针对牛粪好氧发酵过程中交互性差和依赖经验决策的问题,课题组设计了基于数字孪生的发酵过程监控系统。首先,通过Unity引擎构建了发酵仓数字孪生虚拟模型,并设计搭建了场景环境和虚拟界面;其次,设计了物联网(internet of things, IoT)...针对牛粪好氧发酵过程中交互性差和依赖经验决策的问题,课题组设计了基于数字孪生的发酵过程监控系统。首先,通过Unity引擎构建了发酵仓数字孪生虚拟模型,并设计搭建了场景环境和虚拟界面;其次,设计了物联网(internet of things, IoT)网关以及数据库用于传输和存储孪生数据;最后,通过搭建模拟平台对数字孪生系统进行了时序同步和碰撞检测实验。实验结果表明:设计的发酵仓数字孪生监控系统虚拟模型与实物同步性较高,能做到虚实同步,验证了系统的可行性。展开更多
【目的】为提高螺旋输送机的输送效率,降低输送机的功耗与磨损,探究在不同进料速率、螺旋轴转速与几何体摩擦系数下,超细碳酸钙在水平变径变距螺旋输送机内的颗粒流动状态、出口质量流量、输送机功耗与磨损分布。【方法】使用计算流体...【目的】为提高螺旋输送机的输送效率,降低输送机的功耗与磨损,探究在不同进料速率、螺旋轴转速与几何体摩擦系数下,超细碳酸钙在水平变径变距螺旋输送机内的颗粒流动状态、出口质量流量、输送机功耗与磨损分布。【方法】使用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)与离散单元法(discrete element method,DEM)双向耦合数值模拟的方法,对螺旋输送机在不同转速下的质量流率进行分析对比,验证数值模型的正确性。【结果】摩擦系数对颗粒的运动有较大影响,颗粒流的轴向速度峰值和质量流率峰值随着摩擦系数的增加先增大再减小;随着下料速度和摩擦系数的增大,输送机功率明显增大,且摩擦系数在高进料速度与低转速的情况下对功耗的影响相对于低进料速度和高转速更加明显;磨损较严重的区域集中在下料口处的螺旋轴与螺旋叶片的边缘处。【结论】简单增大或减小摩擦系数并不能提高颗粒的轴向速度和质量流量,而是存在一个局部最优参数组合;适当地提高转速能够减小颗粒密实度与颗粒停留时间,从而减小输送机的功耗与几何体磨损。展开更多
【目的】获得超细碳酸钙准确的仿真模型参数,实现超细碳酸钙的可靠仿真研究。【方法】将超细碳酸钙精简为软质球形粒子,使用颗粒接触缩放原理与量纲分析进行颗粒缩放,采用Hertz-Mindlin with JKR接触模型,结合物理实验和离散元软件EDEM...【目的】获得超细碳酸钙准确的仿真模型参数,实现超细碳酸钙的可靠仿真研究。【方法】将超细碳酸钙精简为软质球形粒子,使用颗粒接触缩放原理与量纲分析进行颗粒缩放,采用Hertz-Mindlin with JKR接触模型,结合物理实验和离散元软件EDEM仿真实验对超细碳酸钙的静态和动态休止角进行接触参数标定。首先利用单因素实验排除对静态和动态休止角影响不显著的参数。采用Box-Behnken实验搭建静态和动态的休止角和显著性参数之间的回归模型。将实际测定的静态和动态休止角作为响应值,进而对静态和动态休止角回归模型求解获得最佳的仿真参数组合,并对得到的仿真参数进行物理实验验证。【结果】得到显著性参数的最佳组合为:超细碳酸钙-超细碳酸钙静摩擦系数和滚动摩擦系数为0.36、0.31,超细碳酸钙-不锈钢静摩擦系数和滚动摩擦系数为0.38、0.22,离散元仿真实验所得到的静态动态休止角分别为42.5°和61.3°,与实测值的误差分别为0.96%和1.32%,无明显差异。【结论】参数标定后的接触参数能够应用于超细碳酸钙离散元仿真。展开更多
文摘针对牛粪好氧发酵过程中交互性差和依赖经验决策的问题,课题组设计了基于数字孪生的发酵过程监控系统。首先,通过Unity引擎构建了发酵仓数字孪生虚拟模型,并设计搭建了场景环境和虚拟界面;其次,设计了物联网(internet of things, IoT)网关以及数据库用于传输和存储孪生数据;最后,通过搭建模拟平台对数字孪生系统进行了时序同步和碰撞检测实验。实验结果表明:设计的发酵仓数字孪生监控系统虚拟模型与实物同步性较高,能做到虚实同步,验证了系统的可行性。
文摘【目的】为提高螺旋输送机的输送效率,降低输送机的功耗与磨损,探究在不同进料速率、螺旋轴转速与几何体摩擦系数下,超细碳酸钙在水平变径变距螺旋输送机内的颗粒流动状态、出口质量流量、输送机功耗与磨损分布。【方法】使用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)与离散单元法(discrete element method,DEM)双向耦合数值模拟的方法,对螺旋输送机在不同转速下的质量流率进行分析对比,验证数值模型的正确性。【结果】摩擦系数对颗粒的运动有较大影响,颗粒流的轴向速度峰值和质量流率峰值随着摩擦系数的增加先增大再减小;随着下料速度和摩擦系数的增大,输送机功率明显增大,且摩擦系数在高进料速度与低转速的情况下对功耗的影响相对于低进料速度和高转速更加明显;磨损较严重的区域集中在下料口处的螺旋轴与螺旋叶片的边缘处。【结论】简单增大或减小摩擦系数并不能提高颗粒的轴向速度和质量流量,而是存在一个局部最优参数组合;适当地提高转速能够减小颗粒密实度与颗粒停留时间,从而减小输送机的功耗与几何体磨损。
文摘【目的】获得超细碳酸钙准确的仿真模型参数,实现超细碳酸钙的可靠仿真研究。【方法】将超细碳酸钙精简为软质球形粒子,使用颗粒接触缩放原理与量纲分析进行颗粒缩放,采用Hertz-Mindlin with JKR接触模型,结合物理实验和离散元软件EDEM仿真实验对超细碳酸钙的静态和动态休止角进行接触参数标定。首先利用单因素实验排除对静态和动态休止角影响不显著的参数。采用Box-Behnken实验搭建静态和动态的休止角和显著性参数之间的回归模型。将实际测定的静态和动态休止角作为响应值,进而对静态和动态休止角回归模型求解获得最佳的仿真参数组合,并对得到的仿真参数进行物理实验验证。【结果】得到显著性参数的最佳组合为:超细碳酸钙-超细碳酸钙静摩擦系数和滚动摩擦系数为0.36、0.31,超细碳酸钙-不锈钢静摩擦系数和滚动摩擦系数为0.38、0.22,离散元仿真实验所得到的静态动态休止角分别为42.5°和61.3°,与实测值的误差分别为0.96%和1.32%,无明显差异。【结论】参数标定后的接触参数能够应用于超细碳酸钙离散元仿真。
