МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМЫ КУЛАЧКА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ ОПТИМАЛЬНУЮ РАБОТУ ВЫСЕВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ВИБРАЦИОННОГО ТИПА
Журнал: ВЕСТНИК КРАСГАУ
№ 2
, 2017
Рубрики: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Авторы:
1.
Красноярский государственный аграрный университет
2.
Сибирский федеральный университет
Тип:
Статья
Страницы:
с 97
по 102
Статус:
Опубликован
Получено:
21.02.2017
Одобрено:
23.02.2017
Опубликовано:
25.02.2017
Классификаторы:
УДК 631.331.62-6
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
гранулированная среда, сплайн-интерполяция, численное моделирова-ние
Аннотация (русский):
При высыпании гранул появляются эф-фекты, вызванные дискретностью среды, ее неоднородностью, нелинейным характером взаимодействия гранул, их переупаковкой, возникновением зон разрыхления и уплотне-ния. Ранее были получены результаты приме-нения имитационного моделирования для ис-следования поведения гранулированной среды в вибрирующих сосудах. Подход оказался до-статочно эффективным и позволил в даль-нейшем решить ряд прикладных задач по со-вершенствованию конструкции универсально-го высевающего устройства, основанного на вибрации лотка с семенами. Основным кри-терием эффективности решения сформули-рованных задач является равномерность вы- сева семян через отверстия дна. Оптимиза-ция процесса велась в двух направлениях. Оп-тимизировались геометрические параметры конструкции - ширина лотка, высота запол-нения семенами, расположение высевающих отверстий в дне и т.д. Проводилась оптими-зация механических параметров - амплитуды и частоты колебаний лотка. Единственное, что оставалось неизменным, было то, что лоток совершал гармонические колебания. В работе сделана попытка оптимизировать работу вибрационного высевающего аппарата в зависимости от формы поверхности кулач-ка, т.е. от режима горизонтальных колебаний лотка. Модель движения гранулированной сре-ды в качестве сил взаимодействия предпола-гает упругие силы контактного взаимодей-ствия между соседними частицами, силы тре-ния между соседними гранулами, стенками и дном и вязкие силы, введенные по аналогии с жидкими средами. Эти вязкие силы достаточ-но реальны и характеризуют влажность рас-сматриваемого объема. В модели вязкие силы необходимо вводить для корректного числен-ного решения задачи. Так как задача Коши, возникающая в данном случае, является до-статочно жесткой - собственные числа опе-ратора перехода чисто мнимые. В этом слу-чае даже энергетически согласованная схема Рунге-Кутта второго порядка, используемая в работе, недостаточно обеспечивает числен-ное решение искусственной, вычислительной вязкостью. Поэтому введение физической, релеевской вязкости хорошо стабилизирует численное решение. Разумный компромисс находится только при множественном вычис-лительном эксперименте.
При высыпании гранул появляются эф-фекты, вызванные дискретностью среды, ее неоднородностью, нелинейным характером взаимодействия гранул, их переупаковкой, возникновением зон разрыхления и уплотне-ния. Ранее были получены результаты приме-нения имитационного моделирования для ис-следования поведения гранулированной среды в вибрирующих сосудах. Подход оказался до-статочно эффективным и позволил в даль-нейшем решить ряд прикладных задач по со-вершенствованию конструкции универсально-го высевающего устройства, основанного на вибрации лотка с семенами. Основным кри-терием эффективности решения сформули-рованных задач является равномерность вы- сева семян через отверстия дна. Оптимиза-ция процесса велась в двух направлениях. Оп-тимизировались геометрические параметры конструкции - ширина лотка, высота запол-нения семенами, расположение высевающих отверстий в дне и т.д. Проводилась оптими-зация механических параметров - амплитуды и частоты колебаний лотка. Единственное, что оставалось неизменным, было то, что лоток совершал гармонические колебания. В работе сделана попытка оптимизировать работу вибрационного высевающего аппарата в зависимости от формы поверхности кулач-ка, т.е. от режима горизонтальных колебаний лотка. Модель движения гранулированной сре-ды в качестве сил взаимодействия предпола-гает упругие силы контактного взаимодей-ствия между соседними частицами, силы тре-ния между соседними гранулами, стенками и дном и вязкие силы, введенные по аналогии с жидкими средами. Эти вязкие силы достаточ-но реальны и характеризуют влажность рас-сматриваемого объема. В модели вязкие силы необходимо вводить для корректного числен-ного решения задачи. Так как задача Коши, возникающая в данном случае, является до-статочно жесткой - собственные числа опе-ратора перехода чисто мнимые. В этом слу-чае даже энергетически согласованная схема Рунге-Кутта второго порядка, используемая в работе, недостаточно обеспечивает числен-ное решение искусственной, вычислительной вязкостью. Поэтому введение физической, релеевской вязкости хорошо стабилизирует численное решение. Разумный компромисс находится только при множественном вычис-лительном эксперименте.
Ключевые слова:
гранулированная среда, сплайн-интерполяция, численное моделирова-ние
гранулированная среда, сплайн-интерполяция, численное моделирова-ние
1. Богульская Н.А., Богульский И.О. Числен-ное моделирование движения гранулиро-ванной среды в подвижных сосудах // Вы-числительные технологии. - 2011. - № 2. - С. 27-34.
2. Богульский И.О., Богульская Н.А. Модели-рование движения неоднородной гранули-рованной среды с гранулами неправильной формы // Вестник КрасГАУ. - 2012. - № 11. - С. 41-49.
3. Богульская Н.А., Богульский И.О., Вишня-ков А.А. Моделирование поведения гранулированной среды. - Красноярск, 2013. - 90 с.
4. Квасов Б.И. Методы изогеометрической аппроксимации сплайнами. - М.: ФИЗМАТ-ЛИТ, 2006. - 360 с.
