Inżynierskie zastosowania metody elementów dyskretnych

• Autorzy: Mendyka P.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono ogólne założenia i warunki brzegowe stosowania Metody Elementów Dyskretnych, zwanej w skrócie DEM (ang. Discrete Element Method). Przedstawiono schematycznie proces symulacji z wykorzystaniem opisywanej metody, wskazując na istotną rolę modeli kontaktowych. Opisano również zalety najczęściej stosowanych pakietów oprogramowania implantujących DEM. Szczególną uwagę poświęcono przemysłowym zastosowaniom metody, tj. symulacjom transportu, ładowania, kruszenia i granulacji materiałów sypkich i ziarnistych. Referat podsumowano, podając najważniejsze zalety i wady związane ze stosowaniem metody DEM.

EN

The article presents the general assumptions and boundary conditions for the use of the Discrete Element Method (DEM). The simulation process implementing described method is presented schematically, indicating the important role of contact models. The advantages of the most commonly used DEM software packages are also described. Particular attention has been paid to industrial applications of the method: transport, loading, crushing and granulation of bulk and granular materials. The paper summarizes the main advantages and disadvantages associated with the use of the DEM.

Słowa kluczowe

PL

metoda elementów dyskretnych; symulacja transportu; symulacja komputerowa

EN

finite element method; computer simulation; simulation of transport

• Wydawca: Wydawnictwo "Druk-Art" SC
• Czasopismo: Napędy i Sterowanie
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 19, nr 11
• Strony: 117--124
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Mendyka P.

• AGH - Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• [1] Cundall P.A., Hart R.: Numerical Modeling of Discontinua,. J. Engr. Comp., 9/1992.
• [2] Cundall P.A.: A Computer Model for Simulating Progressive Large Scale Movements in Blocky Rock Systems. Proceedings of the Symposium of the International Society of Rock Mechanics (Nancy, France, 1971), Vol. 1, Paper No. II-8 (1971).
• [3] Cundall P.A.: Formulation of a Three-Dimensional Distinct Element Model – Part I. A Scheme to Detect and Represent Contacts in a System Composed of Many Polyhedral Blocks. Int. J. Rock Mech., Min. Sci. & Geomech. Abstr., 25(3)/1988.
• [4] Gleick J.: Chaos: Making a New Science. Penguin Books, New York 1987.
• [5] Gospodarczyk P.: Modeling and simulation of coal loading by cutting drum in flat seams – Modelowanie i symulacja ładowania węgla przez ślimakowy organ urabiający w niskich pokładach. „Archives of Mining Sciences (Archiwum Górnictwa)”, vol. 61, no. 2, 2016.
• [6] Gospodarczyk P. et al.: Wybrane zagadnienia modelowania procesów urabiania, ładowania i odstawy w kompleksach ścianowych – Selected issues of modeling mining, loading and hauling processes in longwall mining complexes. Wydawnictwa AGH, Kraków 2015.
• [7] Gospodarczyk P., Kulinowski P., Czuba W.: Zastosowanie Metody Elementów Dyskretnych (DEM) do symulacji odstawy urobku przez ścianowy przenośnik zgrzebłowy. Symulacja w Badaniach i Rozwoju 1.3/2010.
• [8] Hart, R., Cundall P. A. Lemos. J.: Formulation of a Three-Dimensional Distinct Element Model – Part II. Mechanical Calculations for Motion and Interaction of a System Composed of Many Polyhedral Blocks. Int. J. Rock Mech., Min. Sci. & Geomech. Abstr., 25(3)/1988.
• [9] Itasca Consulting Group Inc, dokumentacja techniczna programu PFC 5.0, wersja z dnia 5.08.2016.
• [10] Itasca Consulting Group Inc. UDEC (Universal Distinct Element Code), Version 5.0. Minneapolis: ICG, (2011).
• [11] Jakubowski J.: Uogólnienia metody elementów skończonych w inżynierskich symulacjach numerycznych ośrodka nieciągłego i dyskretnego – Finite element metod generalizations applied to numerical simulations of discontinuous and discret solid models. Górnictwo i Geoinżynieria, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków 2010.
• [12] Kotwica K. et al.: Wybrane problemy urabiania, transportu i przeróbki skał trudno urabialnych. Tom 1 – Selected problems of mining, transport and dressing of highly cohesive rocks. Tome 1. Wydawnictwa AGH, Kraków 2016.
• [13] Labra C., Rojek J., Onate E., Zarate F.: Advances in discrete element modelling of underground excavations. Acta Geotechnica, 3/2008.
• [14] Mendyka P., Kasza P., Feliks J., Stopka G.: Modeling of granulation process in plate granulator using DEM. International multidisciplinary scientific geoconference: Science and technologies In geology, exploration and mining, 29 June – 5 July, 2017, Albena, Bulgaria, Conference Proceedings. Vol. 17 iss. 11, Geology & Mineral Processing, 2017.
• [15] Rojek J., Pietrzak K., Chmielewski M., Kaliński D., Nosowicz S.: Discrete Element Simulation of Powder Sintering. Komputer Methods in Materials Science, 11, No. 1/2011.
• [16] Rong G., Liu G. , Hou D., Zhou C.: Effect of Particle Shape on Mechanical Behaviors of Rocks: A Numerical Study Using Clumped Particle Model. The Scientific World Journal, vol. 2013, 589215, (2013).
• [17] Starfield A.M., Cundall P.A.: Towards a Methodology for Rock Mechanics Modeling. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. and Geomech. Abstr., 25(3)/1988.
• [18] Thompson J.M.T., Stewart H.B.: Nonlinear Dynamics and Chaos. John Wiley & Sons, New York 1986.
• [19] Kwaśniewski M., Winkler T., Szyguła M., Tokarczyk J.: Próba identyfikacji dynamicznego oddziaływania górotworu na obudowy zmechanizowane metodami elementów odrębnych i skończonych. „Maszyny Górnicze” 22(4)/ 2004.
• [20] Kwaśniewski M., Wang J.: Symulacja komputerowa eksploatacji pokładu węgla systemem ścianowym z zawałem stropu. Wybrane problemy eksploatacji złóż na dużych głębokościach – VI Sympozjum, Gliwice, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 1994.
• [21] Wen L., Yong H., Yi C., Sujun D., Jun W.: Trafficability analysis of lunar mare terrain by means of the discrete element method for wheeled rover locomotion. Journal of Terramechanics, Vol. 47, Issue 3, 2010.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)