基于离散元素方法对煤岩参数校准的研究
Yadong Wang1,2, Guocong Lin3, Xunan Liu1,2
1School of Mechanical Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin, 123000, China.
Scientific reports
|November 3, 2024
概括
这项研究对煤墙的离散元素模型进行校准,改进了采矿设备的虚拟模拟. 精确的模型提高了采矿机械的性能分析和智能控制.
科学领域:
- * 采矿工程 采矿工程
- * 计算力学 计算力学
- * 材料科学 材料科学
背景情况:
- *精确模拟煤炭切割需要精确的煤炭墙壁离散元件模型 (DEM).
- *采矿设备的虚拟原型需要可靠的煤炭和岩石相互作用模型.
研究的目的:
- * 开发精确的煤墙离散元素模型,模拟采矿设备切割过程.
- * 为了最大限度地减少模拟和测量煤壁性能之间的误差,例如包装角度和压力强度.
- *通过模拟和物理实验验证校准模型.
主要方法:
- *煤岩包装和单轴压缩试验,以获得材料性能.
- * 实验设计 (DOE) 包括Plackett-Burman,最的登和Box-Behnken实验进行参数校准.
- * 开发一种双向合模型 (EDEM-RecurDyn) 来模拟煤切割器与煤壁的相互作用.
- *使用时间域和频域分析验证振动信号.
主要成果:
- *优化的DEM参数实现了较低的相对误差:包装角度为2.9%,压力强度为5.0%.
- *虚拟模拟的误差是最小的:时间域的4.19%和频域振动信号的3.75%.
- * 校准的离散元素煤墙模型准确地代表了实际的煤和岩石特性.
结论:
- * 拟议的校准方法是可行的,并为离散元素煤墙模型提供准确的结果.
- * 经过验证的模型准确地模拟了采矿机械和煤炭之间的相互作用.
- *这种方法为采矿设备性能分析和智能控制提供了一种安全,高效和具有成本效益的方法.
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