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基于煤岩颗粒能量耗散机理的溜槽结构优化方法
1
作者
史垚城
邹祖杰
+5 位作者
文国军
程斯一
吴来杰
王玉丹
刘璞
陈梦溪
《煤田地质与勘探》
北大核心
2025年第9期256-266,共11页
【目的】为应对应急救援作业、煤炭转运等物料输送中对溜槽结构性能的严苛要求,从颗粒能量耗散机理出发,提出了一种基于颗粒能量损耗调控的溜槽结构优化方法。【方法】构建了实验-仿真一体化分析框架,借助离散元方法(DEM)系统模拟颗粒...
【目的】为应对应急救援作业、煤炭转运等物料输送中对溜槽结构性能的严苛要求,从颗粒能量耗散机理出发,提出了一种基于颗粒能量损耗调控的溜槽结构优化方法。【方法】构建了实验-仿真一体化分析框架,借助离散元方法(DEM)系统模拟颗粒在两级壁面(WallⅠ与WallⅡ)间的冲击过程,重点揭示了颗粒速度扰动、应力分布特征与能量转化路径之间的耦合机理。基于此,定义了颗粒-颗粒能耗比例系数α,构建颗粒总能量耗散与壁面安装高度、角度之间的数学表达关系,并构建能耗均衡控制模型,定量分析了颗粒能量耗散情况和壁面安装角度与高度之间的关系。【结果和结论】壁面角度主导颗粒-颗粒与颗粒-壁面耗散路径的占比关系,可归纳为局部失稳、应力连续与冲击主导3种典型能耗机理。结合速度云图和应力场结果,进一步分析了颗粒宏观流动结构与微观能耗路径之间的协同演化关系。最后,提出了两种结构优化方法:一是设置引导性结构以降低初始冲击强度,二是引入台阶面实现局部剪切增强与耗散路径转化。结构优化方法有效提升了颗粒-颗粒耗散能力,同时避免了逆向流动与壁面局部过载现象,工程应用效果验证了优化方法的有效性。研究成果为复杂约束条件下溜槽系统的能量管理与结构设计提供了理论支撑与工程依据。
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关键词
煤岩颗粒
能量耗散机理
转运溜槽
结构优化
离散元法
颗粒-壁面碰撞
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职称材料
基于线激光扫描的岩石激光钻孔的三维重建和可视化
被引量：
9
2
作者
官东林
文国军
+3 位作者
王玉丹
童志伟
吴玲玲
罗耀坤
《地质科技通报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期173-183,共11页
激光钻进岩石形成的钻孔的孔形较为复杂,具有较小的孔直径和较高的孔壁粗糙度,使得利用传统方法进行钻孔尺寸的测量较为困难。为了精确钻孔测量和方便孔形研究,提出了一种基于线激光扫描及逆向建模的钻孔建模方法。首先,搭建了线激光扫...
激光钻进岩石形成的钻孔的孔形较为复杂,具有较小的孔直径和较高的孔壁粗糙度,使得利用传统方法进行钻孔尺寸的测量较为困难。为了精确钻孔测量和方便孔形研究,提出了一种基于线激光扫描及逆向建模的钻孔建模方法。首先,搭建了线激光扫描平台,建立了空间坐标系,以获取钻孔的三维坐标,构建了钻孔的初始点云数据。其次,在MATLAB中对获取的点云数据进行无效点移除及多视角点云配准,其中,无效点移除利用顺序查找法实现,多视角点云配准则基于迭代最近点(ICP)算法,包括初始配准和精确配准两个阶段。最后,基于Delaunay三角网格划分及曲面重建算法,实现了钻孔模型的重建和可视化。此外,还采用滴液法和切割法进行实际钻孔容积值测量及钻孔轮廓线获取,并与由点云重建的钻孔模型上获取的测算结果进行对比分析,以验证所述方法建立的钻孔模型的精度。结果表明:重建的钻孔模型与实际钻孔之间的误差小于4%,重建的模型能够满足激光岩石钻进钻孔的测量要求,证实了所述方法的可行性。与传统测量方法相比,所述方法属于非接触、非破坏性方法,可重复性测量。
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关键词
激光钻孔
线激光扫描
点云
模型重建
可视化
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职称材料
基于Unity3D的岩心钻机虚拟实训系统设计
被引量：
7
3
作者
胡自飞
文国军
+2 位作者
王玉丹
赵权
夏雨
《地质科技通报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期195-199,共5页
大型岩心钻机价格昂贵、操作工序复杂且十分危险,导致传统的培训技术难以高产出操作纯熟的技术人员,同时传统的培训技术以理论学习与直接上机相结合,如此跨越式培训增加了岩心钻机损坏与报废的风险,也提高了培训者自身门槛。基于此,提...
大型岩心钻机价格昂贵、操作工序复杂且十分危险,导致传统的培训技术难以高产出操作纯熟的技术人员,同时传统的培训技术以理论学习与直接上机相结合,如此跨越式培训增加了岩心钻机损坏与报废的风险,也提高了培训者自身门槛。基于此,提出了基于Unity3D的岩心钻机虚拟实训系统设计方案,并以XY-4型岩心钻机为例,采用SolidWorks与Maya联合建模、Unity3D进行软件系统开发。Unity3D可模拟出真实工作场景,让系统使用者有身临其境的感觉。实训系统设置4个学习场景:认知视频学习、操作要领学习、单步训练以及整体训练,操作知识环环相扣,人与场景融为一体。
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关键词
岩心钻机
虚拟实训
Unity3D开发
3D建模
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职称材料
题名
基于煤岩颗粒能量耗散机理的溜槽结构优化方法
1
作者
史垚城
邹祖杰
文国军
程斯一
吴来杰
王玉丹
刘璞
陈梦溪
机构
中国地质大学
(
武汉
)机械与电子信息学院
中煤科工西安
研究
院(集团)有限公司
中国地质大学
(
武汉
)
湖北省
智能
地质
装备
工程技术
研究
中心
中国地质大学
(
武汉
)先进钻掘机械
装备
湖北省
中试基地
出处
《煤田地质与勘探》
北大核心
2025年第9期256-266,共11页
基金
国家重点研发计划课题(2022YFC3005904)
国家科技重大专项项目(2024ZD1000801)。
文摘
【目的】为应对应急救援作业、煤炭转运等物料输送中对溜槽结构性能的严苛要求,从颗粒能量耗散机理出发,提出了一种基于颗粒能量损耗调控的溜槽结构优化方法。【方法】构建了实验-仿真一体化分析框架,借助离散元方法(DEM)系统模拟颗粒在两级壁面(WallⅠ与WallⅡ)间的冲击过程,重点揭示了颗粒速度扰动、应力分布特征与能量转化路径之间的耦合机理。基于此,定义了颗粒-颗粒能耗比例系数α,构建颗粒总能量耗散与壁面安装高度、角度之间的数学表达关系,并构建能耗均衡控制模型,定量分析了颗粒能量耗散情况和壁面安装角度与高度之间的关系。【结果和结论】壁面角度主导颗粒-颗粒与颗粒-壁面耗散路径的占比关系,可归纳为局部失稳、应力连续与冲击主导3种典型能耗机理。结合速度云图和应力场结果,进一步分析了颗粒宏观流动结构与微观能耗路径之间的协同演化关系。最后,提出了两种结构优化方法:一是设置引导性结构以降低初始冲击强度,二是引入台阶面实现局部剪切增强与耗散路径转化。结构优化方法有效提升了颗粒-颗粒耗散能力,同时避免了逆向流动与壁面局部过载现象,工程应用效果验证了优化方法的有效性。研究成果为复杂约束条件下溜槽系统的能量管理与结构设计提供了理论支撑与工程依据。
关键词
煤岩颗粒
能量耗散机理
转运溜槽
结构优化
离散元法
颗粒-壁面碰撞
Keywords
coal particle
energy dissipation mechanism
transfer chute
structural optimization
discrete element meth-od(DEM)
particle-wall collision
分类号
TD401 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
基于线激光扫描的岩石激光钻孔的三维重建和可视化
被引量：
9
2
作者
官东林
文国军
王玉丹
童志伟
吴玲玲
罗耀坤
机构
中国地质大学
(
武汉
)机械与电子信息学院
中国地质大学
(
武汉
)
湖北省
智能
地质
装备
工程技术
研究
中心
出处
《地质科技通报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期173-183,共11页
基金
国家自然科学基金项目(41972325,41672155)
湖北省自然科学基金杰出青年基金项目(2018CFA092)。
文摘
激光钻进岩石形成的钻孔的孔形较为复杂,具有较小的孔直径和较高的孔壁粗糙度,使得利用传统方法进行钻孔尺寸的测量较为困难。为了精确钻孔测量和方便孔形研究,提出了一种基于线激光扫描及逆向建模的钻孔建模方法。首先,搭建了线激光扫描平台,建立了空间坐标系,以获取钻孔的三维坐标,构建了钻孔的初始点云数据。其次,在MATLAB中对获取的点云数据进行无效点移除及多视角点云配准,其中,无效点移除利用顺序查找法实现,多视角点云配准则基于迭代最近点(ICP)算法,包括初始配准和精确配准两个阶段。最后,基于Delaunay三角网格划分及曲面重建算法,实现了钻孔模型的重建和可视化。此外,还采用滴液法和切割法进行实际钻孔容积值测量及钻孔轮廓线获取,并与由点云重建的钻孔模型上获取的测算结果进行对比分析,以验证所述方法建立的钻孔模型的精度。结果表明:重建的钻孔模型与实际钻孔之间的误差小于4%,重建的模型能够满足激光岩石钻进钻孔的测量要求,证实了所述方法的可行性。与传统测量方法相比,所述方法属于非接触、非破坏性方法,可重复性测量。
关键词
激光钻孔
线激光扫描
点云
模型重建
可视化
Keywords
laser drilling hole
line laser scanning
point cloud
model reconstruction
visualization
分类号
P631.7 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
基于Unity3D的岩心钻机虚拟实训系统设计
被引量：
7
3
作者
胡自飞
文国军
王玉丹
赵权
夏雨
机构
中国地质大学
(
武汉
)机械与电子信息学院
中国地质大学
(
武汉
)
湖北省
智能
地质
装备
工程技术
研究
中心
出处
《地质科技通报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期195-199,共5页
基金
中国地质大学(武汉)实验技术研究项目(SJ-201813)。
文摘
大型岩心钻机价格昂贵、操作工序复杂且十分危险,导致传统的培训技术难以高产出操作纯熟的技术人员,同时传统的培训技术以理论学习与直接上机相结合,如此跨越式培训增加了岩心钻机损坏与报废的风险,也提高了培训者自身门槛。基于此,提出了基于Unity3D的岩心钻机虚拟实训系统设计方案,并以XY-4型岩心钻机为例,采用SolidWorks与Maya联合建模、Unity3D进行软件系统开发。Unity3D可模拟出真实工作场景,让系统使用者有身临其境的感觉。实训系统设置4个学习场景:认知视频学习、操作要领学习、单步训练以及整体训练,操作知识环环相扣,人与场景融为一体。
关键词
岩心钻机
虚拟实训
Unity3D开发
3D建模
Keywords
core drill
virtual training
Unity3D development
3D modeling
分类号
TP391.9 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于煤岩颗粒能量耗散机理的溜槽结构优化方法
史垚城
邹祖杰
文国军
程斯一
吴来杰
王玉丹
刘璞
陈梦溪
《煤田地质与勘探》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于线激光扫描的岩石激光钻孔的三维重建和可视化
官东林
文国军
王玉丹
童志伟
吴玲玲
罗耀坤
《地质科技通报》
CAS
CSCD
北大核心
2021
9
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于Unity3D的岩心钻机虚拟实训系统设计
胡自飞
文国军
王玉丹
赵权
夏雨
《地质科技通报》
CAS
CSCD
北大核心
2020
7
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职称材料
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