PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
2007 | 57 | 2[A] |

Tytuł artykułu

Discrete element method [DEM] as a tool for investigating properties of granular materials

Treść / Zawartość

Warianty tytułu

PL
Metoda elementow dyskretnych [DEM] narzedziem badania wlasciwosci materialow sypkich

Języki publikacji

EN

Abstrakty

EN
With an increase in the scale of industrial operations the necessity of understanding the behaviour of granular materials and examining their properties becomes increasingly important. It is associated with rapid development of industries such as: food, chemical, pharmaceutical, cosmetic etc., in which materials in granular form are processed. One way of description of macroscopic behaviour of granular systems is a model including interactions between individual particles and between particle and elements of construction. Current needs of both technology and science call for the new research methods that provide more accurate results and enable closer examination of processes. Development of computational techniques resulted in the elaboration of Discrete Element Method (DEM). This article is focused on DEM as proposed by Cundall & Strack [1979] which enables interpretation of processes occurring in granular bedding considering phenomena on interparticle scale. The limitations and capabilities of DEM as well as results of modelling experimental investigations are addressed.
PL
Wzrost skali operacji przemysłowych wykonywanych na materiałach ziarnistych w wielu gałęziach przemysłu (spożywczego, chemicznego, farmaceutycznego, kosmetycznego i in.), niosie konieczność zrozumienia ich zachowania oraz badania ich właściwości mechanicznych. Jednym ze sposobów interpretacji efektów obserwowanych w ośrodkach granularnych jest stosowanie technik numerycznych do ich modelowania. Szerokie stosowanie materiałów w formie ziarnistej niesie potrzebę poszukiwania lepszych metod badawczych, których wykorzystanie zapewniałoby dokładność wyników oraz umożliwiało precyzyjną interpretację procesów zachodzących w złożu. Rozwój technik komputerowych w drugiej połowie XX wieku zaowocował powstaniem Metody Elementów Dyskretnych (DEM). Celem artykułu jest prezentacja, zaproponowanej przez Cundalla & Stracka [1979] metody numerycznej DEM, umożliwiającej analizę efektów obserwowanych w ośrodku sypkim poprzez uwzględnienie procesów zachodzących na poziomie mikrostrukturalnym. Zaprezentowano ograniczenia i możliwości metody oraz wyniki modelowania wybranych testów eksperymentalnych.

Wydawca

-

Rocznik

Tom

57

Numer

Opis fizyczny

p.169-173,fig.,ref.

Twórcy

autor
  • Polish Academy of Sciences, Doswiadczalna 4, 20-290 Lublin, Poland
autor
autor

Bibliografia

  • 1. Cleary P.W., Sawley M.L., DEM modelling of industrial granular flows: 3D case studies and the effect of particle shape on hopper discharge. Appl. Math. Modell., 2002, 26, 89-111.
  • 2. Cundall P.A., Strack O.D., A discrete element model for granular assemblies. Géotehnique, 1979, 29, 47-65.
  • 3. Di Maio F.P., Di Renzo A., Analytical solution for the problem of frictional-elastic collisions of spherical particles using the linear model. Chem. Engin. Sci., 2004, 59, 3461-3475.
  • 4. Di Renzo A., Di Maio F.P., An improved integral non-linear model for the contact of particles in distinct elements simulations. Chem. Engin. Sci., 2005, 60, 1303-1312.
  • 5. Hertz H., Uber die Beruhrung fester elasticcher Korper (On the contact of elastic solids). J. reine und angewandte Mathematik, 1882, 92, 156-171.
  • 6. I washita K., Oda M., Micro-deformation mechanism of shear banding process based on modified distinct element method. Powder Technol., 2000, 109, 192-205.
  • 7. Jaeger H.M., Nagel S.R., Behringer R.P., Granular solids, liquids, and gases. Rev. Modern Physics, 1996, 68, 1259-1273.
  • 8. Jenike A.W., Gravity Flow of Bulk Solids. Bull. Univ. Utah, 1961, 29, Salt Lake City, Utah.
  • 9. Ji S., Shen H. H., Contact Force Models for Granular Flows. Report No. 04-02. Potsdam. New York. 13699-5710. Department of Civil and environmental engineering. Clarkson University, 2004.
  • 10. Johnson K.L., Contact Mechanics. 2004, 9th ed., Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom, p. 343.
  • 11. L andry J.W., Grest G.S., Plimpton S.J., Discrete element simulations of stress distributions in silos crossover from two to three dimensions. Powder Technol., 2004, 139, 233-239.
  • 12. Langston P.A., Nikitidis M.S., Tüzün U., Heyes D.M., Spyrou N.M., Microstructural simulation and imaging flows in two- and three-dimensional hoppers. Powder Technol., 1997, 94, 59-72.
  • 13. Langston P.A., Al-Awamleh M.A., Fraige F.Z., Asmar B.N., Distinct element modelling of non-spherical frictionless particle flow. Chem. Engin. Sci., 2004, 59, 425-435.
  • 14. Masson S., Martinez J., Effect of particle mechanical properties on silo flow and stresses from distinct element simulations. Powder Technol., 2000, 109, 164-178.
  • 15. Mindlin T.D., Compliance of elastic bodies in contact. ASME J. Appl. Mechanics, 1949, 16, 259-268.
  • 16. Mühlhaus H.B., Vardoulakis I., The thickness of shear bands in granular materials. Géotehnique, 1987, 37, 271-283.
  • 17. O’Sullivan C., Bray J.D., Selecting a suitable time step for discrete simulations that use the central difference time integration scheme. Engin. Comput., 2004, 21, 278-303.
  • 18. Raji A.O., Favier J.F., Model for the deformation in agricultural and food particulate materials under bulk compressive loading using discrete element method. I: Theory, model development and validation. J. Food Engin., 2004, 64, 359-371.
  • 19. Sakaguchi E., Favier J.F., Analysis of the behaviour of a grain assembly using DEM simulation. International Agrophysics, 2000, 14, 241-248.
  • 20. Sakaguchi E., Kawasaki S., Tobita F., Simulation of flowing phenomena of grains by Distinct Element Method. Report No. 94-G-025. AgEng ‘94 Conference on Agricultural Engineering, Milano, Italy, 1994.
  • 21. Sakaguchi E., Kawasaki S., Suyuki M., Urakawa T., Favier J.F., Effective Use of DEM Simulation for Development of Grain Processing Technology. Report No. 98-F-021. AgEng ‘98 Conference on Agricultural Engineering, Oslo, Norway, 1998.
  • 22. Thornton C., Zhang L., Numerical simulations of the direct shear test. Chem. Eng. Technol., 2003, 26, 153-156.
  • 23. Timoshenko S.P., Goodier J.N., Theory of Elasticity. 1970, 3rd ed., Tokyo, Japan: International Student Edition, p. 505.
  • 24. Wassgren C.R., Vibration of granular materials. 1997, Unpublished PhD Thesis. Pasadena, California, USA: California Institute of Technology.
  • 25. Yang S.-S., Hsiau S.-S., The simulation and experimental study of granular materials discharged from a silo with the placement of inserts. Powder Technol., 2001, 120, 244-255.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikatory

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.agro-article-e04a16af-e7d4-489e-bf8b-06daa1f1b30c
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.