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[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
陶志影 孙家伟 韩志恒 刘橙 张林 叶鼎承 何金成
为了得到异位发酵床垫料颗粒精准的离散元模型接触参数,以谷壳作为发酵床垫料,对谷壳部分物理参数及其物理力学特性进行测定分析,利用离散元仿真软件进行谷壳堆积角的模拟试验。选用Hertz-Mindlin (no slip)模型作为颗粒之间的接触模型,以堆积角作为评价指标,选取谷壳间的静摩擦系数、谷壳间的滚动摩擦系数及谷壳的剪切模量3个因素,通过单因素试验与三因素三水平正交试验相结合对垫料谷壳颗粒离散元模型参数进行筛选,得到对谷壳堆积角有显著影响的参数,从而来找出最佳参数组合,使得模拟试验中颗粒的堆积角与现实中颗粒的自然堆积角一样,从而建立准确的离散元仿真模型。结果表明:颗粒堆积角影响比较明显的参数有静摩擦系数、滚动摩擦系数和剪切模量3个参数,且静摩擦系数影响最大。剪切模量为3.75e+8Pa,静摩擦系数为0.41,滚动摩擦系数为0.15时,模拟试验的堆积角值与实际谷壳颗粒的堆积角值最为接近。说明试验标定的参数精准,可以为颗粒床离散元仿真建模基本参数的标定提供理论依据,并为翻抛刀具的设计提供研究基础。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
刘东 刘子昕 王琦 李晓旭 闫承琳
【目的】建立竹粉颗粒材料的离散元模型并标定其相关接触参数。【方法】基于毛竹Phyllostachys edulis粉末物理堆积角实验结果，采用离散元法(DEM)模拟仿真和实验设计(DOE)相结合的方法，通过Plackett-Burman (P-BD)实验、爬坡实验和响应面实验获得竹粉堆积角和仿真参数之间的二次多项式回归模型，以物理堆积角为目标值预测得到接触参数的最优组合。【结果】实测竹粉物理堆积角为49.29°；P-BD实验结果表明了竹粉-竹粉滚动摩擦系数、竹粉-竹粉恢复系数和竹粉-不锈钢板静摩擦系数对堆积角影响显著(P<0.05)；响应面实验结果进一步证实了P-BD实验的结果，同时表明竹粉-竹粉滚动摩擦系数自身交互作用、竹粉-竹粉滚动摩擦系数和竹粉-竹粉恢复系数的交互作用对堆积角有显著影响(P<0.05)；最优因素组合为竹粉-竹粉恢复系数0.44，竹粉-竹粉滚动摩擦系数0.22，竹粉-不锈钢板静摩擦系数0.45。【结论】本研究在41.20°～55.27°堆积角范围内建立的竹粉颗粒堆积角定量模拟标定与预测平台具有较高的可靠性，DEM标定方法可为后续建立评估生物质颗粒运动行为及其与设备相互作用的材料模型提供参考。图5表6参27
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
宫元娟 王大龙 白雪卫 邱硕
为建立玉米秸秆散粒体成型离散元模型,以不同压缩参数进行成型试验,利用离散元仿真软件基于内置Burgers模型对压缩过程建立仿真模型,并利用控制变量法针对模型参数设计了5组对照试验,分析颗粒模型微观参数对模型宏观力学行为影响规律。仿真试验结果表明:Maxwell体弹性系数增大时,加载至目标载荷所需位移增加,仿真结束时残余应力增加;Maxwell体黏性系数增大时,加载结束后残余应力增加。Kelvin体弹性系数增大时加载至目标载荷所需的位移减小,仿真结束时残余应力减少。Kelvin体黏性系数增大时加载结束时应力突降值增大,但仿真结束时残余应力减小。摩擦系数主要影响加载至目标载荷所需位移,摩擦系数越大,加载至目标载荷位移越小。依此规律,通过调试微观参数,确定适用于描述样品玉米秸秆散粒体物料的仿真模型参数:Maxwell体弹性系数Em为1.75×105N·m-1,黏性系数ηm为2.6×107N·s·m-1;Kelvin体弹性系数Ek为1.8×104N·m-1,黏性系数ηk为0.7×104N·s·m-1,摩擦系数f为0.5。该参数下仿真模型压缩过程力学曲线与实验室物料压缩试验所得力学曲线吻合;物料填充阶段,力链强度受物料自重影响,载荷开始施加后,强力链主要集中于加载面附近,当施加应力达到0.92MPa时,强力链在成型腔内趋于均匀分布。压缩结束后力链分布特征与实验室物料压缩样品特征吻合,证明了所建立的仿真模型的合理性及模型参数确定方法的可行性,为后续生物质物料成型研究提供了参考。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
原建博 李骅 吴崇友 齐新丹 施新新 李超
[目的]离散单元法(discrete element method,DEM)主要用于离散颗粒物料研究领域,非规则形状颗粒建模耗费大量时间,且模型精度对颗粒间的动力学响应特性有较大影响,故本文采用离散单元法研究水稻籽粒快速颗粒建模方法,旨在提高非规则形状颗粒建模效率及精度。[方法]以‘中早39号’早稻籽粒为研究对象,通过非接触式3D激光扫描法重构籽粒3D模型;采用手动填充颗粒建模方法,设置球体坐标、接触半径及物理半径使填充颗粒模型三轴尺寸及体积接近实际籽粒;采用自动填充颗粒建模方法,对籽粒3D模型划分网格及获取网格单元坐标信息,然后通过工程离散单元法(engineering discrete element method,EDEM)中的应用程序编程接口(API)实现多球快速聚合颗粒建模;通过高斯拟合法对自动填充颗粒建模中的填充参数进行优化分析,并通过籽粒自然堆积角仿真与试验对比验证模型精度。[结果]重构籽粒3D模型与实际籽粒对比尺寸误差均在5%以内;手动填充颗粒模型填充球数164个,耗时约25 h,尺寸误差均在5%以上;自动填充颗粒模型填充球数203个,球体物理半径为1.2 mm时颗粒模型最优,耗时约1 h,尺寸误差除厚度外均在5%以下;自动填充颗粒自然堆积角仿真结果与试验结果误差为0.76%。[结论]基于EDEM中API自动填充颗粒建模方法具有高效、精确等优点,为非规则形状颗粒物料的离散单元法研究提供了一种有效的颗粒建模方法。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
樊成赛 何瑞银 施印炎 王建林 徐高明
[目的]在有机无机混合肥料仿真试验中，传统参数标定方法待标定参数多，标定过程复杂。本文根据有机肥对无机肥颗粒黏附特性，提出一种新的离散元仿真接触参数标定方法。[方法]利用自由落体碰撞试验、静摩擦试验、滚动摩擦试验对复合小球和钢的接触参数进行校准；设计Plackett-Burmen Design试验、爬坡试验和Box-Behnken响应面试验，得到混合肥料接触模型最优参数，通过堆积角对比试验、有机肥和无机肥混合比例预测试验、撒肥盘颗粒分布对比试验验证最优参数。[结果]复合小球与钢的最优碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.323、0.776、0.255；有机肥肥料之间最优碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.40、0.70、0.14；有机肥与钢板之间的最优碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.44、0.70、0.15；Hertz-Mindlin with JKR模型参数为0.017。最优参数进行对比验证堆积角的相对误差为1.05%，最优参数能预测不同混合比例肥料的堆积角，撒肥盘抛撒试验列分布最大相对误差为35.95%，平均误差15.86%。[结论]试验结果验证了标定方法正确性，同时为后续有机肥-无机肥-机械互作系统研究提供依据。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
刘春飞 李艳洁 王玉 徐泳
采用试验与离散元模拟相结合的方法,对U形筒和圆形筒螺旋输送机输送颗粒物料的动态过程进行对比研究。结果表明:1)U形筒和圆形筒螺旋输送机输送颗粒时都存在质量累积波动现象,波动现象都随着螺旋叶片的转速、螺旋输送机的倾斜角度增加逐渐减弱;2)螺旋输送机的倾斜角度在0~45°时U形筒的效率大于圆形筒,当倾斜角度超过60°后圆形筒效率超过了U形筒,另外输送效率并非随螺旋叶片的转速增加线性增大,而是当转速增大到一定值后趋于稳定;3)对比U形筒和圆筒螺旋输送机工作时颗粒在所受挤压力,位于进料口处颗粒受力最大,且在进料口处圆筒螺旋输送机大于U形筒,转速增加颗粒受力趋稳。
关键词：
螺旋输送机 颗粒 离散元法 仿真 U形筒
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
杨全文 左树春 徐泳
以 VC+ + 6 .0为开发工具 ,将 UNIX环境下的离散元程序进行了移植和改造 ,研制出在微机WINDOWS环境下的离散元仿真程序。程序的计算和控制部分采用混合编程、动态链接及多线程编程技术 ,在可视化图形程序设计中成功地引进了 Open GL图形库 ,实现了图像资料直接打印和保存。使用上述程序模拟了急刹车情况下车载散体与车厢的相互作用 ,表明新程序的操作和图形显示界面友好 ,效率很高
关键词：
离散元法 模拟 可视化 图形
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
侯俊铭 李金澎 姚恩超 白晶波 杨勇 朱红杰
蓖麻蒴果离散元参数难以通过试验或文献直接获得,为获得蓖麻蒴果脱壳过程离散元参数需进行参数标定。以堆积试验为依据,对典型蓖麻蒴果离散元参数进行标定。选用通蓖11号和品种1987进行试验,以蓖麻休止角为响应值,应用PlackettBurman试验对物料离散元参数筛选出显著因素。利用最陡爬坡试验逼近最优参数组合区间,设计中心组合试验,选取最优参数组合。结果表明:通蓖11号的显著因素为蓖麻-蓖麻静摩擦系数、蓖麻-蓖麻动摩擦系数与蓖麻-Q235钢静摩擦系数,3个系数最优组合值分别为0.59,0.04,0.33,虚拟试验休止角平均值与真实值比值为94.48%;1987品种3个系数最优组合值分别为0.44,0.02,0.14,虚拟试验休止角平均值与真实值比值为96.44%。对通蓖11号3个参数进行优化,优化后各系数为0.6,0.05,0.4,此时虚拟试验休止角平均值与真实值比值为98%,仿真程度提高;通蓖11号各系数均大于1987品种,其中蓖麻-蓖麻静摩擦系数占比为0.27、蓖麻-蓖麻动摩擦系数占比为0.60、蓖麻-Q235钢静摩擦系数占比为0.65。3个参数越大,脱壳时的最大速度越小,仿真时间越长,最大压力及脱壳率越大。标定后的参数可为蓖麻蒴果离散元建模及分析提供参考。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
肖子卿 田海清 张涛 王迪 盛越 李大鹏 刘飞 周建成
为提高玉米秸秆饲料除尘过程中离散元数值模拟参数的准确度，采用物理试验与数值模拟相结合的方法对玉米秸秆饲料的筛出物进行离散元数值模拟参数标定。将物理试验测定筛出物中秸秆与尘土的接触参数作为数值模拟参数选择依据，利用Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和Box-Behnken试验确定对数值模拟休止角影响最显著的因素。以物理试验得到的休止角（41.668°）与标准筛除尘率（13.24%）为目标值，对显著性参数进行寻优；应用最优参数组合进行休止角与标准筛除尘率数值模拟，验证标定参数组合数值模拟精确性。结果表明：对数值模拟休止角影响显著的因素为，尘土接触模型JKR表面能、尘土-尘土恢复系数和尘土-尘土滚动摩擦因数；最优参数组合为，尘土接触模型JKR表面能9.052J/m2、尘土-尘土恢复系数0.52、尘土-尘土滚动摩擦因数0.182。数值模拟休止角与物理试验休止角相对误差为1.26%，标准筛数值模拟除尘率与物理试验除尘率相对误差为7.93%。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
金浩 蒋明洋 徐超 沈凯 潘凡达 樊虎 焦凯旋
为确定片烟在离散元仿真模拟中的合理模型参数取值，更好地计算出片烟在松散润叶设备中的复杂运动，基于离散元软件（Rocky DEM），创建了与以往球形黏结刚性颗粒模型不同的柔性片烟壳体模型，并分析了柔性片烟壳体模型形变特点。以物理和仿真试验的堆积角为对比对象，选取“Hysteretic Linear Spring”法向接触模型、“Linear Spring Coulomb Limit”切向接触模型以及“Constant Adhesive Force”黏附力模型，对仿真接触参数进行标定。再通过对片烟本征参数测定、查阅文献及Rocky DEM说明手册，分析得到了片烟的离散元参数取值范围，设计Plackett-Burman、最陡爬坡以及Box-Behnken试验，确定了影响柔性片烟堆积角的显著性参数以及堆积角的拟合方程。以堆积角物理试验35.83°为目标值，得到显著性参数的最优解：片烟与片烟间静摩擦系数为0.67，片烟与片烟间滑动摩擦系数为0.31，片烟与片烟黏间黏附力系数为0.2，其余非显著性参数取平均值。仿真试验与物理试验相对误差为0.78%，从而验证了模型的准确性与真实性，可为工业生产进一步计算柔性片烟在松散润叶装置内的运动提供理论依据。
[期刊] 统计与决策
[作者]
王亮 滕克难 吕卫民 金永川
文章分析了传统GM(1,1)及DGM(1,1)模型应用时对数据要求上的弊端,证明了GM(1,1)与DGM(1,1)模型的模拟数据的增长率均为定值,指出对于非近似指数增长的数据序列,GM(1,1)与DGM(1,1)模型的模拟及预测效果并不理想。引入非线性时间项,构造了一种拓展的非线性时变参数离散灰色预测模型(NTDGM(1,1)模型),并利用粒子群算法(PSO)优化得到模型中各参数,给出了该模型的建模步骤。算例分析表明文章提出的NTDGM(1,1)模型对各类型趋势数据均具有很好的模拟精度,能够很好地解决非线性序列的模拟问题。
[期刊] 林业科学
[作者]
王会 蓝天 盛奎川 常蕊 钱湘群
为制备竹颗粒/PVC复合材料(BPPC)并优化热模压工艺,研究温度及时间等工艺参数对BPPC性能的影响。设定热模压时间5～11min,模压温度165～190℃,制备BPPC并测定其物理力学性能。结果发现,随着热模压时间的增加,BPPC的物理力学性能改善,较佳热模压时间为8min。热模压温度165～190℃范围内,随着模压温度的增加,BPPC的力学性能指标呈现先增加后减小的趋势,最佳热模压温度为180℃。DSC分析表明,热模压温度对竹颗粒和PVC的相容性影响显著,模压温度180℃时二者呈现较好的相容性。SEM分析发现,热模压温度180℃时竹颗粒在PVC基体中分布均匀,二者的界面相容性较好。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
王龙 贺小伟 胡灿 郭文松 王旭峰 邢剑飞 侯书林
针对目前在EDEM（离散元法）中直接建立的棉种颗粒模型与实际棉种在外形上存在一定差异，且缺乏准确的包衣棉种仿真参数的问题，采用物理试验方法测定‘新陆中67号’棉种的基本物理力学参数，研究包衣对棉种与有机玻璃板间的接触参数（碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数）的影响，基于逆向工程技术建立棉种离散元颗粒模型，运用响应曲面分析法建立包衣棉种种间接触参数与休止角相对误差的二阶回归模型，结合物理试验和仿真试验对仿真参数进行标定，确定包衣棉种种间碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数的最优参数组合，并利用棉花精密排种器排种试验对仿真参数进行验证。结果表明：‘新陆中67号’棉种的泊松比为0.27，剪切模量为14MPa，包衣剂对棉种表面摩擦特性有一定影响，包衣棉种与有机玻璃之间的碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数分别为0.25、0.49和0.21，包衣棉种种间碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数分别为0.19、0.23和0.13，此最优参数组合下排种仿真试验与台架试验的合格率和漏播率相对误差均小于5%，包衣棉种离散元颗粒模型和仿真参数可用于离散元仿真模拟试验。
关键词：
包衣棉种 物性参数 离散元 参数标定
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王久涛 田丽丽 杨鸣琦
【目的】观察八正散(bazheng powder,BZP)和枸橼酸氢钾钠颗粒(potassium sodium hydrogen citrate,PSHC)单独或联合用药对三聚氰胺中毒小鼠模型的治疗效果,为三聚氰胺中毒的临床治疗提供参考。【方法】以1 500mg/kg三聚氰胺连续15或30d对小鼠灌胃0.4mL/(只.d),构建小鼠三聚氰胺中毒模型,然后将其分成生理盐水对照组和药物治疗组,用质量浓度为1.12,0.56,0.28g/mL的BZP和含量为1.44,0.72,0.36g/kg的PSHC单独或联合治疗,每天1次,灌胃量0.4mL/(只.d),7和15d后测定血清肌酐(CRE)、尿素氮...
关键词：
三聚氰胺 八正散 枸橼酸氢钾钠颗粒 小鼠
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
涂鸣 曹涛 万志华 莫泓滔 张国忠
针对菱角（Trapa bispinosa Roxb.）脱壳初加工装备设计与仿真分析时缺乏有效的离散元模型问题，开展菱角粘结离散元参数标定与样机试验工作。采用三维反求技术获取菱角轮廓模型，测取菱角本征参数及基本接触参数，得到菱角平均剪切力为352.95 N，并以此为标定目标。采用EDEM软件中的Hertz-Mindlin with bonding模型建立菱角离散元模型，通过单因素试验筛选粘结参数标定范围，由二水平析因试验、最陡爬坡试验筛选显著因素及其标定区间，设计响应曲面试验求解粘结参数，确定离散元模型中的最优粘结参数组合，开展旋转剪切仿真试验及样机验证试验。结果显示：仿真得到的菱角脱壳剪切力为352 N，与实际误差为0.269%；菱角剪切刀具为矩形，转速230 r/min时，剪切力最小值为93.20 N，与预测值92.99 N的误差为0.215%；样机试验中矩形刀具在转速为230 r/min时各项性能指标最优，表明建立的菱角离散元模型可靠性。
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