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离散单元法对于斗式提升机研究的意义

离散单元法对于斗式提升机的研究有着十分重要的意义,离散单元法有一个特殊的问题,那就是接触点的判定,在有限单元法中,单元之间的结点是固定的,但离散单元法允许单元产生较大的位移,在某一时刻,一个单元可能与这些单元接触,但是另一时刻也有可能与另外一些单元接触,所以,接触点并不固定。正是因为颗粒在运动过程中各颗粒同其他颗粒或器壁之间既有接触又有分离,因此,在DEM计算过程中需要不断的判断各个单元同其他单元的接触情况。

      如果每个颗粒都做遍历检索,斗式提升机工作量将会十分巨大,当单元的数量n增加时,计算时间将按几何级数增长,这对接触计算占整个迭代过程的70%以上的三维离散单元法来说,计算时间过于冗长,甚至无法完成。

      为了减少计算量,现在普遍采用斗式提升机“邻居元”的判定算法,因为单颗粒只会和它邻近的颗粒相互作用,这些同该颗粒邻近的颗粒被称作“邻居元”,在进行接触判定时,首要确定所有颗粒的邻居元,然后只需检索这些相邻颗粒之间的接触情况,而无需遍历整个颗粒数组,而且当颗粒总数增加时,邻居元的数量并不发生变化,这样就可以大大减少计算量。
   
      在离散元方法中,斗式提升机颗粒模型可以有多种,比如球颗粒模型、椭球颗粒模型、球一柱颗粒模型、超球颗粒模型等等。其中,球颗粒模型是最常见的球颗粒抽象,也是最容易实现的三维颗粒模型,而且,不规则颗粒都是由球颗粒填充来拟合的,因此对于斗式提升机的模型而言,颗粒与颗粒的接触关系就是球颗粒与球颗粒的接触关系。离散单元法对于斗式提升机的意义

文章Tag:
斗式提升机
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