Моделирование формы кулачка, обеспечивающей оптимальную работу высевающего устройства вибрационного типа

При высыпании гранул появляются эф-фекты, вызванные дискретностью среды, ее неоднородностью, нелинейным характером взаимодействия гранул, их переупаковкой, возникновением зон разрыхления и уплотне-ния. Ранее были получены результаты приме-нения имитационного моделирования для ис-следования поведения гранулированной среды в вибрирующих сосудах. Подход оказался до-статочно эффективным и позволил в даль-нейшем решить ряд прикладных задач по со-вершенствованию конструкции универсально-го высевающего устройства, основанного на вибрации лотка с семенами. Основным кри-терием эффективности решения сформули-рованных задач является равномерность вы- сева семян через отверстия дна. Оптимиза-ция процесса велась в двух направлениях. Оп-тимизировались геометрические параметры конструкции - ширина лотка, высота запол-нения семенами, расположение высевающих отверстий в дне и т.д. Проводилась оптими-зация механических параметров - амплитуды и частоты колебаний лотка. Единственное, что оставалось неизменным, было то, что лоток совершал гармонические колебания. В работе сделана попытка оптимизировать работу вибрационного высевающего аппарата в зависимости от формы поверхности кулач-ка, т.е. от режима горизонтальных колебаний лотка. Модель движения гранулированной сре-ды в качестве сил взаимодействия предпола-гает упругие силы контактного взаимодей-ствия между соседними частицами, силы тре-ния между соседними гранулами, стенками и дном и вязкие силы, введенные по аналогии с жидкими средами. Эти вязкие силы достаточ-но реальны и характеризуют влажность рас-сматриваемого объема. В модели вязкие силы необходимо вводить для корректного числен-ного решения задачи. Так как задача Коши, возникающая в данном случае, является до-статочно жесткой - собственные числа опе-ратора перехода чисто мнимые. В этом слу-чае даже энергетически согласованная схема Рунге-Кутта второго порядка, используемая в работе, недостаточно обеспечивает числен-ное решение искусственной, вычислительной вязкостью. Поэтому введение физической, релеевской вязкости хорошо стабилизирует численное решение. Разумный компромисс находится только при множественном вычис-лительном эксперименте.