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基于OGRE搅拌混合过程物料粒子运动的三维仿真设计与实现

作　者: 余潇
导　师: 陈清华
学　校: 南京理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 微观粒子运动碰撞数据采集粒子运动仿真效果设备参数最优值
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

目前对物料搅拌混合过程的仿真多采用OGRE粒子脚本渲染引擎技术,实现物料搅拌混合的宏观模拟效果,然而对于物料在混合过程中的微观粒子运动分析以及运动轨迹设计较少。因此,本文采取微观粒子分析方法,将物料粒子在套筒式吸收器中的运动过程划分为四个阶段,分析物料粒子在每个阶段的受力情况与运动特性。同时,结合对物料粒子在搅拌混合过程中的碰撞情况,提出物料粒子在每个阶段的运动轨迹方程与算法。其次,本文利用OGRE渲染引擎嵌入MFC框架技术,将微观粒子在套筒内的运动场景进行加载渲染,实现搅拌混合过程物料粒子运动的三维仿真。最后,本文结合微观物料粒子运动特性,讨论了在一定条件下粒子大小、搅拌筒长宽比、搅拌器转速、叶片倾角对于仿真效果的影响,并通过对比分析给出设备相关参数的最优值,给搅拌设备的参数设置提供了一定的参考。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-8
1 绪论  8-11
  1.1 课题研究的背景与意义  8-9
    1.1.1 课题来源  8
    1.1.2 课题意义  8
    1.1.3 新工艺仿真的研究现状及缺陷  8-9
  1.2 本文的主要研究内容  9-10
  1.3 论文组织结构  10-11
2 三维仿真系统的模型依据和技术支持  11-15
  2.1 搅拌混合设备  11-13
  2.2 搅拌混合流程  13-14
  2.3 三维仿真工具-OGRE渲染引擎  14
  2.4 本章小结  14-15
3 物料粒子运动仿真设计  15-37
  3.1 粒子第一阶段运动分析  16-18
    3.1.1 粒子第一阶段运动受力分析与运动特性  16
    3.1.2 粒子第一阶段运动轨迹算法分析与设计  16-18
  3.2 粒子第二阶段运动分析  18-23
    3.2.1 粒子第二阶段运动受力分析  18-20
    3.2.2 粒子第二阶段运动特性  20-21
    3.2.3 粒子第二阶段运动轨迹算法分析与设计  21-23
  3.3 粒子第三阶段运动分析  23-27
    3.3.1 粒子第三阶段运动受力分析与运动特性  23-25
    3.3.2 粒子第三阶段运动轨迹算法分析与设计  25-27
  3.4 粒子第四阶段运动分析  27-30
    3.4.1 粒子第四阶段运动受力分析  27-28
    3.4.2 粒子第四阶段运动特性  28
    3.4.3 粒子第四阶段运动轨迹算法分析与设计  28-30
  3.5 粒子运动碰撞分析  30-36
    3.5.1 粒子与筒壁的碰撞  31
    3.5.2 粒子之间的碰撞  31-33
    3.5.3 粒子碰撞数据采集算法实现  33-36
  3.6 本章小结  36-37
4 物料粒子运动仿真实现与测试  37-70
  4.1 粒子运动仿真界面  37-40
  4.2 粒子运动轨迹参数影响测试  40-49
    4.2.1 粒子第一阶段运动仿真效果测试  40-43
    4.2.2 粒子第二阶段运动仿真效果测试  43-45
    4.2.3 粒子第三阶段运动仿真效果测试  45-47
    4.2.4 粒子第四阶段运动仿真效果测试  47-49
    4.2.5 粒子碰撞分离仿真效果  49
  4.3 粒子大小参数影响测试  49-52
    4.3.1 粒子大小参数分析  49-50
    4.3.2 粒子大小对仿真效果的影响  50-52
  4.4 套筒尺寸参数影响测试  52-56
    4.4.1 套筒尺寸参数分析  52
    4.4.2 套筒尺寸对仿真效果的影响  52-54
    4.4.3 套筒尺寸最优值选择  54-56
  4.5 搅拌器转速参数影响测试  56-61
    4.5.1 搅拌器转速参数分析  56-57
    4.5.2 搅拌器转速对仿真效果的影响  57-59
    4.5.3 搅拌器转速最优值选择  59-61
  4.6 叶片倾角参数影响测试  61-65
    4.6.1 叶片倾角参数分析  61-62
    4.6.2 叶片倾角对仿真效果的影响  62-63
    4.6.3 叶片倾角最优值选择  63-65
  4.7 粒子碰撞仿真效果测试  65-70
    4.7.1 搅拌器转速对粒子碰撞仿真效果的影响  65-67
    4.7.2 碰撞次数与搅拌器转速的关系分析  67
    4.7.3 粒子碰撞数据采集  67-70
5 总结与展望  70-72
  5.1 总结  70
  5.2 展望  70-72
致谢  72-73
参考文献  73-76

基于OGRE搅拌混合过程物料粒子运动的三维仿真设计与实现

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