Ansys Rocky™: la simulazione DEM dei materiali granulari e particellari

Nel mondo dell’ingegneria moderna, la capacità di simulare con precisione il comportamento di materiali granulari, polveri, pellets e particelle è fondamentale per ottimizzare i processi industriali. Ansys Rocky™ è uno strumento altamente specializzato per la simulazione DEM (Discrete Element Method), che consente di modellare il movimento, l’interazione e l’usura di particelle solide in una vasta gamma di applicazioni industriali. Dalla movimentazione di materiali sfusi all’analisi dell’erosione in condotti, il software permette simulazioni altamente realistiche, supportando le aziende nella progettazione di sistemi affidabili, efficienti e durevoli.

Integrato all’interno dell’ecosistema Ansys, il software Rocky si distingue per la sua capacità di simulare forme particellari realistiche, interazioni multi-corpo complesse e accoppiamenti multifisici con altri strumenti come Ansys Fluent® per la CFD e Ansys Mechanical™ per l’analisi strutturale. Questo lo rende uno strumento strategico per le industrie che lavorano con materiali granulari: minerario, cemento, farmaceutico, alimentare, energia e oltre.

Perché il software Ansys Rocky è indispensabile?

Il software Ansys Rocky si è imposto come uno dei software DEM più avanzati sul mercato per la sua capacità di offrire simulazioni dettagliate e realistiche del comportamento delle particelle solide. Rispetto ad altri strumenti di simulazione, Rocky permette di modellare particelle con forme irregolari, rotazioni complesse, adesione, rottura e deformazione, elementi cruciali per ottenere risultati affidabili.

È particolarmente indispensabile per aziende che gestiscono sistemi di trasporto e trattamento di materiali sfusi, come nastri trasportatori, coclee, mulini, frantoi e vagli, dove l’interazione delle particelle influisce direttamente sull’efficienza e sulla durata degli impianti. Inoltre, Rocky è in grado di simulare fenomeni come abrasione e usura, aiutando a prevedere e prevenire guasti critici nei componenti esposti a sollecitazioni intensive.

La possibilità di integrare il software Rocky con la CFD (ad esempio tramite il software Ansys Fluent) consente di simulare simultaneamente l’interazione tra particelle e fluidi, come gas o liquidi, rendendolo fondamentale per la progettazione di impianti complessi come cicloni, filtri, scrubber e reattori a letto fluidizzato.

Che problemi risolve?

Tra i principali problemi che il software Ansys Rocky contribuisce a risolvere vi sono:

• Usura e danneggiamento dei componenti: permette di identificare con precisione le aree soggette a erosione, impatto e abrasione, aiutando a progettare superfici e rivestimenti più resistenti.
• Progettazione inefficiente dei sistemi di trasporto: Simulando il comportamento reale delle particelle, consente di ottimizzare geometrie di coclee, nastri, tramogge e frantoi per migliorare il flusso e ridurre gli inceppamenti.
• Rottura e danneggiamento di materiali fragili: Grazie alla simulazione del comportamento meccanico delle particelle, è possibile prevedere la frattura o la rottura del materiale in fase di lavorazione.
• Distribuzione non uniforme del materiale: aiuta a visualizzare e correggere problemi di accumulo o dispersione non voluta all’interno dei processi produttivi, migliorando la qualità e l’uniformità del prodotto finale.
• Sovradimensionamento dei componenti: La simulazione dettagliata permette di eliminare margini di sicurezza eccessivi, ottimizzando i materiali e riducendo i costi di produzione.
• Tempi e costi legati a test fisici: Sostituisce numerose fasi di test sperimentali con simulazioni digitali, riducendo il bisogno di prototipi e fermo impianto.
• Mancanza di dati predittivi per la manutenzione: Fornisce informazioni utili alla pianificazione della manutenzione preventiva, aumentando l’affidabilità operativa e riducendo i guasti.

Come migliora i processi ingegneristici?

Il software Ansys Rocky rappresenta un cambio di paradigma nei processi di progettazione ingegneristica legati ai materiali sfusi. Permette agli ingegneri di simulare fedelmente il comportamento delle particelle fin dalle fasi iniziali del progetto, riducendo la dipendenza da prove fisiche e prototipi, che sono spesso costosi e complessi da realizzare.

Integrando lo strumento nel processo di sviluppo, le aziende possono anticipare problemi progettuali, ottimizzare le geometrie dei componenti coinvolti nella movimentazione delle particelle e allungare il ciclo di vita degli impianti. L’analisi dell’usura, ad esempio, consente di pianificare meglio la manutenzione preventiva, riducendo costosi tempi di fermo macchina.

Inoltre, il software Rocky si distingue per le prestazioni elevate in ambito computazionale, grazie al supporto per GPU e calcolo parallelo, che consente di simulare milioni di particelle in tempi contenuti. Questo aspetto lo rende adatto anche a simulazioni complesse in ambito industriale, con geometrie reali e condizioni operative realistiche.

Attraverso l’interfaccia user-friendly e l’integrazione con altre soluzioni Ansys, il software Rocky permette una collaborazione fluida tra team di progettazione, R&D e produzione, facilitando l’introduzione di innovazioni tecniche e riducendo il time-to-market.

Conclusione

Il software Ansys Rocky è molto più di un software DEM: è una piattaforma completa per la simulazione realistica dei materiali granulari, in grado di affrontare le sfide più complesse legate alla movimentazione, usura e comportamento delle particelle. La sua capacità di modellare forme complesse, simulare interazioni multifisiche e offrire risultati affidabili lo rende uno strumento indispensabile per le aziende che vogliono innovare i propri processi e progettare impianti più efficienti, duraturi e sostenibili.

Grazie a questo strumento, l’ingegneria dei materiali sfusi entra in una nuova era, dove il comportamento reale può essere analizzato, compreso e ottimizzato ancora prima che il primo componente venga prodotto.