205 Altair EDEM离散元分析解决方案与工程应用_v2023
Altair EDEM 功能介绍及解决方案
朱咸磊 204 年 2 月 22 号
Altair EDEM 简介
EDEM 离散元技术介绍
颗粒材料模拟软件
采用离散元方法( Discrete Element Method , DEM )技术
用于设备设计的虚拟测试,研究颗粒散料之间以及颗粒散料和设备之间的载荷和运动关系
离散元方法简介
离散元方法( D iscrete E lement M ethod, 简称 DEM )
1970s , Cundall 和 Strack 提出首先提出了离散元方法,用于模拟非连续介质动力力学及相关行为的数值计算方法
Lagrange 体系下 的求解牛顿第二定律
对体系内每个离散单元进行动力学模拟
离散元方法简介
简而言之: DEM 离散单元法,就是指每个单元都是离散的,有独立特性的,也就我们常见的颗粒状物料。离散元法的核心思想就是在拉格朗日坐标体系下,针对每个颗粒进行检索,计算由于接触产生的力,再运用牛顿第二定律进行计算颗粒的加速度 / 速度和位移的变化,进而得到整个系统的状态。
主要功能
基于经过大量工程验证且计算效率高的颗粒建模方法对真实工程中的颗粒形状(大岩石、细粉末、颗粒、纤维、片剂等)进行建模
可以对任何材料(散料)进行模拟
具有丰富的经过工程验证的物理模型,用于表示任何材料行为(干燥、粘性、可压缩等)
完全真实的颗粒材料行为
直观的用户界面,用户可以快速进行模拟设置,自带的材料模型库可直接访问使用合适数据,强大的 GPU 、 CPU 加速求解功能,可快速完成模拟分析。
软件具有流畅友好的工作流程
高级分析工具
内置了用于结果可视化和分析的大量工具,扩展的数据导出选项,以及强大 Python 库可用于进一步的后处理。
二次开发的 API 接口
EDEM API 可以进行复杂颗粒行为的模拟,以及先进材料行为物理模型的自定义,如湿涂层、结块、破损、磁性粒子等。
EDEM 可以和 FEA 、 MBD 工具耦合,以便在结构和系统动力学分析中包含真实的材料载荷,通过与 CFD 工具精确模拟颗粒流体系统。
多物理场的集成
架构与功能
EDEM Creator
EDEM Simulator
EDEM Analyst
EDEM Coupling Interface
Extended capacities
EDEM API
颗粒建模
经过大量工程验证且计算效率高的颗粒建模方法
多球体模型
多面体模型
胶囊型模型
元颗粒建模
颗粒模板填充技术
内置多种颗粒粒径分布设置模式
颗粒建模
粒径分布
内置多种颗粒粒径分布设置模式
适用于各种不同的仿真工况需求
几何建模
模型导入 :
1) 通过 CAD 软件创建农业机械 CAD 模型;
2) 通过 EDEM CAD 接口导入 CAD 模型;
3) 支持 CAD 几何文件格式: igs / stl / stp / msh
运动设置 :
1 )四种基本运动: Linear Translation/Linear Rotation/Sinusoidal Translation/ Sinusoidal Rotation
2 )两种皮带输运专用运动形式: Conveyor Translation/Conveyor Rotation
3 )力和力矩驱动载荷: Force Controller/Torque Controller
4) 与多体动力学软件联合仿真: Altair MotionSolve 、 Adams 等
接触模型
Hertz- Mindlin (no slip)
EEPA
Hertz- Mindlin +JKR V2
Hysteretic Spring
Standard
RVD
Tribocharging
Archard Wear
Bonding V2
Relative Wear
Heat Conduction
Linear Spring
Linear cohesion V2
滚动摩擦模型
附加接触模型
基于 API 开发的自定义接触模型
自定义模型
Spray Coasting
Tavares UFRJ Breakage
Wet Mixing
Type C
Oka Wear
Hertz- Mindlin +JKR
No Base Model
Electrostatics
基础模型
体积力
Temperature Update
Saffman Lift
Magnus Lift
Morsi and Alexander Drag
Schiller and Naumann Drag
Haider and Levenspiel Drag
Ganser Drag
Electrostatics
丰富的开发语言, CUDA 、 Opencel 、 Python 、 C++
具有 丰富的接触模型,采用 API 接口可以对 更加复杂 的材料行为(如湿涂层、结块、破损、磁粉等) 进行 定义。
物理模型
Spray Coating
Wet Mixing
Tavares UFRJ Breakage
Oka Wear
Oka Wear with Deformation
Coupling with Deformation
Deformable Geometry
Spray Coating-polyhedral
材料数据库
丰富的经过工程验证的材料模型数据
EDEM 材料库
60,000+ 材料模型
重型装备 / 磨机
GEMM 材料库
EDEM 材料启动包
粉体材料库
土壤启动包( Soils Starter Pack )
粉体启动包( Powders Starter Pack )
材料数据库
GEMM 和 Powders 数据库
通用 EDEM 材料模型库,基于多年工程经验及物料参数研发
提供多种参数取值范围
快速确定物料和设备的物理特性以及它们之间相互作用参数
标定实验库
标定实验库
一共七个标准的标定实验。
Cone penetrometer test
GPU 并行技术
开发了三种不同类型的求解器: Single 、 Hybrid 、 Double ;
具有 OpenCL 和 CUDA 架构, CUDA 架构比 CPU 快近 30 倍,比 OpenCL 快 2.5 倍;
支持多 GPU 并行,支持所有的颗粒类型;
颗粒床快速生成技术
block factory
Volume Packing
在EDEM GPU求解器(CUDA)上支持 Volume Packing ,颗粒床生成速度提升数十倍,原几小时生成的颗粒床,现几分钟完成 。
EDEM GPU求解器(CUDA)上的 Volume Packing 将允许对多球体、胶囊形和多面体颗粒进行包装。
Volume Packing 现在支持先填充,后生成 bonded 和生成具有特定的温度和热通量颗粒。
Block factory 颗粒填充技术,可以加快颗粒床的快速生成,效率获得极大提升。
Volume Packing GPU 加速
计算加速模型
动态计算域技术
采用颗粒冻结技术、动态计算域技术等特殊加速技术,针对大型储料设备、大型料床的物料生成与作业过程进行加速,大大提升仿真效率。
XYZ 方向的周期性边界
圆柱形周期性边界
通过周期性边界,大大减少计算量,以下是圆柱形周期性边界节省时间对比结果。
周期性边界技术
多物理场耦合与集成



DEM 与 FEA 耦合
EDEM 计算并输出散料对工作装置的接触载荷
HyperMesh 进行载荷映射
OptiStruct 计算散料载荷下工作装置的变形和应力
DEM 与 MBD 耦合
耦合流程:
MotionView 中建立多体系统模型
EDEM 建立散料模型
MotionView 与 EDEM 共享相关的几何
自动创建两者的数据交换
数据交换:
MotionSolve 计算设备的位置和速度,传递数据给 EDEM
EDEM 更新部件的运动信息,计算散料颗粒之间的接触力,以及与设备之间的接触力,传递载荷数据给 MotionSolve
MotionSolve 获取新的载荷后计算系统的运动,更新位置和速度信息
DEM + MBD+ PM- FlexTire 联合仿真
用于研究车辆行驶于可压缩表面时的动态行为,轮胎下沉和轮胎土壤动力学。
MotionSolve 车辆模型中集成 PM- FlexTire 柔性轮胎 , 可 与软土路面相互作用。
可通过在属性文件 . fxt 中添加操稳轮胎模型(如 MF- Tyre )的属性文件,来考虑刚性表面和软土路面兼有的路况。
9 个预定义的软土路面模型方便用户在 土壤、沙子、砾石等 不同道路上模拟车辆的行驶过程。
DEM 与 CFD 耦合 1 :顺序耦合
求解器顺序运行(先 AcuSolve ,后 EDEM )
CGNS 格式的速度场和涡旋场被导入 EDEM , EDEM 使用标准模型计算阻力、升力。
传热分析通过温度场数据
没有实时数据交换
流动边界条件是固定的,颗粒不影响流场。
DEM 与 CFD 耦合 2 :单向耦合
流动边界条件可以是恒定或变化的
颗粒不影响流场
DEM 与 CFD 耦合 3 :双向耦合
AcuSolve 和 EDEM 同时运行
AcuSolve 和 EDEM 每个时间步骤结束时交换数据
AcuSolve 计算颗粒上的力并将数据发送给 EDEM
颗粒影响流场
与 romAI 进行模型降阶
快速预测结果或系统集成
训练数据
仿真或测试
生成降阶模型
机器学习
EDEM 工程应用案例
行业应用
离散元主要应用领域
EDEM
挖掘机
装载机
自卸车
搅拌车
破碎机
推土机
车辆越野
车辆积雪
车辆石击
车辆侧翻
刹车排屑
轮胎变形
破碎筛分
干湿混合
煅烧干燥
辊压工艺
注液工艺
原料转运
作物筛分
螺旋输料
仓储装卸
收割机
割草机
施肥机
原料输运
装卸存储
破碎筛分
干燥分离
搅拌混合
高炉布料
破碎筛分
颗粒造粒
搅拌混合
干燥分离
冲模压片
流化床
矿料转运
原矿破碎
原矿筛分
洗煤
球磨机
料仓装卸
土木行业
建筑行业
烟草行业
水泥制造
石油化工
垃圾清选
工程应用 – 工程机械
了解不同材料如何影响设计
对具有不同特性的材料进行虚拟测试设计
预测散装物料的行为:
识别堵塞,溢出和磨损的风险
深入了解设备与材料的相互作用
缩短设计周期
减少物理原型制作和测试成本
提高生产效率力和可靠性
设计性能更高的机器
工程机械
自卸车
挖掘机
推土机
装载机
平地机
抓斗
拉铲铲斗
工程应用 – 工程机械
案例:装载机
项目挑战
建立真实的多学科仿真环境
分析任务
模拟装载机的作业载荷
准确分析部件的动态应力
根据动态载荷评估焊缝疲劳
计算作业过程液压助动器的载荷
分析铲斗的装载率和磨损状况
技术路线
整机多体动分析: MotionSolve
结构强度分析: OptiStuct
结构疲劳分析: HyperLife
铲斗装载率和磨损分析: EDEM
液压系统分析及系统集成: Activate
装载机多学科模型
液压系统实际作业载荷
实际作业过程仿真及载荷分析
部件应力
工程应用 – 工程机械
工程机械行业应用
建模路线
机械系统建模: MotionSolve
作业物料建模: EDEM
液压系统建模: Activate
柔性体建模: OptiStuct
整机系统集成: Activate
工程应用 – 工程机械
整机系统仿真
分析内容
模拟真实作业过程
液压系统验证及定制
准确分析部件的动态应力
根据实动态载荷评估焊缝疲劳
分析铲斗的装载率和磨损状况
实际作业过程仿真
热点应力区域
液压系统载荷
工程应用 – 工程机械
案例:自卸车
分析车辆的装卸性能
识别磨损区
进行虚拟重复测试 – 每次都在相同条件下进行
减少负载周期,车身重量和燃料消耗
工程应用 – 工程机械
案例:车厢设计
新车厢设计 :
缩短卸载时间
车厢重量 减少 20%
油耗 降低 11%
燃油节省:每辆卡车每年约 70 , 000 L (约 55000 美元)
工程应用 – 工程机械
工程应用 – 车辆工程
预测车辆行驶性能
减少物理原型制作和测试成本
工程应用 – 车辆工程
颗粒对车辆的影响:
石击对车辆造成磨损的影响
石击对车辆空腔填充的影响
软土路面对车辆行驶性能的影响
软土路面对车辆可能侧翻的影响
雪对车辆传感器的影响
工程应用 – 车辆工程
分析内容
模拟真实砂床,并预测车辆 – 砂床运动行为
车辆概念设计时探索车辆各种安全配置
预测车辆设计的滚转点,并在安全系统必须启动时进行微调
EDEM 优势
增加多体动力学翻转模拟的准确性
进行广泛的“假设”分析
减少多体模型中路面假设
车辆侧翻
刹车排屑
分析内容
刹车屑在车轮附近的分布情况
刹车屑制动时通过排出孔的排出情况
刹车屑运动轨迹及对周边结构磨损影响
EDEM 优势
减少排屑实验次数
加快排屑结构优化迭代
侧翻角
工程应用 – 车辆工程
车辆工程
研究内容
预测车身中易磨损的区域
识别磨损程度和磨损量
获得由车辆引起的颗粒运动轨迹
建立优化迭代方法,优化磨损状况
汽车石击
车辆积雪
方案优势
减少对物理原型机的实验需求
加快优化迭代
可搭建虚拟样机和虚拟路面,实现各种路况仿真。
研究内容
下雪时雪花堆积区域和各区域积雪量,探究传感器最佳布置位置
研究摄像头和传感器上方和周边雪花堆积量及形状
研究不同车速下雪花堆积分布情况
研究不同车速和风速对积雪吹落情况
方案优势
减少实验次数,摆脱实验天气要求等限制
能够实现各方案精准对比,减少雪花属性离散性对实验结果的影响
工程应用 – 车辆工程
车辆工程
汽车越野
轮胎变形
轮胎变形量
分析内容
研究不同车速下越野性能
研究不同功率下越野性能
研究越野时汽车的操控性
方案优势
可实现机电液路面联合仿真,搭建虚拟样机减少对物理原型机实验需求
加快优化迭代
可搭建虚拟样机和虚拟路面,实现各种野外工况仿真。
分析内容
不同载荷下,轮胎变形
不同载荷不同路面,汽车行驶工况
方案优势
实现轮胎变形,达到车辆行驶滚动摩擦与实际情况一致
能够模拟泥泞路车辆打滑等特殊工况
工程应用 – 车辆工程
工程应用 – 电池工艺
Electrode manufacturing (wet)
电极制造 (湿)
Electrode manufacturing (dry)
电极制造 (干)
Material handling process
材料处理过程
Recycling process
电池回收工艺
破碎
混合
包衣
辊压
涂布
湿混
筛分
煅烧
涂布、碾压、喷涂
搅拌
注液
干燥
干燥
破碎
注液
辊压
磁选
筛分
电池制造工艺流程
工程应用 – 电池工艺
破碎筛分
Crushing
Mixing
Calcination
Classifying
Mixing
Coating
Pressing
Drying
Electrolyte
工程应用 – 电池工艺
混合
Crushing
Mixing
Calcination
Classifying
Mixing
Coating
Pressing
Drying
Electrolyte
Liquid : Particle = 9:1
Liquid : Particle = 6:4
Liquid : Particle = 0:10
Slurry (料浆)
Wet mixing (湿混)
Dry mixing (干混)
CFD-DEM coupling
DEM customizing
DEM simulation
预测粉体材料的混合均匀度
可进行湿混和干混
使用CFD耦合模拟浆料的混合过程
工程应用 – 电池工艺
煅烧和干燥
Crushing
Mixing
Calcination
Classifying
Mixing
Coating
Pressing
Drying
Electrolyte
工程应用 – 电池工艺
辊压工艺
Crushing
Mixing
Calcination
Classifying
Mixing
Coating
Pressing
Drying
Electrolyte
Roll Press
Active material
deformation of Cu foil
铜箔形变
particle compaction
颗粒压实
工程应用 – 电池工艺
注液工艺
Crushing
Mixing
Calcination
Classifying
Mixing
Coating
Pressing
Drying
Electrolyte
Compaction
Microstructure of cell
Electrolyte
Path
活性材料层中孔隙的分布和孔隙的连通性非常重要。如左图所示,即使在相同孔隙率的层中,孔隙的连通性也可能存在很大差异。
可以通过将通过压制工艺获得的微观结构从 EDEM 导入到 nano Fluid X 中进行分析,以了解电解液是如何填充到颗粒床的微观结构中的。
工程应用 – 电池工艺
粉料转运工艺
Crushing
Mixing
Calcination
Classifying
Mixing
Coating
Pressing
Drying
Electrolyte
螺旋输送
气力输送
工程应用 – 电池工艺
工程应用 – 农业机械
农业机械设计过程中了解机器与 散料 的相互作用以及 散料 在不同条件下的行为变化对于提高产品可靠性和效率至关重要。 EDEM 可以分析颗粒材料(土壤、 农作物等 )的行为,以及它们对机器和设备的相互作用和影响,了解颗粒材料在一系列操作条件下如何与其设备相互作用。
EDEM 在农机行业的主要应用:
土壤 / 设备交互作用
作物 / 设备交互作用
打草 / 谷物 / 种子处理加工
种子筛分运输
收割过程分析
预测颗粒行为:识别设备的堵塞、磨损、响应风险
工程应用 – 农业机械
耕作机械作业仿真
主要应用:
模拟耕作过程以及土壤与犁之间的相互作用
了解土壤运动和犁地深度
优化刀具形状
优化犁性能
运用 EDEM 建立锄铲 – 土壤系统模型,通过多种方法标定设备与土壤之间的接触参数,并以关键结构参数、行进速度、不同特性(含湿率、孔隙率等)土壤参数为主要研究对象,分析作业过程中的阻力、磨损、土壤扰动等因素,旨在提高作业性能。
工程应用 – 农业机械
耕田犁地机械
模型机土相互作用
精确获得对机器施加的力
设备的动态响应
使用各种材料测试新设计,无需物理原型
通过简单的设置过程虚拟测试所有设备的操作
工程应用 – 农业机械
拖拉机耕种作业
挑战
估算在实际土壤条件下牵引耕作设备的牵引扭矩
调整轮胎尺寸和牵引加速度以避免打滑
控制车速和液压执行器
解决方案
MotionSolve + EDEM + Activate
m t
使用 MotionSolve 估算牵引载荷并预测动态行为
EDEM 真实的再现设备与土壤的相互作用。
使用激活功能控制推土机和设备。
工程应用 – 农业机械
联合收割机作物筛分过程
运用 EDEM + AcuSolve 建立联合收割机的颗粒 – 流体耦合模型。
主要应用:
谷壳和谷粒的分离状况
谷物横向颗粒分布及损失
振动筛的设计
分析风机性能
工程应用 – 农业机械
谷物输送设备输送过程仿真
运用 EDEM 对谷物输送设备的不同设计开展虚拟测试,用以提高输运效率。
主要应用:
探索不同的桨叶直径、桨叶间距、桨叶倾斜角对输送能力的影响
分析螺旋输送器作业过程中的力和扭矩
预测螺旋输送器中谷物的流动特性
量化谷物处理系统的容量和功率要求,评估系统的性能
工程应用 – 农业机械
施肥机肥料撒布过程分析
运用 EDEM 建立撒肥机的离散元模型。撒肥机包含多个部件,该案例中将闸板作为研究对象,分析闸板的分布角度及数量对肥料均匀度的影响。
主要应用:
研究施肥机 喂入量、行进速度、部件转速等作业参数对撒肥质量的影响
验证施肥机的散播结构形状 对撒肥质量的影响
预测颗粒流量和 撒肥效率
撒肥 均匀度分析
工程应用 – 农业机械
谷物烘干机
确定颗粒流动模式
识别干燥谷物的上下部分
帮助获得均匀干燥
最大限度地降低质量损失和浪费能源
Courtesy of Szent István University
Courtesy of Kansas State University
工程应用 – 农业机械
玉米收割机
模拟玉米收获过程和玉米穗脱离
预测纤维状农用材料与机器零件之间的相互作用
Courtesy of Budapest University of Technology & Economics
运用 EDEM 软件建立玉米收获机械离散元模型,包含玉米收获机构及玉米作物模型,图( b )和( c )所示。通过多种参数标定方法对模型参数进行标定和修正,进而对玉米收获机械作业过程及作业机理进行研究。
工程应用 – 农业机械
拖拉机和班轮耙
挑战
优化班轮耙的性能
预测旋转设备和割草 / 干草之间的相互作用
解决方案
MotionSolve + EDEM
价值
预测设备现场性能
计算部件载荷和应力
计算设备耐用性
工程应用 – 农业机械
割草机分析
割刀旋转方向
Negative-Y Rotation
Positive-Y Rotation
工程应用 – 农业机械
Visual source: New Steel Construction
工程应用 – 冶金行业
钢铁生产工作流程
工程应用 – 冶金行业
烧结
EDEM 模拟可用于优化烧结矿在不同阶段的装卸料过程
优化现有设备的冷却效率
预测分析偏析
分析系统中粗细物料的流动和行为
验证和检查分析模型
降低全尺度模型测试费用
Image courtesy Paul Wurth
工程应用 – 冶金行业
高炉 – Distributing
潜在分析 :
滑道表面的磨损
分析离析程度
测量炉壁上的磨损程度
优化负荷分配 :
优化气体分配和效率
保证负荷平稳下降
保护炉壁
确保生铁质量
最小化油耗
工程应用 – 冶金行业
大型高炉 – 客户案例研究
Normal Contact Energy
Tangential Contact Energy
工程应用 – 冶金行业
工程应用 – 冶金行业
大型高炉 – 客户案例研究
高炉 – Wall forces
高炉的 “ 切片 ” 分析
模拟加料和装料过程
炉壁上的的力分布
将力数据导出到 FEA 进行应力分析
分析:形状轮廓
工程应用 – 冶金行业
客户案例研究 – cohesive zone 预测
Fluid Velocity Field
Fluid Velocity Tracers
Particles Solid Fraction
EDEM – AcuSolve (CFD)
工程应用 – 冶金行业
转运 – 客户案例
烧结矿转运槽
关注物料转运槽目的 :
优化物料流
避免堵塞,减少维护
避免散装物料的机械散解(在运输过程中烧结或颗粒破碎)
烧结矿、矿石、焦炭和球团的粒度与最大化炉内效率密切相关
客户案例 – 铁矿烧结矿在传送溜槽中的散解
材料破损模型 (Tavares UFRJ Breakage Model)
工程应用 – 冶金行业
转运 – 客户案例
工程应用 – 冶金行业
卸料
分离 等级
斗壁 磨损
卸料 时间 & 速度
材料属性的 影响
料斗 | ALL PLANTS
卸载物料
潜在分析 :
随时间变化的混合效果
质量体积对混合速度和效果的影响
搅拌叶片对混合速度的影响
最大混合速度
潜在的死区
示例:混合机
混合
工程应用 – 冶金行业
制药的过程工艺
工程应用 – 制药行业
工程应用 – 制药行业
典型应用
造粒
片剂包衣
片剂损坏
充模
研磨
压片
粉末硫化
Wurster 硫化包衣
粉末混合
工程应用 – 制药行业
储存、排料和输送
预测 流动模式
预测 操作参数对输送性能的影响
针对 可靠性优化设计和操作
工程应用 – 制药行业
案例研究 : 气力输送
挑战 :
间歇流
材料堆积
聚集
目标 :
研究操作参数和粉末特性对系统性能的影响
客户 :
工业级气力输送系统
高压缩
间隙式起拱
Agglomeration
工程应用 – 制药行业
案例研究 : 气力输送
中等流动性
高压差
中等流动性
低压差
低流动性
低压差
工程应用 – 制药行业
混合
通过分析了解混合和偏析机理:
对流和扩散模式
粒子轨迹和速度
混合组分浓度的演化
识别混合死角
预测混合效率
了解工业级的应用
工程应用 – 制药行业
案例研究 : 湿混合和真空干燥
目的 :
研究工业级的粉体混合和真空干燥系统的力学和热力学行为
联合过程性能和操作参数,研究粉体行为
Industrial scale mixer and vacuum dryer
Temperature (K)
Liquid volume (m 3 )
20 o
20 o
动机 :
确定最佳操作以提高效率和可靠性
客户 :
全球医疗保健公司
工程应用 – 制药行业
案例研究 : 湿混合和真空干燥
通过虚拟采样量化混合和蒸发速率,以评估和比较工艺设计。
Sampling grid
Mixing
Mixing rate
Evaporation rate
工程应用 – 制药行业
通过分析以下变化研究颗粒团聚 :
微观力、应力和速度
团聚颗粒大小的时空演变
研究材料特性和操控参数对工艺性能的影响
预测和优化性能
High-shear granulator – Courtesy of University of Edinburgh & CPI
颗粒尺寸变化 – 团聚和碾磨
工程应用 – 制药行业
螺旋造粒
工程应用 – 制药行业
颗粒破碎
工程应用 – 制药行业
充模和压片
通过分析以下方面,研究充模 :
粒子速度和轨迹
离析与团聚
预测孔隙度分布
预压实孔隙度分布
通过分析以下方面,研究片剂压实:
颗粒力和装料应力
孔隙度和迂曲度( tortuosity )和时间、空间的关系
预测结构缺陷
研究粉末性质和操控参数对最终产品质量属性的影响
工程应用 – 制药行业
压片
工程应用 – 制药行业
压片
工程应用 – 制药行业
压片
工程应用 – 制药行业
包衣
预测 药片包衣的时间、空间位置变化
诊断 喷射模式、喷射速率、填充水平和转速的影响
优化 涂层均匀性相关设计
工程应用 – 制药行业
喷雾包衣过程分析
片剂停留时间分析
片制剂烘干
片制剂包衣磨损
挑战
优化岩石破碎设备的设计、性能和耐用性
解决方案
使用 Altair MotionSolve 建立设备模型(通过 OptiStruct 和 Inspire 实现柔性体和轻量化),结合 EDEM 建立颗粒动力学模型(接触和破碎)
工程应用 – 矿山机械
工程应用 – 矿山机械
球磨机
工程应用 – 矿山机械
转运槽设计
TSP = 2.8
mg/m 3
改进
流量受控
出料输送机采用软装载,以减少粉尘排放
将产生的气流降至 10,800 立方米 / 小时 (原来为 18,000 立方米 / 小时)
改进出料输送机的速度曲线
改进出料输送机的中心装载量
无溢出
无堵塞
工程应用 – 矿山机械
料斗设计
工程应用 – 矿山机械
烟叶建模和验证;
烟草物料皮带输送及旋转鼓内发生的情况;
评估 / 防止 / 优化在烟草物料工艺处理过程中的破碎;
烟叶干燥(从传统方式转向电动干燥);
烟草的种植和收割;
工程应用 – 其他行业
烟草行业
工程应用 – 其他行业
案例:辊式破碎机
潜力分析 :
尺寸减小比
最终颗粒大小分布
辊子磨损
颗粒的压缩力
辊子的反作用力
优化进料几何形状以提高生产力
水泥行业
工程应用 – 其他行业
石油化工
工程应用 – 其他行业
矿物开采离不开钻头,而岩石等散体对钻头的工作性能具有重要影响。研究钻头对周边的岩土切屑、破碎过程,可提升钻头高效切屑和耐磨。研究切屑后排料过程,也可以提升钻头的排料效率,加快钻头的工作效率。
钻头作业
钻头作业及排料过程
石油催化反应器
石油催化反应中颗粒运动
石油提炼是石油重要工序,在石油提取过程中,催化反应对石油品质具有重要影响。通过分析催化剂颗粒运动,查看石油与催化剂的分布,提升催化效果。
工程应用 – 其他行业
工程应用 – 其他行业
垃圾处理
垃圾分类描述
料斗:垃圾料进入口。
传送皮带:物料输送的传输装置。
Bin1: 收集质量较重的广口瓶和喷雾器 .
Bin2: 收集被风枪吹过来的空水瓶 .
结果描述
统计混合废料中分离出来的空水瓶数量 .
每种废料占比饼状图 .
Bin2:
空水瓶 15 秒收集 92 个
Bin1:
Bin1 中 15 秒收集 45 个
工程应用 – 其他行业
工程应用 – 其他行业
船舶工业
工程应用 – 其他行业
破冰船受力图
冰块破碎
破冰船工作过程
破冰船磨损
冰块建模和验证;
破冰船受力预测与分析;
评估破冰船动力需求;
预测破冰船磨损情况;