Обратная связь
Инженерный анализ — это больше, чем программное обеспечение®

ROCKY DEM

Rocky DEM — это эффективный инструмент для моделирования динамики сыпучих сред со сложной геометрией частиц.

 

ПРИМЕНЕНИЕ GPU-УСКОРИТЕЛЕЙ

Rocky DEM позволяет использовать одну или несколько графических карт на одной системной плате. Это значительно ускоряет расчеты и дает возможность работать с десятками и сотнями миллионов частиц.

Расчеты методом дискретных элементов с применением моделей больших размерностей требуют большого объема оперативной памяти. Повышение производительности центрального процессора стоит дорого, но при этом скорость вычислений может вырасти незначительно.

Центральный процессор или графический чип имеет ограниченный объем памяти, так что, количество частиц в модели не может превышать определенного значения.

Решатель Multi-GPU Rocky DEM Solver снимает это ограничение за счет эффективного распределения и использования памяти двух или более графических карт на одной системной плате.

 

Более подробно о применении графических ускорителей совместно с ROCKY DEM вы можете узнать, скачав брошюру (на английском языке).

 

 

ДИНАМИКА ТВЕРДЫХ ТЕЛ

В Rocky DEM для конструкций со сложной кинематикой можно задавать любые виды движения и их сочетания: вращение, параллельный перенос, периодические колебания, свободное движение.

Для компонентов оборудования можно задать точные траектории движения или обеспечить их свободное перемещение с учетом внешних сил (воздействия частиц, силы тяжести и других сил).

К тому же динамика свободных тел рассчитывается прямо в приложении, а значит, не нужно устанавливать дополнительное программное обеспечение.

 

 

 

ФИЗИЧЕСКИ ТОЧНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Формы частиц в ROCKY DEM:

 

Примеры форм частиц в ROCKY DEM:

 

Разрушение и дробление частиц:

 

Несферические частицы - вогнутая форма частиц:

 

КЭ-частицы:

Энергетический спектр частиц.

Статистика удельной энергии приложенной к частице в единицу времени.

Прогнозирует момент разрушения для непрерывных процессов таких как измельчение в мельницах

 

КЭ-Частицы - гибкие волокна:

Сферо-цилиндрическая модель гибких частиц

Высокое соотношение диаметр-длина частиц

Настраиваемый параметр дискретизации частиц

Настраиваемый параметр гибкости частиц

 

 

МОДЕЛИ РАЗРУШЕНИЯ

В Rocky DEM доступны две модели разрушения без потери массы и объема: модель Ab-T10 и модель Тавареса.

 

Модель разрушения Ab-T10

Rocky DEM поддерживает алгоритм дробления частиц и рассчитывает вероятность разрушения по количеству выделяемой при столкновении энергии с помощью надежной модели JKMRC Ab-T10.

Эта модель создает сценарий дробления для каждой частицы с учетом заданной силы или энергии разрушения.

 

 

Модель разрушения Тавареса

Модель разрушения Тавареса (Tavares) является расширенной версией модели Ab-T10. За последние 20 лет появилось множество публикаций в рецензируемых научных изданиях, подтверждающих эффективность модели для расчета поведения одиночных частиц.

С помощью модели можно предсказать разрушение частиц под действием малых нагрузок или в условиях действия нескольких сил, как при выполнении операций по погрузке и транспортировке сыпучих материалов.

Модель разрушения Тавареса также описывает подрастание трещиноподобных дефектов, которые приводят к разрушению частиц под действием гораздо меньших нагрузок, чем в первом случае.

 

 

ТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ

Настройка свойств жидкостей и газов

Rocky DEM использует четыре метода вычислительной гидродинамики (CFD) для моделирования взаимодействия частиц между собой и с жидкой или газовой средой (воздух, вода, пыль, другие жидкости и газы).

 

Метод решеточных уравнений Больцмана для воздушных потоков

При помощи этого метода можно определить, как частицы в потоке или на границе раздела сред влияют на поток воздуха. При этом, поток воздуха не влияет на движение частиц.  Например, можно вычислить объем и поле скоростей образующейся в перегрузочном узле пыли.

 

Одностороннее сопряжение для задач с постоянными величинами

Метод рекомендуется использовать в том случае, если параметры поля течения известны и не меняются по времени и необходимо без использования специальной CFD-программы определить, как жидкость или газ влияет на поток частиц. Если задать постоянное значение плотности, скорости, вязкости и параметров теплообмена (для теплового расчета), то Rocky DEM рассчитает поле течения.

 

Одностороннее сопряжение с ANSYS Fluent для задач со стационарными течениями

Метод реализуется в одностороннем стационарном сопряжении (1-way FSI) с ANSYS Fluent. С помощью Fluent можно определить поля скорости и давления, образующиеся по мере течения жидкостей или газов через оборудование. По окончании расчета или при достижении полем течения стационарного состояния, Fluent экспортирует данные в Rocky, а Rocky определяет, как течение жидкостей или газов влияет на поток частиц. В рамках этого метода именно поток жидкостей или газов влияет на частицы, а не наоборот.

Метод особенно эффективен при моделировании воздействия жидкости на движение частиц в трубе или перемещения частиц с разной плотностью в водно-шламовом потоке.

 

Двустороннее сопряжение (2-way FSI) с ANSYS Fluent

Частицы являются частью потока жидкостей и газов и вступают с ним в двухстороннее взаимодействие: на частицы воздействуют другие частицы и жидкая или газовая среда, а движение жидкостей и газов зависит от частиц.

 

 

 

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СПЕКТРЫ ЧАСТИЦ

Rocky DEM позволяет оценить процессы измельчения с помощью энергетического спектра, показывающего распределение всей энергии процесса по происходящим в мельнице соударениям.

 

Если в распоряжении инженера имеются прочностные характеристики материала, то с помощью энергетического спектра можно прогнозировать разрушаемость частиц определенной крупности.

Если известно, что удельная энергия разрушения частиц размером 50 мм равна 300 Дж/кг, то можно утверждать, что соударения с большей энергией будут приводить к дезинтеграции частиц (эффективные соударения), а с меньшей энергией – к нагреву частиц (неэффективные соударения).

Отношение энергии эффективных соударений к энергии неэффективных соударений можно использовать как критерий оптимизации при варьировании режимных параметров работы мельницы.

 

 

 

МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗНОСА ПОВЕРХНОСТИ

Rocky DEM моделирует износ твердых поверхностей от абразивного воздействия частиц. Предсказать износ с течением времени и с учетом геометрии поверхности можно при помощи двух функций:

  1. Изменение внешнего вида геометрии по ходу моделирования
  2. Изменение цветовой карты, показывающей интенсивность износа поверхности

 

 

 

СТАТИСТИКА СТОЛКНОВЕНИЙ

Анализ столкновений частиц – главная функциональная возможность Rocky DEM. Статистические данные о столкновении частиц собираются на каждом шаге расчета. При помощи стандартной функции цветовой визуализации эти данные отображаются на поверхностях исследуемых частиц. Можно выполнять селективный сбор данных по столкновениям в соответствии с типами частиц: одинаковые по размеру, недеформируемые, многогранные и других типов.

 

 

 

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ

Rocky DEM позволяет рассчитывать передачу тепла от окружающей среды к частицам, в частности теплообмен посредством теплопроводности между частицами и на границе частица-поверхность геометрии. В связке с CFD-пакетами (FLUENT, CFX) обеспечивается расчет конвективного теплообмена между частицами и жидкостями/газами.

 

 

 

 

СВЯЗЬ С ИНСТРУМЕНТАМИ ОПТИМИЗАЦИИ

Выбор точных параметров взаимодействия материалов – важнейший этап любого проекта. Чтобы предсказать поведение сыпучих материалов, необходимо задать коэффициенты трения и восстановления скорости для расчета взаимодействия частиц друг с другом и на границах раздела сред. Для других действующих сил, например, сил сцепления, предусмотрены дополнительные коэффициенты.

Настройка параметров и коэффициентов возможна благодаря интеграции с ANSYS DesignXplorer и ANSYS OptiSLang – инструментами для оптимизации и робастного проектирования в составе ANSYS Workbench.

ANSYS optiSLang отвечает за автоматический выбор и изменение входных параметров на основе анализа чувствительности и создания метамоделей. Это позволяет оптимизировать процесс моделирования и выбрать оптимальные параметры взаимодействия частиц.

 

   
    Подробнее...    Подробнее...
 

 

 

 

 

 

ПОДРОБНЕЕ....