转载点物料颗粒运动的数值模拟

朴香兰， 郭 越

（延边大学工学院，吉林 延吉 133002）

转送站固体颗粒物料的实际运动十分复杂，除受到输送带的速度、滚筒半径、输送机布置形式、物料与输送带的摩擦系数等影响外，还受到物料内部运动的影响。Rovertst A.W.[1]Wensrich C.M.[2]Maton A.E.[3]等分别从不同角度研究了物料颗粒的运动及边界的设计。周家海[4]、宋伟刚等[5]分别对带式输送机卸料时的物料运动轨迹做了研究，并用不同方法绘制了轨迹线。采用连续介质的力学方法，只能把散装物料颗粒群体作为一个整体来考虑，无法分析散粒群体中每个颗粒的运动过程、相互作用及其对整体运动的影响。本文利用基于离散元理论的颗粒流代码程序，建立了转送站物料运动的离散元模型，在此基础上研究了散料颗粒的运动过程、相互作用及其挡板对颗粒流能量损耗的影响，并模拟了卸料的整个过程，最后得出结论。

1 离散单元法（DEM）简介

离散单元法（Discrete Element Method，简称DEM）是把不连续体分离为刚性元素的集合，使各个刚性元素满足运动方程，用时步迭代的方法求解各刚性元素的运动方程，继而求得不连续体的整体运动形态。

离散元法与连续介质力学方法相比有本质上的不同。它根据离散体的离散特性来建立数值模型，因此更符合离散物质本身的性质，在分析具有离散性质的物质材料方面表现出了极大的优越性。使用离散元法对颗粒材料进行模拟分析，可以直接获得大量离散物质的复杂行为信息，从而可以进一步假定和分析离散物质的细观结构，为准确预测和分析现有连续介质理论无法解释和分析的物质力学行为提供了可行的途径。……