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Partikelsimulation mit der Diskrete-Elemente-Methode in Rocky DEM

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​Schüttgüter trennen, mischen, brechen, transportieren - Lernen Sie mit Hilfe von Partikelsimulation diese Vorgänge zu verstehen und anschließend zu optimieren

Rocky DEM (Diskrete-Elemente-Methode) ermöglicht exakte Vorhersagen des Partikelverhaltens. Zum einen wird die dynamische Interaktion zwischen Partikeln untereinander, zum anderen auch der Kontakt zwischen Partikel und Bauteilwand berücksichtigt. Hierbei können zwischen den Teilchen Stoßbewegungen, Energieabsorptionsraten und Bruch analysiert werden. Rocky DEM ermöglicht die Visualierung und das Verständnis von Transportprozessen, bei denen große Partikelmengen unabhängig von Form und Material bewegt werden und erlaubt damit die gezielte Verbesserung dieser Schütt-, Transport-, Trenn-, Misch- Sortier- und Bearbeitungsvorgänge. Mit Rocky DEM werden unter anderem Rührwerkmühlen, SAG-Mühlen, Brecher und Hochdruck-Mahlwalzen optimiert. Das Partikelspektrum reicht dabei von kleinen synthetischen Teilchen wie Tabletten, über Bauteile wie Schrauben, Scheiben, Flaschen bis hin zu Geröll.

ZIELGRUPPE

​Dieses Seminar richtet sich an alle Prozess- und Berechnungsingenieure, die die Aufgabe haben, Maschinen, Anlagen und Prozesse zu gestalten und zu optimieren, bei denen Partikel oder beliebig geformte Körper eine wichtige Rolle spielen.  Konkrete Aufgaben sind z.B. die Minimierung von Materialverlusten oder die Vermeidung von Staubbildung oder die gezielte Verbesserung von Anlagen.

IHR NUTZEN

Sie verstehen die Grundlagen der Diskrete Elemente Methode, erlernen die Nutzung von Rocky DEM und erfahren wie Sie Ihre Simulationsergebnisse qualifiziert bewerten können. Eine Best Practice Einführung erlaubt Ihnen schnell den sicheren Umgang mit der Software. Hinweise zum Lösungssetup wie die Nutzung von GPUs stellen sicher, dass Sie eine optimale Rechenperformance erzielen. Praktische Fragen wie die Beschaffung geeigneter Materialdaten runden das Seminar ab.

Agenda

Tag 1

M1: Einführung in Rocky DEM

  • Einführung: Motivation und Definitionen
  • Bedienkonzept der Software Rocky DEM
  • Geometriebehandlung und Pre-processing
  • Übungsaufgabe: Schüttgut in einem Transportschacht (Pre-processing)

M2: Simulation mit der Diskrete-Elemente-Methode

  • Die Diskrete-Elemente-Methode: Theoretische Grundlagen
  • Solver-Einstellungen und Post-Processing
  • HPC-Technologie: CPU und GPU im Einsatz
  • Übungsaufgabe: Schüttgut in einem Transportschacht (Post-processing)

M3: Materialdatenkalibrierung aus Testergebnissen

  • Kalibrierung von Parametern in Rocky DEM, z.B. Kontaktparameter
  • Übungsaufgabe: Kalibrierung anhand des Schüttwinkels (angle of repose = AoR)
  • Ausblick auf weitere Kalibrierungsmöglichkeiten

M4: Trennprozesse anhand von Sieben

  • Beschreibung der Geometrie und der relevanten Prozessgrößen
  • Aufsetzen und Simulation eines Siebes
  • Auswertung der Partikel-Größenverteilung
  • Übungsaufgabe: Trennen in einem Sieb

Tag 2

M5: Berücksichtigung realer Partikelformen

  • Einführung in die Partikelbeschreibung in Rocky DEM
  • Auswahl- und Entscheidungskriterien bei der Partikelbeschreibung
  • Vordefinierte Partikelformen aus der Rocky DEM Bibliothek
  • Reale Partikelformen über Geometrieschnittstelle (STL)
  • Weitere Möglichkeiten der Partikelbeschreibung
  • Übungsaufgabe: Facettieren einer importierten Geometrie
  • Übungsaufgabe: Tablettenbeschichtung (Pre-processing und Solver)

M6: Materialbehandlungsprozesse und Partikelkinematik

  • Anwendung von Rocky DEM: Materialbehandlungsprozess
  • Import einer realen Geometrieform
  • Einstellung der Prozessparameter
  • Analyse der Partikelkinematik
  • Statistische Analyse physikalischer Größen auf der Partikeloberfläche
  • Übungsaufgabe: Schrauben in einem rotierenden Schleifkessel

M7: Auswertungsmethoden für Partikelmischungen

  • Theoretische Grundlagen
  • Eulersche Statistik
  • Auswertung der Verweilzeit in der Beschichtungstrommel

  • Auswertung der Mischung in der Beschichtungstrommel

  • Übungsaufgabe: Tablettenbeschichtung (Post-processing)

M8: Sprödbruchversagen von Partikeln und gekoppelte Simulation

  • Spontanbruchversagens (Model, Validierung und Nutzungsmöglichkeiten)
  • Falltest zur Ermittlung der Bruchparameter (z.B. kritische Stoßenergie)
  • Übungsaufgabe: Übertragung der Partikelkräfte von Rocky DEM nach ANSYS Mechanical
  • Ausblick: Kopplung CFD-DEM (ANSYS Fluent-Rocky DEM Interface)

ERGÄNZENDE VERANSTALTUNGEN