离散元软件PFC在矿业工程中的应用现状及分析.pdf

《离散元软件PFC在矿业工程中的应用现状及分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第20卷第1期矿冶Vo1．20．No．12011年3月MIN1NG＆METALLURGYMarch2011文章编号：1005—7854(2011)O1—0079—04离散元软件PFC在矿业工程中的应用现状及分析田瑞霞，焦红光(河南理工大学材料科学与工程学院，河南焦作454003)摘要：本文介绍了离散元法的基本原理及发展应用概况，概述了离散元软件PFC(Particleflowcode)的基本程序，并从矿业工程角度出发，从岩土工程、颗粒分离加工作业等4个方面分类综述了PFC在国内外的应用现状。得出PFC在

2、矿业工程中应用潜力巨大，但限于其本身局限性及现今计算水平，需要做更多的工作来保证模拟的准确性与高效性，最后论述了其在矿物加工领域深入应用的可行性。关键词：离散元法；PFC；数值模拟；矿业工程；矿物加工中图分类号：TD94；0245文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1005—7854．2011．01．019APPLICATIONSTATUSANDANALYSISOFDISCRETEELEMENTSOFTWAREPFCINMININGENGINEERINGTIANRui—xia，JIAOH

3、ong—guang(SchoolofMaterialScienceandEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454003，Henan，China)ABSTRACT：Thepaperintroducedthebasicprincipleandapplicationsituationofdiscreteelementmethod，sum-marizedthediscreteelementsoftwareprogramofPFC，andclassifyi

4、ngsummarizedtheapplicationstatusofPFCinmineralengineeringfromthefouraspectsofgeotechnicalengineering，granularseparationprocessingwork，etc．ReachedthatPFChaveahugepotentialapplicatedinminingengineering，andneedmoreworktoensuretheaccu—racyandhighefficiencyof

5、simulationlimitedtoitslimitationandcurrentcalculationlevel，finallydiscussedthefurtherapplicationfeasibilityinmineralprocessingareasdetailedly．KEYWORDS：discreteelementmethod；PFC；numericalsimulation；miningengineering；mineralprocess随着计算机技术的发展，数值模拟在工程计算活跃的是离

6、散元法(discrete／distinctelementmeth—与科学研究方面发挥了越来越重要的作用，在颗粒od，DEM)。流的研究与应用方面，数值模拟方法也显示了其广1离散元法概述泛地适用性和巨大的生命力。过去常用宏观的连续体力学理论分析颗粒流过程，忽略了颗粒物性参数、l1离散元法基本原理粒径、形状及其分布等对颗粒流的影响，并且颗粒介离散元法(DiscreteElementMethod)是20世纪质并不满足连续性的假定，导致理论与实际的偏离。70年代发展起来的用来计算散体介质系统力学行现在应用广泛的

7、为非连续介质模型，其中目前最为为的一种数值方法。离散元法将所研究的散体(或介质)离散为独立的单元，根据其几何特征分为颗收稿日期：2010—10—08粒和块体两大系统，如图1所示。对颗粒系统，单个基金项目：省重点科技攻关项目(072102290002)；中国矿业大学教育部重点实验室开放基金(CPEUKF08—03)；河南省高校科技颗粒(二维圆盘或三维圆球)为一个单元，还有人采创新人才基金(2009HASTIT020)。用椭圆形和椭球体单元，但不常用；对块体系统，单作者简介：田瑞霞，在读硕士研究生，主攻方向

8、为选矿理论、工艺个块体为一个单元，块体单元中最常用的有4面体和设备。元、6面体元；对于二维问题可以是任意多边形元，矿冶但应用范围不广⋯。利用单元之间存在的各种力，我国起步比较晚，但是发展迅速。王泳嘉于1986年交替运用牛顿第二定律与力一位移定律，采用显式时步循环运算规则，在摩擦力的作用下，最终达到静态平衡，颗粒循环计算过程如图2所示。口o图2颗粒计算循环过程Fig．2Calculationcycleofparticles(a)块体元(b)颗