土体在各类动静荷载的作用下容易产生颗粒破裂，而颗粒破裂会导致工程对象的变形性能和渗透性质发生变化，且使得土体的各种力学性质随着颗粒的破碎产生非线性的变化［1，2］，最终会影响工程结构的稳定和安全。
因此，研究土体颗粒的在荷载作用下的破裂过程和机理十分重要。
国内外许多学者基于室内试验对影响颗粒破碎的影响因素及其对材料宏观性质的影响进行了研究。
破・磨强度的力-位移计算方法，其最大正应力和最大切应力的计算公式如下：， (3)， (4)为切向转矩；R 为两颗粒间重叠圆半径；(1) 体积粉碎模型 整个矿石颗粒都受到破坏，粉碎后生成颗粒较大的中间颗粒；随着粉碎过程的进图 1 CFD-EDM 仿真Fig. 1 CFD-EDM simulation图 2 3 种矿石粉碎模型Fig. 2 Three kinds of ore breakage models图 3 离散元法模拟双辊破碎机工作过程Fig. 3 Simulation on operation of a double-rollcrusher by DEM破・磨课题组应用离散元法对球磨机进行了大量的研在研究衬板、给料尺寸、筒体转动速度等因素对球磨机工作过程影响的问题中，离散元法已有了大量图 4 碰撞能量分布Fig. 4 Distribution of collision energy图 6 碰撞能量谱Fig. 6 Collision energy spectrum图 7 半自磨机中矿石颗粒为非球形，研磨介质为球形时的仿真结果Fig. 7 Simulation results of non-spherical ore particles and spherical grinding media in a SAG mill图 5 筒体内颗粒的速度变化Fig. 5 Velocity variation of particles in mill shell图 8 塔式磨机中物料的流动情况Fig. 8 Flow process of materials in a tower mill目前国内对塔式磨机的研究还相对较少，应用离散元法来优化螺旋直径、螺旋升角和磨机旋转速度是破・磨。
物质颗粒运动行为建模与仿真技术进展物质颗粒运动行为建模与仿真技术是一个涉及颗粒物质运动规律、流动行为以及粒子间相互作用等的复杂研究领域。
随着计算机技术和数值模拟方法的快速发展，对于颗粒物质的运动行为建模与仿真技术也得到了极大的进展。
本文将回顾与分析物质颗粒运动行为建模与仿真技术的最新进展，并介绍其在颗粒流动、粉体工程、生物医学等领域的应用。
一、颗粒运动行为建模颗粒物质的运动行为建模是物质颗粒运动行为仿真的首要任务。
近年来，很多学者通过实验数据和理论分析，提出了各种颗粒运动行为的数学模型。
其中最常用的方法是使用离散元法和连续介质方法。
离散元法（DEM）是一种通过分析颗粒物质间相互作用力来描述颗粒运动的方法。
它将颗粒视为离散的实体，通过数值模拟每个颗粒的受力和运动状态，从而推导出整个颗粒系统的运动行为。
DEM方法在颗粒流动、颗粒装填等领域得到了广泛的应用。
连续介质方法则将颗粒物质视为连续的介质，并使用连续介质力学方程描述颗粒运动行为。
其中最常用的方法是欧拉-拉格朗日方法和拉格朗日方法。
欧拉-拉格朗日方法通过描述流体中颗粒的瞬时运动轨迹来模拟颗粒的运动行为。
拉格朗日方法则是通过求解连续介质理论方程组来模拟颗粒的宏观运动行为。
二、颗粒运动行为仿真技术颗粒运动行为仿真技术是指利用数值模拟方法模拟和重现颗粒物质的运动行为。
这些仿真技术可以通过建模方法，生成各种颗粒系统的运动轨迹和相互作用力，以揭示颗粒系统的运动规律和流动行为。
在颗粒运动行为仿真技术中，有三种常用的方法：蒙特卡洛方法、分子动力学方法和格子Boltzmann方法。
蒙特卡洛方法是一种基于概率的数值模拟方法。
它通过随机抽样和概率统计的方式，模拟颗粒系统的运动行为。
这种方法可以用于模拟多粒子系统的相互作用、粒子运动的轨迹等。
蒙特卡洛方法在粉体工程、物质科学等领域得到了广泛应用。
分子动力学方法是一种基于牛顿力学和分子间相互作用力的数值模拟方法。
它通过求解牛顿运动方程和相互作用势函数，模拟颗粒系统的运动行为。
