“از مفهوم تا محصول – روش اجزای گسسته” عنوان کتاب جدید دکتر صمد بنیسی است که قرار است تا آبان ماه سال جاری توسط انتشارات دانشگاه هرمزگان منتشر شود.
در این کتاب، به شرح روابط، الگوریتم ها و اصول روش اجزای گسسته (Discrete Element Method) پرداخته شده است. این کتاب شامل ۱۲ فصل بوده که در آن از معرفی تا موارد استفاده صنعتی این روش، پرداخته شده است.
پیشگفتار
بهینهسازی پیوسته فرآیندها، رمز ارتقای جایگاه صنایع در دنیای پر رقابت امروز است. با افزایش هزینههای تولید و اقبال مشتریان به محصولات با کیفیت بالا، داشتن خط تولیدی با استانداردهای به روز ، ضروری است. در اغلب صنایع – بخصوص فرآوری مواد معدنی- که در آنها مواد دانهای (جریانهای ذرهای) بیشترین نقش را دارند، شناخت رفتار (موقعیت، سرعت، شتاب، نیرو و …) ذرات در شرایط مختلف برای بهینهسازی سیستمها حائز اهمیت است.
بهکارگیری روشهای فیزیکی جهت دستیابی به مقادیر مطلوب عوامل دخیل در فرآیند برای رسیدن به حالت بهینه، زمانبر و پرهزینه است. روش اجزای گسسته (راگ)، یک روش شبیهسازی رایانهای جایگزین است که با استفاده از توان محاسباتی بالای رایانهها و بهکارگیری الگوریتمهای مناسب، کمک شایانی به بهینهسازی فرآیندها میکند. چون اساس این روش، دنبال کردن هر ذره و انجام محاسبات مربوط در بازههای زمانی بسیار کوتاه است، مهمترین مانع پیشرفت آن، حجم محاسبات بالاست؛ به طوری که ممکن است شبیهسازی چند ثانیه از یک فرآیند به چند ماه زمان نیاز داشته باشد.
در این کتاب، راگ به طور مفصل از معرفی مفاهیم اولیه تا بهکارگیری آن برای تولید محصول (نرمافزار) شرح داده میشود تا رویکرد استفاده از آموزشهای دانشگاهی برای تولید محصولی جهت رفع نیازهای جامعه به طور عینی نشان داده شود. بالا بردن اعتمادبهنفس در جوانان کشور عزیزمان ایران، برای تولید محصولات به ظاهر پیچیده با بهکارگیری هوشمندانه مفاهیم بنیادی و تلاش مستمر از فواید جانبی این کتاب و محصول آن است.
در سال ۱۳۹۰، تنها یک نرمافزار تجاری شناخته شده راگ در بازار جهانی وجود داشت. تلاش چند باره برای خرید این نرمافزار از طریق چند کشور( کانادا، استرالیا، فرانسه و ترکیه) به دلیل اعمال تحریمهای ظالمانه علیه کشورمان حاصلی نداشت. با عدم دسترسی به نرمافزار تجاری موجود، تصمیم به تولید آن توسط جوانان این مرزوبوم گرفته شد که به نظر کاری نشدنی و یا عبث مینمود. برنامهریزی دقیق به همراه یک دهه تلاش شبانهروزی جوانان کشور منجر به تولید این محصول راهبردی گردید. گذر از مرحله رونوشتبرداری و استفاده صرف از محصولات بیگانه و ورود به مرحله خلق و ایجاد محصول قابل رقابت، یکی از پایههای اصلی تمدنسازی است. وارد شدن به مرحله پرمشقت خلق اثر، باعث گشوده شدن پنجرههای جدیدی از تحقیقهای کاربردی شد که ثمره تلاش و هزینهکرد یک دهه کار بنیادی بود.
بهکارگیری این محصول (نرم افزار KMPCDEM©) برای حل مشکلات صنعتی کشور با مستندات کامل در فصل ۱۲ کتاب آورده شده که گوشهای از توانمندی این نوع نرمافزارهاست. شایان ذکر است که روز به روز به تعداد زمینههایی که میتوان از این محصول جهت بهینهسازی فرایندها استفاده کرد، افزوده میشود.
در یک دهه گذشته، جوانان زیادی با تلاش شبانهروزی و اراده قوی عبور از این راه پروپیچوخم را با عنایات خداوند متعال و صبر هوشمندانه امکانپذیر کردند. این جوانان پرشور در قالب پروژههای کارشناسی، کارشناسی ارشد و دکتری خود با سربلندی نظریه از مفهوم تا محصول را عینیت بخشیدند. آقایان دکتر علیرضا قاسمی، عرفان راضی، سید امید موسوی، محمد انصاری، بهروز مقصودی، یاسر دهقان، میلاد نژاد آریا، صادق زارع، مصطفی جهاندیده و خانم ها دکتر الهام نعمتاللهی، دکتر زهرا بیباک و درنا پیروزان در این کار ملی مشارکت بیبدیلی داشتند که با مدیریت و خلاقیت آقای دکتر علیرضا قاسمی به ثمر نشست.
از همسر مهربانم که در ۳۵ سال گذشته، سنگ صبور من بوده و در غم، شادی، شکست و موفقیت همواره کنار من بودند، تشکر میکنم. امید است که خداوند متعال این کار ناچیز را به عنوان باقیات الصالحات قبول نموده و رهتوشه آخرت اینجانب قرار دهد.
صمد بنیسی
تیر ۱۴۰۱
فهرست مطالب
۱٫۱ کلیات. ۱
۱٫۲ تاریخچه و کاربرد راگ.. ۱
۱٫۳ تاریخچه نرمافزار KMPCDEM©. ۲
۱٫۴ کتاب روش اجزای گسسته (راگ)، از مفهوم تا محصول. ۳
فصل دوم: اساس شبیهسازی با روش اجزای گسسته. ۵
۲٫۱ کلیات. ۵
۲٫۲ فرضیات شبیهسازی. ۶
۲٫۳ وضعیت ذرات در شبیهسازی. ۷
۲٫۴ محاسبه نیروی برخورد. ۱۰
۲٫۵ محاسبه جزء نیروی برخورد. ۱۱
۲٫۶ توزیع نیرو بین اجزای برخورد. ۱۸
۲٫۷ گشتاور ۱۹
۲٫۸ تعیین سرعت زاویهای ذرات. ۲۱
۲٫۹ پیوست.. ۲۱
فصل سوم: مدلهای نیروی برخورد. ۳۳
۳٫۱ کلیات. ۳۳
۳٫۲ مدل نیروی برخورد خطی. ۳۴
۳٫۳ مدلهای نیروی برخورد هرتز – میندلین. ۳۶
۳٫۴ ارزیابی مدلهای نیروی برخورد. ۳۹
۳٫۵ تحلیل حرکت ذرات در مدل نیروی برخورد خطی و هرتز – میندلین نوع اول. ۴۴
فصل چهارم: گام زمانی و خطای شبیهسازی.. ۴۷
۴٫۱ اهمیت زمان تماس دو ذره ۴۷
۴٫۲ گام زمانی. ۴۸
۴٫۳ تعیین گام زمانی مناسب.. ۴۸
۴٫۴ تأثیر ضریب زمان تماس بر خطای شبیهسازی. ۴۸
۴٫۵ مقایسه زمان انجام شبیهسازیها با توجه به میزان کسر همپوشانی ذرات. ۵۴
فصل پنجم: حل یک مثال عددی.. ۵۷
۵٫۱ کلیات. ۵۷
۵٫۲ شرایط اولیه شبیهسازی. ۵۷
۵٫۳ وضعیت ذرات در گامهای زمانی شبیهسازی. ۵۹
۵٫۴ وضعیت اول: شبیهسازی حرکت دو ذره در حالت حرکت آزاد (گام زمانی ۱) ۶۱
۵٫۵ وضعیت دوم: شبیهسازی حرکت دو ذره در اولین مرحله برخورد (گام زمانی ۶) ۶۲
۵٫۶ وضعیت سوم: شبیهسازی یک گام زمانی از برخورد که ذرات حداکثر همپوشانی را دارند (گام زمانی ۱۰) ۶۹
۵٫۷ وضعیت چهارم: شبیهسازی یک مرحله برخورد که ذرات در حال دور شدن از هم هستند (گام زمانی ۱۳) ۷۳
۵٫۸ وضعیت پنجم: شبیهسازی حرکت دو ذره در حالت حرکت آزاد (گام زمانی ۱۶) ۷۴
۵٫۹ پیوست.. ۷۵
فصل ششم: الگوریتم تشخیص برخورد ذره با دیواره تجهیزات ۸۱
۶٫۱ کلیات. ۸۱
۶٫۲ پروندههای Object 82
۶٫۳ معرفی الگوریتم. ۸۳
فصل هفتم: الگوریتم تشخیص همسایگی.. ۹۱
۷٫۱ کلیات. ۹۱
۷٫۲ تشخیص همسایگی ذرات. ۹۱
۷٫۳ الگوریتم تشخیص همسایگی در واحد پردازش گرافیکی. ۹۳
۷٫۴ الگوریتم تشخیص همسایگی ذره با دیواره ۹۶
فصل هشتم: محاسبات موازی.. ۹۹
۸٫۱ کلیات. ۹۹
۸٫۲ محاسبات سری و موازی. ۹۹
۸٫۳ عوامل مؤثر بر سرعت محاسبات موازی. ۱۰۱
۸٫۴ پردازش موازی توسط کارت گرافیک Nvidia. 103
۸٫۵ موازیسازی محاسبات در راگ.. ۱۰۳
فصل نهم: تعیین پارامترهای ورودی (کالیبراسیون) ۱۰۷
۹٫۱ کلیات. ۱۰۷
۹٫۲ مدلهای مقاومت غلتشی. ۱۱۱
۹٫۳ کالیبراسیون پارامترهای ورودی شبیهسازی ۱۱۴
۹٫۴ پیوست.. ۱۱۶
فصل دهم: شبیهسازی رفتار ذرات با شکل غیر کروی.. ۱۲۵
۱۰٫۱ کلیات. ۱۲۵
۱۰٫۲ مدلسازی شکل واقعی ذرات در راگ.. ۱۲۵
۱۰٫۳ شبیهسازی حرکت ذره غیر کروی. ۱۲۷
۱۰٫۴ مدلسازی فیزیکی حرکت ذرات غیر کروی. ۱۲۹
۱۰٫۵ شبیهسازی مسیر حرکت بار ۱۳۰
۱۰٫۶ پیوست.. ۱۳۳
فصل یازدهم: انتخاب زبان برنامهنویسی مناسب.. ۱۳۷
۱۱٫۱ کلیات. ۱۳۷
۱۱٫۲ ویژگیهای فنی موردنیاز ۱۳۷
۱۱٫۳ انتخاب محیط توسعه یکپارچه Microsoft Visual Studio. 139
۱۱٫۴ انتخاب زبان برنامهنویسی C#. 140
۱۱٫۵ انتخاب زبان برنامهنویسی C++. 141
۱۱٫۶ سایر سکوهای (پلتفرمهای) استفاده شده در توسعه نرمافزار ©KMPCDEM. 142
فصل دوازدهم: معرفی نرمافزار ©KMPCDEM و کاربردها ۱۴۴
۱۲٫۱ معرفی نرمافزار ©KMPCDEM. 144
۱۲٫۲ حل مسائل صنعتی. ۱۴۴
۱۲٫۳ پیوست.. ۱۸۲
){kind=link}
عنوان مقاله:
Determining a lower boundary of elasticity modulus used in the discrete element method (DEM) in simulation of tumbling mills
نویسندگان این مقاله آقایان علیرضا قاسمی، عرفان راضی و صمد بنیسی هستند.
چکیده مقاله:
Discrete Element Method (DEM) simulations of industrial tumbling mills could involve millions of particles. Even with the considerable increase in the computational power, the simulations still require a large amount of time. Reducing the computational load by selecting a small value for the particle elasticity modulus to increase the time step has become a common approach. As the elasticity modulus decreases, the overlap required to provide the rebound force increases. The appropriate value of overlap is application-dependent and requires a detailed study to ascertain that the accuracy of the results do not adversely affected. In this study, a relationship incorporating particle density and mill diameter was proposed between the elasticity modulus and the interparticle overlap for tumbling mills. The effect of interparticle overlap on the accuracy of the simulated charge shape (i.e. toe and shoulder positions) by DEM was then investigated. A model tumbling mill (100 cm by 21 cm) with a transparent end wall was used to measure the actual charge trajectory by photography. A comparison of the DEM simulations with the model mill charge shape showed that when the overlap was assumed to be lower than the particle radius, the error was negligible. When the interparticle overlap became equal to the particle radius, the lower boundary of elasticity modulus and the maximum simulation speed was achieved. The speed was 102 times of the speed of simulation when an overlap equal to 0.01 of the particle radius was chosen.
“سمینار آشنایی با رشته مهندسی معدن” عنوان سلسه جلساتی است که بخش مهندسی معدن با همکاری انجمن علمی مهندسی معدن به صورت هفتگی برگزار می کند. هدف از این سلسه جلسات آشنایی بیشتر دانشجویان رشته مهندسی معدن با گرایش ها و همچنین دانشجویان سایر رشته ها با زمینه های کاری این رشته است. سخنرانان این جلسات از میان دانشجویان دکتری رشته مهندسی معدن انتخاب می شوند تا علاوه بر آشنا کردن دانشجویان با گرایش خود، زمینه های تحقیقاتی خود را به سایرین معرفی کنند.
دوشنبه این هفته مصادف با ۲۳ فروردین سال ۱۳۹۵، مهندس علیرضا قاسمی از دانشجویان دکتری گرایش فرآوری مواد، سخنران این جلسه است. موضوع این سمینار “آشنایی با روش اجزای گسسته (DEM)، دقیقترین روش طراحی و بهینه سازی تجهیزات فرآوری است. در ادامه نیز به معرفی نرم افزار KMPC-DEM که بر مبنای روش اجزای گسسته کد نویسی شده و محصول جدید مرکز تحقیقات فرآوری مواد کاشی گر می باشد، پرداخته خواهد شد.
این جلسه از ساعت ۱۲ تا ۱۳ در محل تالار سینایی دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه شهید باهنر کرمان برگزار خواهد شد و حضور برای عموم آزاد است.
آخرین نظرات
محمد انصاری در: فروش نرم افزار تعیین مسیر بار در آسیاهای گردان(GMT; Grinding Media Trajectory) به دانشگاه China University of Mining and Technology
سلام. لطفا با مدیریت داخلی تماس بگیرید. ...
jamal63 در: فروش نرم افزار تعیین مسیر بار در آسیاهای گردان(GMT; Grinding Media Trajectory) به دانشگاه China University of Mining and Technology
سلام. وقت بخیر آیا این نرم افزار هنوز موجود هست و قیمت آن چقدر است؟ ...
سعید درویش تفویضی در: چهارصد و پنجاه و نهمین جلسه هفتگی مرکز تحقیقات فرآوری مواد کاشیگر (یک دهه تلاش جمعی برای بهبود طرح مجرای ورودی سنگشکنهای مخروطی ثالثیه مجتمع مس سرچشمه)
عالی فرشید جان، موفق باشی ...
محمد انصاری در: استانداردسازی فرآیند در کارخانههای مجتمع صنعتی و معدنی گلگهر:بازرسی فرآیندی جداکنندههای مغناطیسی تر کارخانه تغلیظ مگنتیت
سلام. برای رسم فلوشیت ها، از نرم افزار موازن که از تولیدات مرکز تحقیقات کاشیگر ا ...
jamal63 در: استانداردسازی فرآیند در کارخانههای مجتمع صنعتی و معدنی گلگهر:بازرسی فرآیندی جداکنندههای مغناطیسی تر کارخانه تغلیظ مگنتیت
سلام .وقت بخیر فلوشیت رو با چه نرم افزاری رسم کردین؟ ممنون ...