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一种用于物料破碎仿真的快速接触检测方法技术

技术编号:21548175 阅读:40 留言:0更新日期:2019-07-06 21:36
本发明专利技术公开了一种用于物料破碎仿真的快速接触检测方法,该方法基于离散元素法仿真计算的基本原理,通过在计算中将未破碎的粘结体和破碎产出的新的粘结体被视为一个整体,并使用多层网格划分方法,大大减少了包含粘结体情况下接触检测的计算量,有效地提高了接触检测的效率,从而使更大数量规模的物料破碎仿真计算可以以更快的速度实现,这将有利于更好得分析和研究物料破碎的产物和破碎机本身的破碎性能。

A Fast Contact Detection Method for Material Crushing Simulation

【技术实现步骤摘要】
一种用于物料破碎仿真的快速接触检测方法
本专利技术涉及颗粒系统仿真
,特别是涉及一种用于物料破碎仿真的快速接触检测方法。
技术介绍
离散元素法(discreteelementmethod,DEM)是一种常用的颗粒系统仿真方法,该方法的基本原理是以单个颗粒作为计算单位,分别计算每个颗粒的受力与运动行为,模拟颗粒物质的宏观特性。离散元素法的思想起源于分子动力学,以牛顿运动学定律为基础,以接触力的计算为核心。这种数值模拟方法可以充分考虑颗粒的尺寸、形状、物理属性、空间分布情况等细观因素对颗粒物质宏观特性的影响,已成为研究颗粒物质宏观属性与颗粒个体的微观属性间联系的有效方法,目前已被大量地应用在颗粒物质的研究中,并且取得了丰硕的成果。因而,很多学者尝试将该方法用于物料破碎的仿真,实现对破碎输出产物的预测。然而,基于DEM的仿真方法由于其自身理论的局限性,计算效率较低,所以能仿真的颗粒规模有限。尤其是当其被应用于物料的破碎仿真时,不断变化的物料尺寸、颗粒间巨大的尺寸悬殊、计算域中庞大的颗粒数量都制约着仿真计算的效率和精度。因此,对该数值计算方法的改进十分有必要。又由于相关研究表明,DEM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于物料破碎仿真的快速接触检测方法,包括如下步骤,其特征在于:S1、构建仿真环境并导入仿真颗粒和粘结体;确定仿真计算域的几何与物理参数,包括仿真域大小、重力参数、材料参数及相关参数,确定作为磨料的球体颗粒和作为被研磨对象的颗粒团;将被研磨的颗粒团施加粘结力,并称之为粘结体,导入一定数量的磨球颗粒与粘结体进入仿真域;S2、进行第一层网格划分;磨球颗粒和粘结体都被视为仿真计算的单元,并分别以可包裹其的最小球包裹之,称该球为包围球;在计算域的三个维度上,以L为边长将计算域划分为网格,L满足L≥2Rmax,其中,Rmax为最大包围盒半径;则每一个包围球可根据其几何中心坐标,被确定地划分到唯一的...

【技术特征摘要】
1.一种用于物料破碎仿真的快速接触检测方法,包括如下步骤,其特征在于:S1、构建仿真环境并导入仿真颗粒和粘结体;确定仿真计算域的几何与物理参数,包括仿真域大小、重力参数、材料参数及相关参数,确定作为磨料的球体颗粒和作为被研磨对象的颗粒团;将被研磨的颗粒团施加粘结力,并称之为粘结体,导入一定数量的磨球颗粒与粘结体进入仿真域;S2、进行第一层网格划分;磨球颗粒和粘结体都被视为仿真计算的单元,并分别以可包裹其的最小球包裹之,称该球为包围球;在计算域的三个维度上,以L为边长将计算域划分为网格,L满足L≥2Rmax,其中,Rmax为最大包围盒半径;则每一个包围球可根据其几何中心坐标,被确定地划分到唯一的一个网格单元中;S3、进行第一层网格中包围球的接触预判别;对于每一个网格中的包围球,首先检测该网格内部的两两包围球之间的接触情况,然后检测该网格内每一个包围球与该网格相邻26个网格内所有的包围球的接触情况;该环节接触检测的判别中,若满足则认为两包围球相互接触。其中,Oi和Oj分别为两个包围球的中心坐标,Ri和Rj则分别为两包围球的半径;将所有接触的包围球对计入可能接触集;S4、进行第二层网格划分和精确接触判别;可能接触集中的接触对根据其内容的不同分为三种类型:粘结体与粘结体、粘结体与磨球、磨球与磨球;对于磨球与磨球、粘结体与磨球两种类型可直接做接触判别,而无需划分二层网格;对于粘结体与粘结体接...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄鹏丁逸飞付帅旗贾民平许飞云胡建中
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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