CN110348156B - 一种炉料颗粒在高炉旋转溜槽内部运动的仿真方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炉料颗粒在高炉旋转溜槽内部运动的仿真方法，包括以下步骤：步骤一，确定仿真所用到的参数；步骤二，使用ANSYS获取旋转溜槽中刚体的质量和转动惯量张量；步骤三，使用ANSYS进行前处理，生成k文件；步骤四，对步骤三所生成的k文件进行计算，计算后生成计算结果；步骤五，将k文件的计算结果提交给图形界面软件，用于观察计算结果。该仿真方法可以获得炉料颗粒在旋转溜槽内任意时刻的运动状态，且结果更加直观和具体，将为炉料颗粒在溜槽内的运动规律、高炉内部炉料颗粒的布料规律、溜槽衬板受到炉料颗粒撞击时衬板的磨损状况等课题的研究提供一定的指导作用。

Description

一种炉料颗粒在高炉旋转溜槽内部运动的仿真方法
技术领域
本发明涉及高炉旋转溜槽内部炉料颗粒运动的仿真技术领域，特别涉及一种基于ANSYS/LS-DYNA的炉料颗粒在高炉旋转溜槽内部运动的联合仿真方法。
背景技术
无料钟炉顶技术是现代钢铁工业中最广泛采用的一种高炉冶铁技术。旋转溜槽属于无料钟高炉的炉料布料设备的一项重要装置，它安装于高炉的炉喉部位，用于炉料的填充与布料。装料时，大量的炉料颗粒(包括焦炭、铁矿石等)从位于高炉顶部的料罐中倾泻而下，经重力作用掉落到溜槽内部后，经过旋转溜槽的导向作用而流入到高炉内部。旋转溜槽具有旋转和倾动两种基本的运动形式，旋转运动的轴线是高炉的中心线，倾动运动可以改变溜槽的倾斜角度。装料过程中，溜槽的旋转运动可以使炉料在高炉内部的周向分布变得均匀，而倾动运动可以调节炉料沿高炉截面径向方向的位置，有利于调节炉料在高炉内部的径向分布状况。旋转和倾动的协作动作，可以实现环形布料、螺旋布料等多种布料方式。
炉料在旋转溜槽内部的动力学研究属于高炉炉料运动的一项重要的研究课题。它对于揭示炉料的运动规律，揭示炉料在高炉内部的分布状况，以及溜槽内壁衬板受到炉料撞击时的磨损状况等均具有重要的指导意义。目前，关于炉料颗粒在溜槽内的运动分析已经有了相关的数学理论模型。但是，这些数学理论模型做了不少的简化处理，例如只考虑单个炉料颗粒，或者忽略了溜槽的截面形状等，与实际的工作情况还有一定的差别，不足以揭示炉料颗粒在溜槽内部完整的运动状态。因此，有必要借助于数值仿真的方法来解决上述问题。目前，关于炉料颗粒在旋转溜槽内运动的数值仿真方法还尚未见有报道。本发明将建立一种基于有限元(Finite Element Method,FEM)仿真模型的方法来对炉料颗粒在溜槽内的运动状况进行分析。
发明内容
本发明的目的是提供一种炉料颗粒在高炉旋转溜槽内部运动的仿真方法，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种炉料颗粒在高炉旋转溜槽内部运动的仿真方法，包括以下步骤：
步骤一，确定仿真所用到的参数；
步骤二，使用ANSYS获取旋转溜槽中刚体的质量和转动惯量张量；
步骤三，使用ANSYS进行前处理，生成k文件；
步骤四，对步骤三所生成的k文件进行计算，计算后生成计算结果；
步骤五，将k文件的计算结果提交给图形界面软件，用于观察计算结果。
进一步的，所述步骤一中需要确定的参数包括旋转溜槽衬板的形状与尺寸、炉料颗粒的粒径、旋转溜槽衬板的材料参数、炉料颗粒的材料参数、炉料颗粒与旋转溜槽衬板之间的静摩擦系数与动摩擦系数、炉料颗粒相互之间的静摩擦系数与动摩擦系数。
进一步的，所述步骤二具体包括如下步骤：
步骤(1)，指定单元类型；
步骤(2)，定义旋转溜槽底板的材料；
步骤(3)，建立旋转溜槽底板的几何模型；
步骤(4)，为旋转溜槽底板的几何模型添加材料，并划分旋转溜槽底板的网格；
步骤(5)，计算并显示旋转溜槽底板的质量和转动惯量张量。
进一步的，所述步骤二具体操作步骤如下：
步骤(1)，指定单元类型：采用solid164作为旋转溜槽底板的单元类型，使用ET语句进行设置；
步骤(2)，定义旋转溜槽底板的材料：定义一种材料，并指定该材料类型为刚体；将旋转溜槽底板的密度、弹性模量、泊松比作为材料的参数输入；
步骤(3)，建立旋转溜槽底板的几何模型：根据旋转溜槽底板的尺寸建立旋转溜槽底板的几何模型，选择Z轴作为旋转溜槽的旋转轴，根据倾动角的要求设置旋转溜槽的轴向方向与Z轴之间的夹角；
步骤(4)，为旋转溜槽底板的几何模型添加材料并划分旋转溜槽底板的网格：合适地指定旋转溜槽底板的网格大小，将步骤(1)所建立的单元类型指定为旋转溜槽底板的单元类型，将步骤(2)所建立的材料类型作为旋转溜槽底板的材料类型，划分出旋转溜槽底板的网格；
步骤(5)，计算并显示旋转溜槽底板的质量和转动惯量张量：采用VSUM语句显示旋转溜槽底板的质量和转动惯量张量，并做好相关数据的记录。
进一步的，所述步骤三具体包括如下步骤：
步骤a，指定单元类型；
步骤b，定义材料参数；
步骤c，建立几何模型；
步骤d，划分网格；
步骤e，复制出大量的炉料颗粒；
步骤f，生成部件；
步骤g，定义接触类型；
步骤h，定义边界条件；
步骤i，设置仿真时长和仿真时间步长；
步骤j，指定k文件的文件名称，生成k文件。
进一步的，所述步骤三的具体操作步骤如下：
步骤a，指定单元类型：采用solid164作为仿真的单元类型，使用ET语句进行设置；
步骤b，定义材料参数：指定三种材料，三种材料分别为炉料颗粒的材料、旋转溜槽衬板的材料、旋转溜槽底板的材料，其中，旋转溜槽底板的材料设置要与步骤二中计算旋转溜槽底板的质量和转动惯量张量时的材料设置一致；
步骤c，建立几何模型：根据旋转溜槽的几何尺寸和旋转溜槽的倾斜角度建立旋转溜槽的几何模型，旋转溜槽的几何模型组件分为旋转溜槽衬板和旋转溜槽底板；在原点处建立第一颗炉料颗粒的几何模型；
步骤d，划分网格：分别为第一颗炉料颗粒、旋转溜槽衬板和旋转溜槽底板指定单元类型、材料类型以及所要划分网格的线段长度或者网格的尺寸大小后划分网格；
步骤e，复制炉料颗粒：在旋转溜槽衬板上方距离卸料口的某一位置处，确定要生成的大量炉料颗粒所处的位置；使用第三方计算机语言所具有的随机数功能来指定生成炉料颗粒所处的位置点，所生成的每个炉料位置点之间的距离大于炉料的粒径，使得所生成的炉料颗粒不至于发生几何上的重叠，以与实际工况更加相符；在每一个炉料位置点上复制所建立的第一颗炉料颗粒，复制时要将第一颗炉料颗粒的几何模型、网格、单元、节点都进行复制；对复制后的每一个炉料颗粒的实常数编号进行修改，使得所有的炉料颗粒具有不同的实常数编号；复制完所有的炉料颗粒以后要将第一颗炉料颗粒的几何模型、单元、网格和节点删除；
步骤f，生成部件：生成的部件包括旋转溜槽衬板、旋转溜槽底板以及不同的炉料颗粒；
步骤g，定义接触类型：设置炉料颗粒之间的接触类型，并定义每两个炉料颗粒之间的摩擦系数，采用APDL语言中的循环语句功能，调用嵌套循环来定义大量炉料颗粒相互之间的作用；
步骤h，定义边界条件：对所有的炉料颗粒添加沿Z轴方向上的重力加速度；为旋转溜槽底板添加沿Z轴方向的转动，使得整个溜槽组件在溜槽底板的带动下绕Z轴旋转；定义转动中心，定义转动惯量张量，输入步骤二中所获取的转动惯量张量和质量的值，加载到旋转溜槽底板上；将旋转溜槽底板沿Z轴方向的位移设置为零；根据卸料口与炉料颗粒之间的距离，估算出炉料颗粒沿Z轴的初速度，并为炉料颗粒添加初速度；
步骤i，设置仿真时长和仿真时间步长：分别使用TIME语句和EDRST语句设置仿真时长和仿真时间步长；
步骤j，指定k文件的文件名称，生成k文件：使用EDWRITE语句输出本仿真模型的k文件。
进一步的，所述步骤e中的第三方计算机语言为Python或Matlab等。
进一步的，步骤四中通过步骤三中生成的k文件提交给ANSYS自带的求解器或者LS-DYNA求解器进行计算，计算后生成计算结果；
进一步的，将步骤五中k文件的计算结果提交给LS-DYNA的图形界面软件LS-PrePost，用于观察计算结果。本发明的有益效果如下：
本发明提出一种炉料颗粒在高炉旋转溜槽内部运动的仿真方法可用于旋转溜槽在进行环形布料时，炉料颗粒在旋转溜槽内部的运动仿真。环形布料时，溜槽匀速地绕高炉中心线旋转，而溜槽的倾动角度保持不变。仿真采用的软件为ANSYS和LS-DYNA，仿真模型的建立采用的是有限元法。该仿真模型中，可以根据研究内容的不同，自行设置炉料颗粒的数量和炉料颗粒的形状。该方法可以获得炉料颗粒在旋转溜槽内任意时刻的运动状态，且结果更加的直观具体，将为炉料颗粒在旋转溜槽内的运动规律、高炉内部炉料颗粒的布料规律、旋转溜槽衬板受到炉料颗粒撞击时衬板的磨损状况等课题的研究提供一定的指导作用。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是本发明的旋转溜槽的工作过程示意图；
图3是本发明中旋转溜槽的截面图；
图4是通过ANSYS所获取的仿真模型中的旋转溜槽底板的质量和转动惯量张量；
图5是本仿真模型中所建立的不同部件及其相应的部件编号、材料编号、单元类型编号、实常数类型编号等参数；
图6是具有25粒球形炉料颗粒的仿真模型；
图7是某一仿真时刻25粒球形炉料颗粒在旋转溜槽内运动的仿真结果；
图8是具有100粒球形炉料颗粒的仿真模型；
图9是某一仿真时刻100粒球形炉料颗粒在旋转溜槽内运动的仿真结果；
图10是具有1粒球形炉料颗粒的仿真模型；
图11是某一仿真时刻1粒炉料颗粒在旋转溜槽内运动的仿真结果；
图12是具有25粒方形炉料颗粒的仿真模型。
图13是某一仿真时刻25粒方形炉料颗粒在旋转溜槽内运动的仿真结果。
图中所示：1-卸料口，2-倾动转动点，3-炉料颗粒，4-旋转溜槽，401-旋转溜槽衬板，402-旋转溜槽底板，5-旋转溜槽底板的质量，6-旋转溜槽底板的转动惯量张量，7-旋转溜槽衬板参数，8-旋转溜槽底板参数，9-炉料颗粒参数。
具体实施方式
实施例1
一种炉料颗粒在高炉旋转溜槽内部运动的仿真方法，包括以下步骤：
步骤一，确定仿真所用到的参数；
步骤二，使用ANSYS获取旋转溜槽中刚体的质量和转动惯量张量；
步骤三，使用ANSYS进行前处理，生成k文件；
步骤四，对步骤三所生成的k文件进行计算，计算后生成计算结果；
步骤五，将k文件的计算结果提交给图形界面软件，用于观察计算结果。
实施例2
为了能够更加清楚地对本发明的内容、特点进行说明，下面根据实例并配合附图来对本发明的内容进行详细说明，具体流程见附图1。本例中，炉料颗粒3的数量为25粒，炉料颗粒3的形状为球形。
1、确定仿真所用到的参数
旋转溜槽4的工作方式和截面图分别如附图2和附图3所示，需要确定的参数包括旋转溜槽4的形状与尺寸、炉料颗粒3的粒径、旋转溜槽衬板401的材料参数、旋转溜槽底板402的材料参数、炉料颗粒3的材料参数、炉料颗粒3与旋转溜槽衬板401之间的静摩擦系数(TP_SF)与动摩擦系数(TP_DF)、炉料颗粒3相互之间的静摩擦系数(PP_SF)与动摩擦系数(PP_DF)。
2、使用ANSYS获取旋转溜槽中刚体的质量和转动惯量张量
在LS-DYNA中处理旋转体时，只能为刚体添加旋转边界条件，而且需要输入刚体的质量、转动惯量张量。本发明的旋转溜槽4组件包括旋转溜槽衬板401与旋转溜槽底板402，旋转溜槽衬板401附着于旋转溜槽底板402之上，旋转溜槽底板402设置为刚体，旋转溜槽底板402的旋转带动整个旋转溜槽4组件的转动。所以要为旋转溜槽底板402添加旋转边界条件，这就要将旋转溜槽底板402设置为刚体，并且输入旋转溜槽底板402的质量、转动惯量张量。因此在正式进行前处理操作前，要先通过ANSYS计算获取旋转溜槽底板402的质量和转动惯量张量。为了加快获取速度，采用ANSYS内置的APDL语言来获取，具体操作如下：
2.1设置单元类型
采用适合于ANSYS和LS-DYNA联合仿真的8节点实体单元类型Solid164，采用ET语句设置。
2.2定义旋转溜槽底板的材料
使用EDMP语句定义一种刚体材料，赋予旋转溜槽底板402的材料参数，包括密度、弹性模量、泊松比。
2.3建立旋转溜槽底板的几何模型
根据旋转溜槽底板402的尺寸建立旋转溜槽底板402的几何模型，选择Z轴作为旋转溜槽4的旋转轴，要根据倾动角的要求设置旋转溜槽4的轴向方向与Z轴之间的夹角。
2.4划分旋转溜槽底板的网格
因ANSYS中不能单独将材料添加到几何模型中，需要通过划分旋转溜槽底板网格的方法来添加，因此需要完整地对旋转溜槽底板模型进行网格划分的操作。合适地指定旋转溜槽底板的网格大小，将2.1所建立的单元类型指定为旋转溜槽底板402的单元类型，将2.2所建立的材料类型作为旋转溜槽底板402的材料类型，划分出旋转溜槽底板402的网格。
2.5计算并显示旋转溜槽底板的质量和转动惯量张量
采用VSUM语句显示旋转溜槽底板402的质量和转动惯量张量。如图4所示，由于本仿真模型中的旋转溜槽4的转动轴为Z轴，因此需要记录基于原点的转动惯量张量，转动惯量张量一共包括六个值(Ixx，Iyy，Izz，Ixy，Iyz，Izx)，并做好相关数据的记录。
3、在ANSYS中使用APDL语言前处理
使用ANSYS软件对整个仿真模型进行前处理。为了加快整体的建模过程，采用ANSYS内置的APDL语言对仿真模型进行前处理操作，模型中包括炉料颗粒3、旋转溜槽衬板401、旋转溜槽底板402。整个前处理过程包括指定单元类型、定义材料参数、建立几何模型、划分网格、生成部件(Part)、定义不同部件之间的接触、定义边界条件、设置仿真时长和仿真时间步长、生成k文件。
3.1设置单元类型
本发明中所有单元类型均采用8节点实体单元类型Solid164，使用ET语句进行设置。
3.2定义材料参数
指定三种材料，三种材料分别为炉料颗粒3的材料、旋转溜槽衬板401的材料和旋转溜槽底板402的材料。采用MP语句设置炉料颗粒3和旋转溜槽衬板401的材料，并分别指定相关材料的密度、弹性模量、泊松比等参数。使用EDMP设置旋转溜槽底板402的材料，并将旋转溜槽底板402设置为刚体(Rigid)，设定底板的密度、弹性模量、泊松比。这里要注意的是，由于LS-DYNA中，物体的转动边界条件只能添加在刚体上，因此要将旋转溜槽底板402的材料定义为刚体。
3.3建立几何模型
按照旋转溜槽衬板401、旋转溜槽底板402以及炉料颗粒3的几何模型尺寸分别建立旋转溜槽衬板401、旋转溜槽底板402和炉料颗粒3的几何模型；选取Z轴为旋转溜槽4的旋转轴，旋转溜槽衬板401和旋转溜槽底板402组合体与Z轴之间的夹角为旋转溜槽4的倾动角；在原点处建立第一颗炉料颗粒3的几何模型，炉料颗粒3简化为球形体。
3.4划分网格
分别为第一颗炉料颗粒3、旋转溜槽衬板401和旋转溜槽底板402指定单元类型、材料类型以及所要划分网格的线段长度或者网格的尺寸大小，然后划分网格。
3.5复制出大量的炉料颗粒
根据卸料口1的直径，确定要生成的大量炉料颗粒3在仿真模型区域中的位置；使用Matlab或者Python等第三方语言，随机生成25个离散点，要求相邻两点之间的距离要大于炉料颗粒3的粒径，这样可以使所生成的炉料颗粒3不至于发生几何上的重叠，以与实际工况更加相符；在ANSYS中使用VGEN复制语句，在所生成的25个离散点位置处复制所建立的第一颗炉料颗粒的几何模型及其相应的网格、单元和节点；
这里要注意的是，由于所有的炉料颗粒3的材料参数相同，为了不至于在后续生成部件的操作中，将所有的炉料颗粒3生成为同一个部件，要为不同的炉料颗粒3指定不同的实常数类型。
因此，每复制完一个炉料颗粒3，使用EMODIF语句为所复制的炉料颗粒3修改实常数编号，使这些炉料颗粒3的实常数编号分别为1～25；使实常数编号各不相同的目的是为了使这些炉料颗粒3在下文中生成部件后每一个炉料颗粒3各自成为一个部件；复制完所有的炉料颗粒3以后要将第一颗炉料颗粒3的几何模型、网格、单元、节点删除。
3.6生成部件
使用EDPART,CREATE语句生成不同的部件，如图5所示，每一个炉料颗粒3各自成为一个部件。
3.7设置接触
使用APDL语言中内置的*DO*END循环语句设置炉料颗粒3与旋转溜槽衬板401之间的接触，接触定义使用EDCGEN语句来定义，定义示例如表1所示：
表1炉料颗粒与溜槽衬板之间的接触定义
Figure BDA0002134357610000101
表1中，炉料颗粒3与旋转溜槽衬板401之间的接触类型为ASTS(Automatic-Surface-to-Surface)，TP_SF和TP_DF分别为炉料颗粒3与旋转溜槽衬板401之间的静、动摩擦系数。
使用嵌套*DO*END循环语句设置大量炉料颗粒3相互之间的接触，接触定义使用EDCGEN语句来定义，定义示例如表2所示：
表2大量炉料颗粒相互之间的接触定义
Figure BDA0002134357610000102
表2中，大量炉料颗粒3相互之间的接触类型为ASTS(Automatic-Surface-to-Surface)，PP_SF和PP_DF分别为炉料颗粒3相互之间的静、动摩擦系数。
3.8设置边界条件
(1)使用*DIM，ACCZ语句定义重力加速度，使用EDLOAD语句为所有的炉料颗粒3添加重力加速度，这里要先使用cm语句将整个炉料颗粒3整体定义为一个组件(component)，然后对这个组件整体添加重力加速度。
(2)使用EDLOAD语句为旋转溜槽底板402添加转速；
(3)使用*DIM，CENTER语句添加旋转溜槽底板402的转动中心，本例中为原点；
(4)使用*DIM，II语句定义转动惯量张量，并使用EDIPART语句将转动惯量张量添加至旋转溜槽底板402之上；
(5)使用D语句使旋转溜槽底板402沿Z方向上的位移为零，使旋转溜槽衬板401在受到炉料颗粒3撞击后沿Z方向上的位移保持不变；
(6)根据卸料口1与所生成的炉料颗粒3之间的距离，估算出炉料颗粒3沿Z轴方向的初始速度，并为炉料颗粒3添加初始速度。此处可以使用循环语句分别对每一个炉料颗粒3的部件添加初速度。当然，如果所生成的炉料颗粒3的位置处于卸料口1位置处，则可以不用添加初速度。
3.9设置仿真时长和仿真时间步长
分别使用TIME语句和EDRST语句设置仿真时长和仿真时间步长。
3.10生成输出k文件：
使用EDWRITE语句输出仿真模型的k文件。
4、将3.10中所生成的k文件提交给ANSYS或者LS-DYNA运算，生成计算结果，炉料颗粒3的仿真模型如附图6所示。
5、使用LS-PrePost软件观察后处理的结果，某一时刻炉料颗粒3在旋转溜槽4内运动的仿真结果见附图7。
实施例3
可以根据需要随意设置仿真研究所需要的炉料颗粒3的数量，炉料颗粒3设定为100粒的仿真模型和仿真计算结果如图8和图9所示，炉料颗粒3设定为1粒的仿真模型和仿真计算结果如图10和图11所示。采用本方法对其他数量的炉料颗粒3所进行的仿真，均属于本发明专利所保护的范围。
实施例4
可以根据需要设置其他形状的炉料颗粒3，图12和图13分别为具有25粒方形炉料颗粒3的旋转溜槽4的仿真模型与其仿真结果。采用本方法对其他形状的炉料颗粒3所进行的仿真，也属于本发明专利所保护的范围。
本发明中炉料颗粒3的材料只有一种，也可以设置多种具有不同材料类型的炉料颗粒3，采用本发明中所提出的方法进行多种材料的炉料颗粒3在旋转溜槽4内的运动仿真也属于本发明专利所保护的范围。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种炉料颗粒在高炉旋转溜槽内部运动的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，确定仿真所用到的参数；
步骤二，使用ANSYS获取旋转溜槽中刚体的质量和转动惯量张量；
步骤三，使用ANSYS进行前处理，生成k文件；
步骤四，对步骤三所生成的k文件进行计算，计算后生成计算结果；
步骤五，将k文件的计算结果提交给图形界面软件，用于观察计算结果；
所述旋转溜槽中的刚体为旋转溜槽底板，所述步骤二具体包括如下步骤：
步骤（1），指定单元类型；
步骤（2），定义旋转溜槽底板的材料；
步骤（3），建立旋转溜槽底板的几何模型；
步骤（4），为旋转溜槽底板的几何模型添加材料，并划分旋转溜槽底板的网格；
步骤（5），计算并显示旋转溜槽底板的质量和转动惯量；
所述步骤二具体步骤如下：
步骤（1），指定单元类型：采用solid164作为旋转溜槽底板的单元类型，使用ET语句进行设置；
步骤（2），定义旋转溜槽底板的材料：定义一种材料，并指定该材料类型为刚体；将旋转溜槽底板的密度、弹性模量、泊松比作为材料的参数输入；
步骤（3），建立旋转溜槽底板的几何模型：根据旋转溜槽底板的尺寸建立旋转溜槽底板的几何模型，选择Z轴作为旋转溜槽的旋转轴，根据倾动角的要求设置旋转溜槽的轴向方向与Z轴之间的夹角；
步骤（4），为旋转溜槽底板的几何模型添加材料并划分旋转溜槽底板的网格：合适地指定溜槽底板的网格大小，将步骤（1）所建立的单元类型指定为溜槽底板的单元类型，将步骤（2）所建立的材料类型作为溜槽底板的材料类型，划分出溜槽底板的网格；
步骤（5），计算并显示旋转溜槽底板的质量和转动惯量张量：采用VSUM语句显示旋转溜槽底板的质量和转动惯量张量，并做好相关数据的记录；
所述步骤三具体包括如下步骤：
步骤a，指定单元类型；
步骤b，定义材料参数；
步骤c，建立几何模型；
步骤d，划分网格；
步骤e，复制出大量的炉料颗粒；
步骤f，生成部件；
步骤g，定义接触类型；
步骤h，定义边界条件；
步骤i，设置仿真时长和仿真时间步长；
步骤j，指定k文件的文件名称，生成k文件。
2.根据权利要求1所述的一种炉料颗粒在高炉旋转溜槽内部运动的仿真方法，其特征在于，所述步骤一中需要确定的参数包括旋转溜槽衬板的形状与尺寸、炉料颗粒的粒径、旋转溜槽衬板的材料参数、旋转溜槽底板的材料参数、炉料颗粒的材料参数、炉料颗粒与旋转溜槽衬板之间的静摩擦系数与动摩擦系数、炉料颗粒相互之间的静摩擦系数与动摩擦系数。
3.根据权利要求1所述的一种炉料颗粒在高炉旋转溜槽内部运动的仿真方法，其特征在于，所述步骤三的具体操作步骤如下：
步骤a，指定单元类型：采用solid164作为仿真的单元类型，使用ET语句进行设置；
步骤b，定义材料参数：指定三种材料，三种材料分别为炉料颗粒的材料、旋转溜槽衬板的材料、旋转溜槽底板的材料，其中，旋转溜槽底板的材料设置要与步骤二中计算旋转溜槽底板的质量和转动惯量张量时的材料设置一致；
步骤c，建立几何模型：根据旋转溜槽的几何尺寸和旋转溜槽的倾斜角度建立旋转溜槽的几何模型，旋转溜槽的几何模型组件分为旋转溜槽衬板和旋转溜槽底板；在原点处建立第一颗炉料颗粒的几何模型；
步骤d，划分网格：分别为第一颗炉料颗粒、旋转溜槽衬板和旋转溜槽底板指定单元类型、材料类型以及所要划分网格的线段长度或者网格的尺寸大小后划分网格；
步骤e，复制炉料颗粒：在旋转溜槽衬板上方距离卸料口的某一位置处，确定要生成的大量炉料颗粒所处的位置；使用第三方计算机语言所具有的随机数功能来指定生成炉料颗粒所处的位置点，所生成的每个炉料位置点之间的距离大于炉料的粒径，使得所生成的炉料颗粒不至于发生几何上的重叠，以与实际工况更加相符；在每一个炉料位置点上复制所建立的第一颗炉料颗粒，复制时要将第一颗炉料颗粒的几何模型、网格、单元、节点都进行复制；对复制后的每一个炉料颗粒的实常数编号进行修改，使得所有的炉料颗粒具有不同的实常数编号；复制完所有的炉料颗粒以后要将第一颗炉料颗粒的几何模型、单元、网格和节点删除；
步骤f，生成部件：生成的部件包括旋转溜槽衬板、旋转溜槽底板以及不同的炉料颗粒；
步骤g，定义接触类型：设置炉料颗粒之间的接触类型，并定义每两个炉料颗粒之间的摩擦系数，采用APDL语言中的循环语句功能，调用嵌套循环来定义大量炉料颗粒相互之间的作用；
步骤h，定义边界条件：对所有的炉料颗粒添加沿Z轴方向上的重力加速度；为旋转溜槽底板添加沿Z轴方向的转动，使得整个溜槽组件在溜槽底板的带动下绕Z轴旋转；定义转动中心，定义转动惯量张量，输入步骤二中所获取的转动惯量张量和质量的值，加载到旋转溜槽底板上；将旋转溜槽底板沿Z轴方向的位移设置为零；根据卸料口与炉料颗粒之间的距离，估算出炉料颗粒沿Z轴的初速度，并为炉料颗粒添加初速度；
步骤i，设置仿真时长和仿真时间步长：分别使用TIME语句和EDRST语句设置仿真时长和仿真时间步长；
步骤j，指定k文件的文件名称，生成k文件：使用EDWRITE语句输出本仿真模型的k文件。
4.根据权利要求3所述的一种炉料颗粒在高炉旋转溜槽内部运动的仿真方法，其特征在于，所述步骤e中的第三方计算机语言为Python或Matlab。
5.根据权利要求1或2所述的一种炉料颗粒在高炉旋转溜槽内部运动的仿真方法，其特征在于，步骤四中通过步骤三中生成的k文件提交给ANSYS自带的求解器或者LS-DYNA求解器进行计算，计算后生成计算结果。
6.根据权利要求1或2所述的一种炉料颗粒在高炉旋转溜槽内部运动的仿真方法，其特征在于，步骤五中将k文件的计算结果提交给LS-DYNA的图形界面软件LS-PrePost，用于观察计算结果。
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