Fyra miljoner till forskning om datorsimuleringar av flödande material

– Detta är en fortsättning på ett framgångsrikt samarbete där simuleringarna redan visat sig vara värdefulla i arbetet med att utveckla LKAB:s nya pelletsverk. Metoderna ger helt nya möjligheter att styra processer och minska energiförbrukning, samtidigt som kvaliteten på produkterna kan ökas, berättar Martin Servin, forskare vid UMIT Research Lab och lektor vid Institutionen för fysik på Umeå universitet.

Projektet är inriktat på granulära material såsom malm, grus, mineralpellets, spannmål, biomaterial och läkemedel. Sådana material är speciella. Ibland flyter de nästan som vätskor, ibland liknar de fasta material och ibland delar de till och med egenskaper med gaser.

Med hjälp av detaljerade datorsimuleringar av det granulära materialet är det möjligt att studera hur det påverkas och flödar under en mängd olika förhållanden. Till exempel går det att på ett enkelt sätt ta reda på var det finns bromsande flaskhalsar och nedbrytande krafter – och därefter testa hur processen kan förbättras. På så sätt går det att utveckla nya styrmetoder, till exempel för att tillverka järnmalmspellets.
– Med simuleringarna kan vi experimentera på ett snabbt, billigt och repeterbart sätt. Vissa typer av mätningar, till exempel hur krafter fördelas mellan de granulära kropparna, är praktiskt taget ogenomförbara i verkliga system. Men tack vare nya framsteg inom beräkningsvetenskap och datorhårdvara kan vi nu studera processer med 100 miljoner granulära kroppar – eller 100 kubikmeter av centimeterstora pellets. Därmed kan vi ta fram modeller och simuleringar för storskaliga industrisystem, till exempel inom mineralprocessering, säger Martin Servin.

I projektet skapas och testas nya beräkningsmetoder och regleralgoritmer för att styra processer med granulära flöden. Gränssnittet mellan styrprogramvara och simulerat system konstrueras så att överföring från virtuellt system till fysisk industrianläggning kan ske ögonblickligen. Det ska ge möjlighet för operatörer att testa alternativ styrning i virtuell miljö samtidigt som denne styr den faktiska processen. Lösningar kommer att testas i rullkretsar vid LKABs anläggning i Malmberget för pelletisering av järnmalm.
– Vi befinner oss i en revolution där avancerade beräkningsprogramvaror blir allt mer lättillgängliga för icke-specialister, säger Kenneth Bodin, VD vid Algoryx Simulation avknoppat från Umeå universitet 2007. När designern eller ingenjören kan testköra sin idé i simulering på bara några ögonblick och visa upp resultatet för medarbetare och beslutsfattare blir ett helt nytt kreativt arbetssätt möjligt.

För ytterligare information, kontakta gärna:

Martin Servin, forskare vid UMIT Research Lab och lektor vid Institutionen för fysik, Umeå universitet
Telefon: 090-786 65 08
E-post: martin.servin@physics.umu.se

Porträttbild av Martin Servin

Fakta:

Utlysning: Processindustriell IT och Automation (PiiA) är ett strategiskt innovationprogram finansierat av VINNOVA tillsammans med Energimyndigheten och Formas.

Projekt: ”Reglering av granulära processer” (GranuReg)

Beviljat anslag: 4 000 000 kronor för ett tvåårigt projekt och medfinansierat av industriparterna med lika mycket.

Projektpartners: Algoryx Simulation, LKAB, Optimation, Umeå universitet.

Projektledare: Universitetslektor Martin Servin, Institutionen för fysik och UMIT Research Lab, Umeå universitet