Title

CARACTERIZAçãO E MODELAGEM DA FORMA DE PARTíCULAS GROSSAS PARA SIMULAçõES DEM

MODELLING AND CHARACTERIZATION OF SHAPE OF COARSE PARTICLES FOR DEM SIMULATIONS

Authorship

Fidalgo, Alan Pereira

Fidalgo, Alan Pereira

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DOI

10.5151/2594-4711-40240

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Abstract

O método dos elementos discretos (DEM) é uma ferramenta de grande utilidade para simular o fluxo de material granulares, como partículas minerais. Nessas simulações muitas vezes as partículas simuladas são representadas como esferas ou esferas superpostas, com o objetivo de reduzir o esforço computacional. No entanto, partículas minerais apresentam formatos muito irregulares, os quais podem ser melhor representados considerando formatos poliédricos. Felizmente, alguns softwares como o Rocky já permitem a introdução de modelos 3D no formato “.stl” como geometria de partícula. O objetivo do trabalho é desenvolver modelos 3D de partículas de acordo com suas distribuições em grupos definidos pelas suas razões de aspecto, que então podem ser utilizados para alimentar simulações DEM de minérios variados. Partindo da caracterização de duas rochas (itabirito e granulito) foram obtidas as distribuições cumulativas das razões de aspecto. Em seguida as partículas foram classificadas em grupos de acordo com essas razões, tendo partículas representativas modeladas em CAD. A fim de demonstrar a significância da representação adequada do formato das partículas, foi simulado em DEM o ensaio do ângulo de repouso dos materiais descritos.

DEM is a useful tool for simulating flow of granular material such as minerals. In these simulations particles are often represented by spheres or clusters of spheres with the aim of reducing the computational effort. However, mineral particles present highly irregular shapes, which may be better represented by polyhedral. Fortunately, software such as Rocky already allow use of 3D models in “.stl” format as particle geometry. The aim of this work is to develop 3D models of particles according to their distributions in groups defined by their aspect ratios, that then can be utilized as input to DEM simulation of any ore. Starting with the characterization of two rocks (itabirite and granulite) the cumulative distributions of aspect ratios were calculated. Particles were then divided in groups according to those aspect ratios, with representative particles modeled in CAD. In order to demonstrate the relevance of shape, the angle of repose test was simulated of the studied materials.

Keywords

DEM; Caracterização de partículas minerais; Modelagem 3D

DEM; Characterization of mineral particles; 3D modelling