烟叶加料工艺的仿真分析方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及烟草加工制造，特别是涉及一种烟叶加料工艺的仿真分析方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、烟叶加料是烟草加工工艺中对烟叶进行香料喷淋加工的过程，是卷烟生产工艺中的关键环节之一。烟叶加料的均匀性和利用率是反映工艺水平的关键指标。由于烟叶形状各异，运动规律难以直接量化，在传统的烟叶加料工艺研究方法中，主要依靠技术人员实验测量以及长期的经验积累，存在实验成本较高、工艺优化难度较大等问题。

2、将离散元仿真分析技术应用于烟叶加料过程的仿真，可以准确模拟烟叶颗粒在加料筒内运动特征，为优化工艺参数提供指导。现有的离散元仿真分析技术，对于烟叶颗粒，仿真中忽略了烟叶柔性的特征，而是基于烟叶的几何形状进行刚性计算。从而导致在低转速计算中会出现烟叶运动速度过快的现象。

3、因此，如何提供一种高效的方法应用于烟叶加料工艺的仿真并使得在高转速与低转速下的烟叶加料仿真结果均与实验结果一致成为亟需解决的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种烟叶加料工艺的仿真分析方法、系统、设备及介质。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种烟叶加料工艺的仿真分析方法，所述方法包括：

3、获取烟叶特征的第一测量参数以构建烟叶几何模型，以及获取加料筒结构的第二测量参数以构建加料筒几何模型；

4、划分所述烟叶几何模型以获得柔性烟叶单元；

5、获取烟叶的相互作用参数，并采用所述相互作用参数、所述柔性烟叶单元以及所述加料筒几何模型进行烟叶加料工艺仿真，获得烟叶的仿真轴向平均速度；

6、获取所述仿真轴向平均速度对应的实验轴向平均速度，并根据所述实验轴向平均速度与所述仿真轴向平均速度，调整所述相互作用参数，以使所述实验轴向平均速度与所述仿真轴向平均速度相近。

7、于本发明的一实施例中，所述获取烟叶的相互作用参数，包括：

8、获取烟叶间、烟叶与加料筒壁面间的相互作用参数，其中，所述相互作用参数包括动摩擦系数、静摩擦系数、杨氏模量、泊松比以及碰撞恢复系数。

9、于本发明的一实施例中，所述采用所述相互作用参数、所述柔性烟叶单元以及所述加料筒几何模型进行烟叶加料工艺仿真，获得烟叶的仿真轴向平均速度，包括：

10、设置烟叶初始位置在所述加料筒的滚筒底部堆积，根据所述相互作用参数、所述柔性烟叶单元以及所述加料筒几何模型进行动态仿真，以获取动态仿真中烟叶的仿真轴向平均速度。

11、于本发明的一实施例中，所述获取动态仿真中烟叶的仿真轴向平均速度，包括：

12、获取动态仿真中烟叶的轴向速度和烟叶数量，并根据所述轴向速度和所述烟叶数量，计算某一时刻的烟叶体系的平均运动速度；

13、当所述平均运动速度计算稳定后，获取一段时间内的计算结果输出帧数，并根据所述平均运动速度和所述计算结果输出帧数，计算稳态下烟叶的仿真轴向平均速度。

14、于本发明的一实施例中，所述第二测量参数包括加料筒筒长，所述当所述平均运动速度计算稳定后，获取一段时间内的计算结果输出帧数，并根据所述平均运动速度和所述计算结果输出帧数，计算稳态下烟叶的仿真轴向平均速度的步骤之后，还包括：

15、根据所述加料筒筒长和所述仿真轴向平均速度，计算烟叶的仿真停留时间。

16、于本发明的一实施例中，所述获取所述仿真轴向平均运动速度对应的实际轴向平均速度，包括：

17、获取实验中烟叶的进料流量、一定进料流量下的稳态运行时所述加料筒滚筒内烟叶的截留质量以及加料筒筒长，并根据所述进料流量和所述截留质量，计算实验平均停留时间；

18、根据所述加料筒筒长和所述实验平均停留时间，计算实验中烟叶的实验轴向平均速度。

19、于本发明的一实施例中，所述根据所述实际轴向平均速度与所述仿真轴向平均运动速度，调整所述相互作用参数，以使所述实验轴向平均速度与所述仿真轴向平均速度相近，包括：

20、根据所述实际轴向平均速度与所述仿真轴向平均运动速度，调整所述相互作用参数；

21、采用调整后的相互作用参数，重复执行采用所述相互作用参数、所述柔性烟叶单元以及所述加料筒几何模型进行烟叶加料工艺仿真的步骤到根据所述实验轴向平均速度与所述仿真轴向平均运动速度，调整所述相互作用参数的步骤，直至所述仿真轴向平均运动速度与所述实验轴向平均速度相近。

22、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种烟叶加料工艺的仿真分析系统，包括：

23、构建模块，用于获取烟叶特征的第一测量参数以构建烟叶几何模型，以及获取加料筒结构的第二测量参数以构建加料筒几何模型；

24、划分模块，用于划分所述几何模型以获得柔性烟叶单元；

25、仿真模块，用于获取烟叶的相互作用参数，并采用所述相互作用参数、所述柔性烟叶单元以及所述加料筒几何模型进行烟叶加料工艺仿真，获得烟叶的仿真轴向平均速度；

26、调整模块，用于获取所述仿真轴向平均速度对应的实验轴向平均速度，并根据所述实验轴向平均速度与所述仿真轴向平均速度，调整所述相互作用参数，以使所述实验轴向平均速度与所述仿真轴向平均速度相近。

27、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器与处理器；

28、所述存储器用于存储计算机程序；

29、所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述电子设备执行所述烟叶加料工艺的仿真分析方法。

30、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被电子设备执行时实现如上所述的烟叶加料工艺的仿真分析方法。

31、如上所述，本发明的烟叶加料工艺的仿真分析方法、系统、设备及介质，所述方法包括：获取烟叶特征的第一测量参数以构建烟叶几何模型，以及获取加料筒结构的第二测量参数以构建加料筒几何模型；划分所述烟叶几何模型以获得柔性烟叶单元；获取烟叶的相互作用参数，并采用所述相互作用参数、所述柔性烟叶单元以及所述加料筒几何模型进行烟叶加料工艺仿真，获得烟叶的仿真轴向平均速度；获取所述仿真轴向平均速度对应的实验轴向平均速度，并根据所述实验轴向平均速度与所述仿真轴向平均速度，调整所述相互作用参数，以使所述实验轴向平均速度与所述仿真轴向平均速度相近。本发明提供了一种高效的方法应用于烟叶加料工艺的仿真并使得在高转速与低转速下的烟叶加料仿真结果均与实验结果一致。

技术特征：

1.一种烟叶加料工艺的仿真分析方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取烟叶的相互作用参数，包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述采用所述相互作用参数、所述柔性烟叶单元以及所述加料筒几何模型进行烟叶加料工艺仿真，获得烟叶的仿真轴向平均速度，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取动态仿真中烟叶的仿真轴向平均速度，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二测量参数包括加料筒筒长，所述当所述平均运动速度计算稳定后，获取一段时间内的计算结果输出帧数，并根据所述平均运动速度和所述计算结果输出帧数，计算稳态下烟叶的仿真轴向平均速度的步骤之后，还包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述仿真轴向平均运动速度对应的实际轴向平均速度，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际轴向平均速度与所述仿真轴向平均运动速度，调整所述相互作用参数，以使所述实验轴向平均速度与所述仿真轴向平均速度相近，包括：

8.一种烟叶加料工艺的仿真分析系统，其特征在于，所述系统包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：存储器与处理器；

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被电子设备执行时实现权利要求1至7中任一项所述烟叶加料工艺的仿真分析方法。

技术总结本发明提供一种烟叶加料工艺的仿真分析方法、系统、设备及介质，所述方法包括：获取烟叶特征的第一测量参数以构建烟叶几何模型，以及获取加料筒结构的第二测量参数以构建加料筒几何模型；划分烟叶几何模型以获得柔性烟叶单元；获取烟叶的相互作用参数，并采用相互作用参数、柔性烟叶单元以及加料筒几何模型进行烟叶加料工艺仿真，获得烟叶的仿真轴向平均速度；获取仿真轴向平均速度对应的实验轴向平均速度，并根据实验轴向平均速度与仿真轴向平均速度，调整相互作用参数，以使实验轴向平均速度与仿真轴向平均速度相近。本发明提供了一种高效的方法应用于烟叶加料工艺的仿真并使得在高转速与低转速下的烟叶加料仿真结果均与实验结果一致。技术研发人员：周凯敏,张浩博,束茹欣受保护的技术使用者：上海烟草集团有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29