基于堆积试验的黑水虻离散元仿真参数标定与分析
作者:彭才望; 周婷; 孙松林; 谢烨林; 魏源
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为了解决黑水虻畜禽粪便处理后续分离环节中离散元仿真模型筛分机械操作困难、精度不高的问题,以黑水牛虻为研究对象,在模拟EDEM和仿真软件的基础上,选择系统中的“Hertz Mindlin with JKR”接触模型,并以堆叠角度为评价指标,对黑水虻离散元仿真模型的参数标定进行了研究。首先,通过Plackett-Burman检验选择了对黑水虻聚集有显著影响的三个参数项(黑水虻-剪切模量、黑水虻之间的静摩擦系数和黑水虻之间的滚动摩擦系数)。然后,结合抽板法累积物理试验,采用最陡爬坡试验确定显著性参数的最佳区域。最后,以累积角为响应值,基于二次回归正交旋转组合试验,得到叠加角和显著性参数的二阶回归模型。针对实际叠加角度,对显著性参数进行优化,确定黑水牛虻在EDEM模拟试验中的最佳接触参数,得到最佳组合:剪切模量黑水虻8.67,MPa0.43,静摩擦系数黑水虻0.32,滚动摩擦系数黑水虻0.32。采用最佳参数组合进行模拟分析,叠加角平均值为35.84,是物理试验测量值的3.40%。结果表明,该方法对黑水虻离散元的模拟参数进行标定是可行的,为基于EDEM软件的黑水虻筛分机械的设计和研究提供了有效的材料特性数据依据。