1 / 16

Simulering av granulära material - PellIt

Simulering av granulära material - PellIt. Kenneth Bodin, Martin Servin HPC2N, Institutionen för fysik 2009-10-02. Agenda. Studera pelleteringsprocessen Diskutera förstudieprojektet "PellIT" Diskutera långsiktigt FoU-samarbete inom simulering av granulära material Vi har med oss

jack
Download Presentation

Simulering av granulära material - PellIt

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Simulering av granulära material - PellIt Kenneth Bodin, Martin Servin HPC2N, Institutionen för fysik 2009-10-02

  2. Agenda • Studera pelleteringsprocessen • Diskutera förstudieprojektet "PellIT" • Diskutera långsiktigt FoU-samarbete inom simulering av granulära material • Vi har med oss • PellIT-presentation - resultat så här långt • UMIT Research Lab - satsning på beräkning/simulering och industriella tillämpningar • Frågor kring simulering av rulltrumma och pelleteringsprocessen • Förslag på doktorandprojekt

  3. Projektet ”PellIt” • Större ProcessIT-förstudie "simulering av granulära material" • metoder, verktyg, vetenskaplig litteratur • industribehoven • forskningsapproach • förslag på gemensam FoU – industridoktorand, EUFP7, UMIT • demonstrator – rulltrumma (LKAB) och lastare (Volvo CE) • Personal (9 manmånader) • Kenneth Bodin, Claude Lacoursiére, Martin Servin

  4. Status”PellIt” • + metoder, verktyg, vetenskaplig litteratur • ± industribehoven • + forskningsapproach • − förslag på gemensam FoU – industridoktorand, EUFP7, UMIT • ± demonstrator – rulltrumma (LKAB) och lastare (Volvo CE) • Metoder, verktyg, vetenskaplig litteratur • Tre separata stråk: • ingenjörssimuleringar av granulära material - DEM (potential/lcp), FEM, SPH,... • vetenskapliga simuleringar - DEM (potential) -> kontinuum-modeller • visuella interaktiva simuleringar & GPGPU - DEM (lcp), SPH Tasora & Anitescu Mechanical simulation of multibody systems with friction and contacts on GPU boards, using CUDA Iterative PGC-solver

  5. Status”PellIt” • Industribehoven • LKAB - rulltrumma, transportband, bränning, silos, malmkvarn • Volvo CE - optimera styrning och skoputformning på lastare • Oryx Simulation - träningssimulatorer med grus och stenar

  6. Status”PellIt” • Forskningsapproachen • Accelerera simuleringsmetoderna - effektivare beräkningsmetoder och modeller • Snabbare beräkningar och större tidssteg  realistiska system & systematiska analyser • tidseffektiv och stabil lösare vid stora tidssteg 0.001-0.01 s (DEM + SPH) • parallellberäkningar, load balancing, wake/sleep - kraftträdbaserad lösare • multifysik - blanda DEM och SPH, olika DEM-modeller på olika delsystem • ny hårdvara - many-core proc, GPGPU, Cuda • konvergens simulering - CAD/CAE-verktyg, visualisering, interaktivitet

  7. Status”PellIt” • Forskningsapproachen • Genomförd metodutveckling • DEM-lösare med topologisk faktorisering - känner igen & utnyttjar systemets struktur, hanterar stora tidssteg och överlapp, 1K element i interaktiv tid • DEM-lösare i MATLAB för analys och experimentering med kraftträd, parallelisering, wake/sleep, redo för storskaliga simuleringar superdatorcentrum HPC2N • Ny SPH-metod – ”constraint fluid”, paralleliserbar på GPGPU – 1M i interaktiv tid

  8. gpufluids1 gpufluids2 gpufluids3

  9. Status”PellIt” • Demonstrator rulltrumma • Prototyp implementerad med AgX Multiphysics Toolkit • 1000 stelkroppar - tidssteg 1/60 s, 10 fps (ca 100.000 pellets behövs) • Kan analysera materialflöden och kontaktkrafter • Slig saknas, pellets överdimensionerade, materialmodell, förbättra trummans kollisionsgeometri

  10. Frågor simulering rulltrumma • Hur använda simuleringen? Vem är användaren? • Vad mäta & analysera? • materialflöde/rheologi: hastighetsfält, volymflöde ur trumma, stress-tensor, "rotationen in lager-lager" • kontaktkrafter, tryck i pellets • agglomerering (tryck, materialsammansättning, rate-ekvation?) • sönderbrytning (tryck, skjuvning, rate-ekvation?) • jämnhet/ojämhet i pelletsutflöde genom slits och rullsikt • exponering av pellets vid bränning • råkula massa 3 g 12.5 mm • Vad optimera i kulrullningsprocessen? • volym pellets per tidsenhet - utnyttja utbredningen på rullsikten • kvalitet pellets - sfäriska, jämn radiefördelningen • energiförbrukning,... • Viktiga parameters? • rotationshastighet • tiltvinkel • volym slig inflöde • fukthalt, bindemedel

  11. Förslag: doktorandprojekt • Resurser finns för forskning kring grundläggande simuleringsmetoder för komplexa material och mekaniska system - inklusive granulära material • UmU policy för tillämpningsorienterade projekt - medfinansiering från industrin • Förslag: doktorandprojekt • Placeras i UMIT-miljön, kan ingå i företagsforskarskolan vid UmU (50%, 27/11) • Knyts till PhD Forum "Simulering granulära material" • Att diskutera • projektets leverabler • övriga deltagare, användare, utvecklare

More Related