The possibility of determining the input parameters for the Discrete Element Method

• Autorzy: Rozbroj J. , Zegzulka J. , Jezerska L. , Necas J. , Zurovec D.

Warianty tytułu

PL

Sposób ustalania parametrów wejściowych dla Metody Elementów Dyskretnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article describes measurements of mechanical-physical properties of a particular material, which can be used for validation or calibration of Discreet Element Method (DEM) and definition of basic input parameters or their extents. The validation can be executed by means of a real model of the equipment with which the DEM model is compared. It also explains potential measurement procedures for a real material to determine and verify the input parameter properties for the DEM. The validation material can be of plastic spherical particles, because this shape represents the basic particle for the DEM. Determination of the coefficient of restitution is executed by means of a high-speed camera and subsequent measurement of the particle's movement on a single XY plane. Collection of the measured data is used for identification and selection of suitable input friction parameters for the DEM. All procedures mentioned in this article can lead to clarification of validation or calibration, thus facilitating development and design of new equipment with application of DEM in the future.

PL

Ten artykuł opisuje możliwości pomiaru właściwości mechanicznych i fizycznych masy cząstek stałych, które mogą być wykorzystane do walidacji i kalibracji DEM, a służy również do definiowania podstawowych parametrów wejściowych, lub ich zakresów. Walidacja może być przeprowadzona za pomocą realistycznego modelu urządzenia, który porównuje się z modelu DEM. Dalej oto lista możliwych procedur pomiaru realistycznego materiału prowadzące do identyfikacji i weryfikacji właściwości parametrów wejściowych dla DEM. Jako materiał walidacji mogą być stosowane plastikowe kuliste cząstki, ponieważ ten kształt stanowi zasadniczą cząstkę dla DEM. Wyznaczanie współczynnika restytucji jest realizowany za pomocą kamery o wysokiej prędkości, a następ-nie mierzy się ścieżka ruchu cząstek w jednej płaszczyźnie XY. Zbieranie danych pomiarowych jest używany do identyfikacji i doboru odpowiednich parametrów wejściowe tarcia dla DEM. Wszystkie procedury wymienione w tym artykule może doprowadzić do wyjaśnienia problemów walidacji i kalibracji, i w ten sposób ułatwić rozwój i projektowanie nowych urządzeń w przyszłości przy użyciu DEM.

Słowa kluczowe

EN

Discrete Element Method (DEM); friction measurement; angle of static friction; rolling friction; restitution; input parameters

PL

metoda elementów dyskretnych (DECS); pomiar tarcia; kąt tarcia statycznego; tarcie obrotowe; tarcie toczne; restytucja; parametry wejściowe

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 16, nr 1
• Strony: 109--114
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Rozbroj J.

• VŠB Technical University of Ostrava, Centrum ENET, 17. Listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava – Poruba, Czech Republic

autor

Zegzulka J.

• VŠB Technical University of Ostrava, Centrum ENET, 17. Listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava – Poruba, Czech Republic

autor

Jezerska L.

• VŠB Technical University of Ostrava, Centrum ENET, 17. Listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava – Poruba, Czech Republic

autor

Necas J.

• VŠB Technical University of Ostrava, Centrum ENET, 17. Listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava – Poruba, Czech Republic

autor

Zurovec D.

• VŠB Technical University of Ostrava, Centrum ENET, 17. Listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava – Poruba, Czech Republic

Bibliografia

• 1. Zegzulka, J.: The angle of internal friction as a measure of work loss in granular material flow, Powder Technology, Volume 233, January 2013, p. 347–353.
• 2. Schwedes, J.: Review on testers for measuring flow properties of bulk solids, Granular Matter, Volume 5, Issue 1, May 2003, p. 1–43.
• 3. Scieszka, S. F., Adamecki, D.: The importance of wall friction between particulate solids and elastomeric belt, Powder Technology, Volume 245, Issue 1,September 2013, p. 199–207.
• 4. Mellmann, J., Hoffmann, T., Fürll, Ch.: Mass flow during unloading of agricultural bulk materials from silos depending on particle form, flow properties and geometry of the discharge opening, Powder Technology, Volume 253, Issue 1, February 2014, p. 46–52.
• 5. Höhner, D., Wirtz S., Scherer, V.: Experimental and numerical investigation on the influence of particle shape and shape approximation on hopper discharge using the discrete element method, Powder Technology, Volume 235, February 2013, p. 614–627.
• 6. Barrios, G. K. P., Carvalho, R. M. D., Kwade, A., Tavares, L. M.: Contact parameter estimation for DEM simulation of iron ore pellet handling, Powder Technology, Volume 248, November 2013, p. 84–93.
• 7. Komossa, H., Wirtz, S., Scherer, V., Herz, F., Specht, E.: Transversal bed motion in rotating drums using spherical particles: Comparison of experiments with DEM simulations, Powder Technology, Volume 264, September 2014, p. 96–104.
• 8. Alonso, C. P., Delgadillo, J. A., Scherer, V., Herz, F., Specht, E.: Experimental validation of 2D DEM code by digital image analysis in tumbling mills: Comparison of experiments with DEM simulations, Minerals Engineering, Volume 25, Issue 1, January 2012, p. 20–27.
• 9. Coetzee, C. J., Nel, R. G.: Calibration of discrete element properties and the modelling of packed rock beds, Powder Technology, Volume 264, September 2014, p. 332–342.
• 10. Coetzee, C. J., Els, D. N. J.: Calibration of granular material parameters for DEM modelling and numerical verification by blade–granular material interaction, Journal of Terramechanics, Volume 46, Issue 1, February 2009, p. 15–26.
• 11. Wensrich, C. M., Katterfeld, A.: Rolling friction as a technique for modelling particle shape in DEM, Powder Technology, Volume 217, Issue 1, February 2012, p. 409–417.
• 12. Grima, A. P., Wypych, P. W.: Investigation into calibration of discrete element model parameters for scale-up and validation of particle–structure interactions under impact conditions, Powder Technology, Volume 212, Issue 1, September 2011, p. 198–209.
• 13. Jovanović, A., Pezo, M., Pezo, L., Lević, L.: DEM/CFD analysis of granular flow in Static mixers, Powder Technology, Volume 2012, Issue 1, November 2014, p. 240–248.
• 14. Cleary, P. W.: Particulate mixing in a plough share mixer using DEM with realistic shaped particles, Powder Technology, Volume 248, Issue 1, November 2013, p. 103–120.
• 15. Coetzee, C. J., Els, D. N. J.: The numerical modelling of excavator bucket filling using DEM, Journal of Terramechanics, Volume 46, Issue 5, October 2009, p. 217–227.
• 16. Bharadwaj, R., Smith, C., Hancock, B. C.: The coefficient of restitution of some pharmaceutical tablets/compacts, International Journal of Pharmaceutics, Volume 402, Issue 1-2, December 2012, p. 50–56.
• 17. Mack, S., Langston, P., Webb, C., York, T.: Experimental validation of polyhedral discrete element model, Powder Technology, Volume 214, Issue 3, December 2011, p. 431–442.