离散元及其耦合方法在球磨机研究中的应用

摘要

球磨机具有结构简单、性能稳定、适应性强等优点,但也存在高能耗、高钢耗、低效率的问题.随着计算机性能的不断提高和一些新的数值分析方法的提出,数值分析为球磨机运行机理、设备选型、参数优化等方面研究提供了新的思路与途径,成为研究解决球磨机实际问题的一种便捷、低成本的方法.介绍了离散元法(Distinct Element Method,DEM)、有限元法(Finite Element Method,FEM)、光滑粒子计算流体力学方法(Smooth Particle Hydro-dynamics Method,SPH)、离散元耦合算法(Discrete Element Coupling Algorithm)的基本原理.球磨机研究中单一离散元法的应用主要在介质运动状态及机理研究、磨机参数优化研究、球磨机功耗及能量分布等方面.单一离散元法计算成本低、模型稳定、容易实现,在球磨机研究中应用相对更广泛.多种方法耦合能实现各种方法优势特长的结合,能更加真实全面地模拟球磨机实际工作情况,但是耦合模型复杂不稳定、技术经验要求极高、计算成本高,磨机中耦合方法的模拟仿真进展相对缓慢.指出今后应加强多种耦合计算方法的耦合、实验与模拟结果的有机结合、开发通用集成软件等方面的研究.