Rocky案例｜转运槽

本案例演示利用Rocky模拟转运槽中的颗粒流动。

颗粒运动如下图所示。

计算模型如下图所示。几何被细分为几个部分，以便对每个部分应用不同的运动。

• 启动Rocky 2022R1
• 点击菜单File → New Project或工具栏按钮新建工程

2.1 Physics设置

• 重力加速度设置保持默认设置

• 进入Momentum 标签页，指定Rolling Resistance Model为Type A：Constant Moment

2.2 导入几何模型

• 鼠标右键选择模型树节点Geometries，点击弹出菜单项Import Geometry 打开文件对话框

• 选择几何文件并打开

• 保存文件Chute.rocky
• 弹出对话框中设置Import Unit为mm

• 拖拽模型树节点Geometries到右侧窗口中可以查看导入的几何模型

鼠标操作：

• 鼠标左键：旋转
• 鼠标右键：平移
• 鼠标中键：缩放

键盘R键更大化图形；X、Y、Z键改变视图方向为X、Y、Z轴。

2.3 创建颗粒入口

• 右键选择模型树节点Geometries，点击弹出菜单项Create Inlet 创建颗粒入口

• 如下图所示指定参数

可以在图形窗口中查看创建的inlet。如下图所示，注意黄色箭头表示颗粒入射方向。可通过上图中的参数Incline Ange进行调整。

注：可以在图形窗口空白位置点击鼠标右键，利用右键菜单修改图形显示参数。也可以在树形菜单中选中几何部件，在属性窗口的Coloring选项卡中修改参数来调整图形外观。”

2.4 创建运动

• 右键选择模型树节点Motion Frames ，点击弹出菜单项Create Motion Frame 新建节点

• 如下图所示设置新建的节点参数，修改其名称为Feed Conveyor Motion

• 创建另一个Frame Motion，按下图所示参数，命名为Receiving Conveyor Motion

• 选中模型树几何节点feed conveyor ，指定参数Motion Frame 为Feed Conveyor Motion ，如下图所示

• 选中几何节点receiving conveyor 1 ，指定参数Motion Frame 为Receiving Conveyor Motion

2.5 材料参数

Rocky内置了三种材料：Default Belt、Default Boundary及Default Particles。本案例采用默认材料参数。

还需要将材料赋予几何部件。默认情况下，Rocky会为导入的所有几何模型指定材料Default Boundary，本案例需要指定皮带的材料。

• 同时选中模型树节点feed conveyor、receiving conveyor 1及receiving conveyor 2，如下图所示，指定Material为Default Belt

2.6 定义材料相互作用

• 选中模型树节点Materials Interactions
• 如下图所示指定Default Particles与Default Particles之间的参数

• 如下图所示，指定Particle与Boundary之间的参数

• 如下图所示指定Particle与Belt之间的参数

2.7 创建颗粒

• 右键选择模型树节点Particles，点击弹出菜单项Create Particle创建颗粒节点

• 如下图所示设置颗粒参数

• 进入Movement选项卡，指定颗粒的滚动阻力系数

2.8 设置颗粒入射

• 右键选择模型树节点Inputs，点击弹出菜单项Create Continuous Injection创建新节点

• 如下图所示设置入射参数，指定颗粒流量为1000 t/h

• 切换到Time选项卡，指定颗粒入射终止时间为5 s

2.9 求解参数

• 选中模型树节点Solver，如下图所示设置Time选项卡中的参数

• 切换到General选项卡，指定采用GPU或CPU计算，点击按钮Start 开始计算

颗粒运动动画如下图所示。

3.1 制作动画

• 点击菜单项Tools → Animation 打开动画创建对话框

动画设置对话框如下图所示。

利用参数FPS(Frames per Second)控制动画的分辨率。该参数至少为30，想要获得一个流畅的动画，计算参数Output Frequency不能大于1/FPS

• 如下图所示，选择时间点为0的时刻

• 将当前装填添加到动画关键帧中

• 相同方式添加最后一个时间步到关键帧中，如下图所示

可以选择关键帧并调整帧数。如下图所示调整第一个关键帧的帧数为260。

最下面的按钮中，可以播放动画，也可以选择将动画输出为视频文件或图片序列。

3.2 绘制曲线

• 点击菜单View → Windows 打开Windows面板

• New Multi Time Plot 或使用快捷键CTRL+M 新建绘图创建

• 选中模型树节点Particles，打开属性窗口中的Curves 选项卡，如下图所示选中Particles In Count与Particles Out Count，将其拖拽到右侧的图形窗口中绘制图形

图形如下图所示。

• 按住键盘的CTRL键，选择列表项Particles Count并将其拖拽到图形窗口，此时会添加新的图形窗口，如下图所示

若要编辑图形，可以点击图形窗口左上角相应的按钮。

3.3 User Processes

对于某些DEM分析，数据必须限于特定区域或特定材料子集。Rocky用户过程用于划分和分析颗粒、几何体和流体，包括以下类型：

• Cube：基于长方体区域创建数据子集。
• Cylinder：基于圆柱体区域创建数据子集。
• Plane：基于平面创建数据子集。
• **Polyhedron(Envelope)**：基于通过导入的自定义形状区域创建数据子集。
• Property：基于特定特性创建粒子/几何体的子集值或范围。
• Cell Inspector：选择单个粒子或三角形（边界）。
• Particles Trajectory：创建指定时间范围内粒子的路径线。
• Particle Time Selection：基于时间过滤器创建粒子子集。
• Euler Statistics：通过以下方式将离散特性转换为连续值对离散区域上的值求平均值。

下面以Cube及Plane为例描述User Process的使用方法。

• 右键选择模型树节点Particles，点击弹出菜单项Process → Cube打开设置面板

• 如下图所示设置Cube参数

• 进入Coloring选项卡，激活选项Visible并指定Node Color为红色，如下图所示。

图形窗口中可以查看创建的cube。

处在Cube中的颗粒以红色显示。

• 类似方式创建Plane，采用下面的参数

• 设置颜色

• 类似方式创建Plane，采用下面的参数

• 设置颜色

可以看到颗粒被分成了两部分。

• 按键盘CTRL+t或Windows面板中的New Time Plot创建绘图窗口
• 选中节点Plane属性窗框中的Particles Mass，将其拖拽到绘图窗口中

• 相同方式拖拽Plane中的Particle Mass 到图形窗口中，绘制的图形如下图所示