Rocky DEM：カスタマーサクセス集（その4）
皆さま、こんにちは。
IDAJの河口です。
一旦、こちらが最後の記事です。今後も、情報発信していきますので、ご覧いただけると幸いです。
トライされたい解析がございましたらお気軽に弊社へお問い合わせください！
■カスタマーサクセス集（その1）
・アスファルトプラント装置：BOMAG社様
シミュレーションによって製品性能を60％向上
・クリーナー（掃除機）：BISSELL社様
試作数を削減し、開発時間とコストを最小限に抑制
・製薬プロセス：BMS社様
従来比100倍の粒子量でリアルなシミュレーション
・石油化学パイプライン：Braskem社様
コークの蓄積を抑制してメンテナンスコストを削減
・鉱山輸送プラント：CALTRA社様
お客様のプロジェクトの信頼性と品質を確保
■カスタマーサクセス集（その2）
・破砕機：CMD Consulting社様
高効率ミル稼働のための部品の最適設計
・鉱業用機器： Chemtech社様
鉄鉱石採掘鉱山での低コストソリューションを開発
・回転式焼成炉：Dynamis社様
粒子シミュレーションを用いて大幅な効率化を実現
・ワンキック式SAGミルフィーダー：Ferrosa社様
シミュレーションによって設計を改善。装置処理能力は200％に倍増。装置停止時間は12日/年から2日/年へと6分の1に。
・各種鉱業用装置：IMS社様
従来の設計開発手法からの脱却
■カスタマーサクセス集（その3）
・バルク搬送装置：LAYOUT ENGENEERING社様
材料搬送プロセスを最適化
・肥料散布機：Roesner Pty社様
開発効率400％アップ、製品性能5%アップを達成
・搬送装置：Leoben大学様
粒子シミュレーションを用いて大幅な効率化を実現
・製鉄高炉：NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL社様
リアルな粒子形状で現象を忠実にシミュレーション
・スナック菓子の生産：PEPSICO社様
研究開発コストを最大で50％削減
バイオマス処理装置：アイダホ国立研究所様
バイオマス材料の不規則な粒子形状を再現
アイダホ国立研究所の研究者は、DOEのバイオエネルギー技術局から、バイオマス材料の基礎的な理解を深め、ベストプラクティスを進めるために、DEMシミュレーションモデルやプロセスの特定・開発を行うことを任されています。バイオマス材料は不規則な粒子形状であるため、予測できないフローパターンが発生し、バイオマス処理装置の機器を詰まらせる可能性があります。
研究チームは、既存の先進的な材料モデルと、バイオマス処理装置の機器やプロセスにおける粒子の流れの挙動に対する適合性を判断するために文献調査を行いました。この最初のステップに基づき、次にRocky DEMのリアルな多面体・ファイバーモデルを使用してより優れたモデリング技術を開発し、重要なパラメータを決定する前処理シミュレーション研究を実施しました。
本プロジェクトの成果は、バイオマス処理装置の機器やプロセス設計の最適化に関する業界関係者の意思決定に役立てられます。また、ダウンタイムをなくすことで機器をより効率化し、最終的には運用コストを削減する可能性があります。
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私たちの関心は、バイオエネルギーの生成に使用されるバイオマス材料における粒子-流れの挙動を理解することです。我々はRocky DEMの高度な形状モデルを使用した最初の研究チームのひとつであり、バイオマス処理装置内のバイオマス粒子と流れの変動をモデル化するための適合性を探っています。Rocky DEMのフレキシブルファイバーモデルがトウモロコシの茎葉組織に適していることはすでに判明しており、このモデルを使って流れやせん断試験の複雑なシミュレーションシナリオを実行し、粒子の挙動を特定する予定です。 |
スクリーニング装置：Spetstekhnoma社様
顧客の要求を満たす高性能な処理装置を設計
スクリーニングプロセスのシミュレーションによって、目的の粒子径を達成し、効率と信頼性を評価することができます。
新しい機器の設計や既存の機器の改良の最適化を行う必要がありました。
Rocky DEMでスクリーニングシミュレーションを行いバーチャル環境で効率を評価しました。
最も効率的なスクリーンデザインと、その操作のためのパラメータを見つけることができました。
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Rocky DEMは、システム内のマテリアルフローを評価したり、最大の負荷にさらされるアセンブリを見つけ、材料の集積場所を見つけることができる多用途のツールです。 |
冷蔵庫用の熱交換器：Sub Zero社様
埃の蓄積に強い冷蔵庫の熱交換器を開発
高級冷蔵庫用のより効率的な熱交換器を開発するために、部品全体の汚れ、ほこり、髪の毛、綿の繊維の流れと堆積を現実的にモデル化する必要がありました。
CFD-DEMの一方向の連成シミュレーションを適用し、キッチンの汚れが熱交換器の流れと動作にどのように影響するかを正確に把握しました。Rocky DEMは、CFDや他のDEMソフトウェアでは不可能な、複雑で繊維質の材料をモデル化する機能を備えているため、粒子の堆積、抗力、付着力などの粒子に作用する流体力に関する情報を得ることができました。
Rocky DEMを使用することで、製品設計者は氷点下の冷蔵庫の熱交換器を通過する汚れの流れを正確に予測することができます。さらに、Rocky DEMはAnsysマルチフィジックスシミュレーションツール群とシームレスに統合されているため、時間とコストを節約することができます。流れの挙動のあらゆる側面を理解することは、将来の「氷点下」冷蔵庫の設計において堅牢な動作を確保するために不可欠です。
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Sub-Zeroでは様々な物理ツールを使用していますが、Rocky DEMは我々の既存のポートフォリオにぴったりです。Rocky DEMとCFDを組み合わせることで、特定の幾何学的形状の特定の表面上にある特定の一点のホコリを理解するための真の理解力を得ることができます。私たちの仕事は、その現実に基づいて設計し、埃の蓄積に強い冷蔵庫の熱交換器を開発することです。 |
セメント生産用プラント：Thyssenkrup社様
さまざまなプロセスのシミュレーションを実施
セメント製造では、粉砕された原料を燃やしてクリンカーにした後、再び砕いてセメントにします。Thyssenkrup社のPOLYTRACKコンベヤーシステムは、最初に1,000℃以上の温度で窯から出てくるセメントクリンカーを冷却して輸送します。このシステムには、エアレーションフロアとその上に配置されたコンベヤースキッドが組み込まれている非常に複雑なシステムですが、効率よく適切な設計手法を構築する必要がありました。
DEM（離散要素モデリング）による粒子シミュレーションを用いて、破砕や粉砕から、輸送、混合、貯蔵、積み込みまで、さまざまなプロセスのシミュレーションを実施するようになりました。
資源や環境の保護するだけでなく、オペレーターの最大の生産性と収益性を保証する最先端の生産プロセスを実現しています。
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ここ数年、私たちのR&D部門がより多くのDEMシミュレーションを実施するようになったため、新しくパワフルで使いやすいソフトウェアを探す必要がありました。このようなニーズに迅速に対応し、より効率的に作業を行うために、私たちは包括的な機能と成熟した実績のあるユーザーインターフェースを備えたRocky DEMを選択しました。 |
錠剤のコーティングプロセス：Purdue大学様
GPUベースのアルゴリズムでの高速計算で時間削減
錠剤のスプレーコーティングに関連する製薬業界のプロセスを改善するために、スケールアップがコーティングパン内の複雑な錠剤のダイナミクスにどのように影響するかを特定する必要がありました。その目的は、錠剤内のコーティングのばらつきを特定することでした。
Rocky DEMの多面体要素機能を用いて、様々なサイズのコーティングパン内の錠剤をモデル化しました。GPUベースのアルゴリズムを用いて、シミュレーションされたスプレーの中での各錠剤の表面積要素の露出時間を高速に算出しました。
Rocky DEMによるシミュレーションは、錠剤の混合がスプレーコーティングにどのような影響を与えるかについて、実験的な研究では得られない知見をもたらしました。このソフトウェアのGPU処理機能により、長時間のシミュレーションに必要な時間が大幅に短縮されました。
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Rocky DEMは、実際の粒子の挙動を正確に予測する多面体要素を用いてタブレットの形状をモデル化することができるため、私たちが選んだツールです。従来のDEMソフトウェアは結合球要素を使用していたため、人工的な粗さが発生し、タブレットダイナミクスシミュレーションの精度に大きな影響を与えていました。 |
鉱山プラント機器（ローラースクリーン）：VALE大学様
1年間で約1.5億円の投資効果を確認
第1プラントから第2プラントへの鉄鉱石の移送時に、まずローラースクリーンで粒子を濾過し、サイズの小さい鉱石だけを第2プラントに到達させることで、第2プラントのメンテナンス停止時間を短縮したいと考えています。
Rocky DEMシミュレーションを使用して、最適なキャリブレーションでのローラースクリーン装置の効率をテストします。また、Ansys構造シミュレーションを使用して、構造設計が追加された重量をサポートできるかどうかを検証します。
Rocky DEMとAnsysのシミュレーションにより、第2プラントのメンテナンスコストを削減するという目標を満たす信頼性の高い設計を実現しました。設計開発期間は12ヶ月から3ヶ月に短縮され、運転開始1年目で約700万レアル（≒1.5億円）の投資効果が確認されました。
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Rocky DEMは様々なプロセスの改善に役立っています。シミュレーションツールを使用することで、設計の改善や利益を定量化することができます。鉱業では大型の機器を使用するため、コンピュータシミュレーションを行わないと、プロトタイプの開発やテストに数百万ドルの費用がかかります。正確なシミュレーション結果をもとに、必要な変更や更新を行うことができ、投資効果が確実に得られます。 |
パーティクルシミュレーター Rocky DEMとは？
離散要素法（Discrete Element Method: DEM）によって大量の粒子や、粉体の全体的な挙動を予測するための、強力なパーティクルシミュレーター。
粒子や粉体の挙動予測は、鉱業・自動車・機械・建築土木・農業・食品・医療・化学・材料など多くの産業界の生産技術分野でのニーズが増しており、粒子形状のモデル化方法や取り扱うことができる粒子の数、計算時間の短縮、他の分野のシミュレーションとの連成など多くの技術課題があります。
Rocky DEMは、実形状粒子の詳細なモデル化、GPUによる高速計算、最新の物理モデル、豊富な結果処理機能、使いやすいユーザーインターフェース、Ansysツールとの連成解析によって、設計現場の解析ニーズに幅広くおこたえします。
Rocky DEMの解析事例を多数掲載しています。IDAJ Youtube Channelはこちらです。
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