1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1目的及意义 颗粒物料通常指由大量相互接触，且处于离散状态的固体颗粒单元和存在于它们周围的空隙构成的集合体。在实际工业生产，如石化、矿冶、制药、食品加工等行业中的物料制备，输送与排出过程当中，均涉及对于大量颗粒物料工艺进行分析与推算。不同于求解的连续介质力学问题，由于颗粒物料物理力学特性的特殊性和复杂性， 使其并不具有数学上的连续性，无法满足连续体假设。近年来，伴随着信息技术的快速发展，国内外工程技术人员将实验研究与计算机仿真模拟技术相结合，对生产过程中的颗粒物料从宏观到微观层面进行整体分析，从而为工业生产提供指导。美国工程院院士peter cundall于1971年首次提出离散单元法（dem），并将其应用于岩土力学研究。离散单元法(dem)是一种求解与分析复杂离散系统的运动规律和力学特性的新型非连续介质力学数值方法，它与连续介质力学数值方法具有类似的物理含义和平行的数学概念，但具有不同的模型与处理手段。其不要求数学上的连续性，仅需要宏观经典力学中基本的牛顿定律以及简单的接触本构关系。该方法可用于分析颗粒系统中各离散单元的运动规律，颗粒单元之间及颗粒与机械装置之间的相互作用等。edemtm是由英国dem-solution公司推出的全球首个多用途的颗粒离散元法软件，主要应用于工业颗粒处理及制造设备的工业模拟与分析。
风扫管式（ast）烘干机作为一种新型干燥设备，可烘干物包括从低固相浆体到低湿度粉体等在内的绝大多数工业物料。该烘干机内分为三个单独的区域控制干燥速度，分别是入口区，保持区，排出区。中间保持区的结构参数决定着产品的残余含湿量和物理尺寸。由于ast式干燥机采用分段、多叶片周向均布的布置方式，因此，叶片布置的结构参数，如叶片数目，叶片偏转角，周向间距角等参数以及叶片转速等均会对混合和输送效果产生较大影响。 本文以当前市场上的风扫管式（ast）烘干机为研究对象，引入采用非连续介质力学模型的离散单元法（dem），通过对烘干机内部物料混合效率和输送效果等进行模拟仿真分析，完成对于ast烘干机内部异形叶片的结构参数与转速参数的优化设计。
1.2 国内外研究现状
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究（设计）的基本内容及目标 利用离散元方法（dem）针对风扫管式（ast）烘干机内部物料的流动和混合状况进行仿真分析，应用离散元分析软件edem仿真输出的后处理数据对混合和输送效果进行分析，并参考不同叶片结构参数、转速参数下物料的输送效率、混合效率等确定合理的优化参数。
其中输送速率分析是对ast烘干机内部单位时间内经过烘干处理的颗粒流数目进行定量检测，混合效率分析是指对于ast烘干机内部的颗粒流在叶片机械力作用下的离散程度。
通过以ast烘干机内物料混合速率和输送速率为目标参量，对于结构参数和转速参数进行优化设计，从而到达提高设备工作效率，降低能耗的设计目的。
3. 研究计划与安排
第1~3周：查阅离散单元法相关文献资料，了解离散单元法的理论依据，明确研究内容。
确定方案，完成开题报告和英文翻译；第4~9周：查阅风扫管式（ast）烘干机设备手册，完成其烘干区传动结构三维模型的建立；第10~12周：完成多物料在ast烘干机烘干过程中的离散元仿真及数据整理；第12-16周：完成数据分析及毕业论文；第17~18周：毕业设计论文修订，评阅，参与毕业答辩。
4. 参考文献（12篇以上）
[1]邱忠财．基于颗粒离散元法的分散混合数值模拟[d]．广州：华南理工大学．2012．
[2] paul w. cleary．particulate mixing in a plough share mixer using dem with realistic shaped particles[j]．powder technology，2013，248：103-120．
[3]王奎升．工程流体与粉体力学基础[m]．北京：中国计量出版社，2002．
