Förstudie - Hybrid Modell för Partikelsönderdelning i DEM

Forskningsprojekt, 2018

Den nationella samt globala gruvindustrin står inför ett antal stora utmaningar gällande utsläpp av växthusgaser, energiineffektivitet samt ohållbar vattenförbrukning. Digitala tvillingar och virtuella testmiljöer av processer för sönderdelning, klassering och separering av malm och mineral är essentiella för att realisera nödvändiga teknikskiften och skapa innovation.

Diskret Element Metod (DEM) är en numerisk beräkningsmetod som möjliggör analys av system av partiklar i maskinsystem. Metoden har en hög TRL (9) nivå för simuleringar där partiklarna inte utsätts för krossning, såsom exempelvis flöden på transportband. För system där partiklar krossas, såsom i kvarnar och krossmaskiner, har existerande söderdelningsmodeller fundamentala brister som gör att de ej är skalbara från labb- till industriell miljö.

Vid valet av modell måste man idag välja mellan att antingen simulera många partiklar med undermålig upplösning, eller att simulera få partiklar med god upplösning. En ny hybridmodell har därför formulerats, som är en kombination av två tidigare modeller, och möjliggör simulering av ett stort antal partiklar med korrekt sönderdelningsbeteende. Hybridmodellen skall implementeras i befintlig DEM plattform utvecklad av FCC där miljoner partiklar kan simuleras genom högprestandaberäkning på GPU-kort. Förstudiens första mål är att utveckla modell-konceptet från TRL nivå 2 till TRL 4 samt demonstrera konceptets principiella funktionalitet och möjligheter. Studiens andra mål är att genomföra en behovsanalys samt sätta samman ett konsortium av parter inom akademin, gruvbolag samt maskintillverkare för ett fullskaligt projekt där en demonstrationsmiljö utvecklas och valideras.