利用 modeFRONTIER 结合 Rocky DEM 设计更优的导流板，同时节省高达130小时的计算时间
阿维迪集团求助于的里雅斯特大学，以解决其位于意大利的里雅斯特的高炉料斗内部物料分布不均的问题。机械工程系对此问题进行了研究，并使用 modeFRONTIER 优化了新导流板的设计，以确保物料得到更佳的分布。他们利用 ESTECO 的集成和流程自动化技术，将 modeFRONTIER 与 Rocky DEM 软件耦合，加速了物料分布的模拟过程。通过使用 modeFRONTIER 中提供的专有算法，他们还找到了新导流板的最优设计。
主要成果
1：在几周内评估1000种设计方案
2：避免了手动整合多个应用程序输出的繁琐过程
3：节省高达130小时的计算时间
“借助 modeFRONTIER，我们能够在短短几周内评估1000种设计方案。”
—— 阿维迪集团
挑战
该项目涉及高炉料斗内焦炭和铁矿石的装填过程。不同的物料会形成料堆和斜面，导致工厂性能下降。料斗内不均匀的物料分布会引起温度分布、气流和气体成分的变化。为解决此问题，将 modeFRONTIER 与 Rocky DEM 耦合，以更好地理解物料行为并优化导流板设计。与 modeFRONTIER 的集成还有助于满足时间限制，减少了每次模拟的计算时间。
解决方案
该项目分两个阶段进行。第一阶段涉及 Rocky DEM 参数的校准和料斗装填的模拟。第二阶段则是优化装填过程所用新导流板的几何形状。
在校准过程中，他们将离散元法的参数（如颗粒间静摩擦力和滚动阻力）作为 modeFRONTIER 的输入。模拟物料的休止角被用作输出。
在设备优化阶段，通过采用均匀拉丁超立方采样进行的敏感性分析，运行了90个设计方案并确定了最重要的设计变量。随后，工程师以这些几何变量作为输入，优化了三种不同的几何形状。输出基于物料分布，其计算方式是将料斗虚拟划分为12个扇形区域，并对每个区域内的颗粒进行统计分析。这些值被用来定义优化的两个目标和约束条件。他们使用 ESTECO 专有的 pilOPT 算法来运行这三项优化研究。得益于自主模式，他们能够在短短几周内评估超过1000个设计方案，无需设置任何参数，并在时间方面获得了显著效益。
效益
凭借用户友好的图形界面，modeFRONTIER 帮助实现了模拟过程的自动化。如果没有 modeFRONTIER，工程师将不得不为每次模拟手动更改导流板的几何形状，造成大量的时间浪费。使用 modeFRONTIER 后，他们能够节省高达130小时的计算时间。最后，通过流程自动化，设计工程师可以启动优化，并避免了手动组合多个应用程序输出的艰苦过程。
关于阿维迪钢铁公司
阿维迪集团成立于1963年，是欧洲重要的钢铁制造企业之一，业务涵盖热轧酸洗、镀锌和预涂卷材、碳钢和不锈钢管材以及不锈钢精密轧制带材的生产。
