بررسی ساختار بار درون آسیاهای گردان برای شکلهای مختلف ذرات با روش اجزای گسسته

Abstract

روش اجزای گسسته (راگ) با فرض شکل کروی برای ذرات، تاکنون به طور گسترده‌ای برای بررسی حرکت بار در آسیاهای گردان، استفاده شده است. این فرض کرویت، به دلیل پیچیدگی ارایه شکل ذرات غیرکروی و تأثیر بارز آن بر سرعت محاسبات و پیچیدگی تشخیص برخورد بین ذرات است. اما بدیهی است که شبیه‌سازی ذرات با شکل واقعی، به درنظرگرفتن رفتار مکانیکی آن‌ها کمک می‌کند. در این تحقیق، از نرم‌افزار KMPCDEM©، برای شبیه‌سازی حرکت بار استفاده شد. کالیبراسیون پارامترهای ورودی شبیه‌سازی با استفاده از آسیای آزمایشگاهی (با قطر 100 سانتی‌متر و طول 8/10 سانتی‌متر) انجام شد. آزمایش‌های کالیبراسیون با گلوله‌های فلزی و مکعب‌های چوبی انجام شدند. پس از کالیبراسیون، شبیه‌سازی‌هایی با شکل‌های مختلف ذرات (کروی، مکعبی و چهاروجهی) برای مطالعه تأثیر شکل ذرات بر ساختار بار انجام شد. مقایسه نتایج شبیه‌سازی با آزمایشگاهی نشان داد که تفاوت بین مقادیر اندازه‌گیری‌شده و پیش‌بینی‌شده برای نقطه برخورد، شانه و پاشنه بار بین 5-3 درجه بود. تفاوت معناداری (17%) در میزان بار در پرواز بین ذرات کروی و غیرکروی وجود داشت. این تفاوت به دلیل قفل‌شدگی بیشتر ذرات غیرکروی در مقایسه با ذرات کروی است. نتایج نشان داد که کشیدگی بار با درنظرگرفتن شکل غیرکروی، حدود 5 درجه افزایش یافت. با تغییر شکل ذرات از کروی به غیرکروی، زمان انجام محاسبات برای 20 ثانیه شبیه‌سازی، 35 برابر افزایش پبدا کرد.