バケット掘削時の掘削土量を算出するEDEMpyスクリプト

Kosuke_IKEDA · April 2024

本記事では、Altair MotionSolve - Altair EDEMの連成シミュレーションによりパワーショベルの掘削挙動をシミュレーションした場合の掘削土量を算出する方法を紹介します。

掘削土量を算出には、EDEMのPythonAPIであるEDEMpyを使用します。

Altair InspireのパラメトリックモデリングとAltair HyperStudyのDOEにより、バケット形状を様々に変えた場合の掘削性能を評価できます。掘削土量は重要な掘削性能の1つです。

本記事で使用したスクリプト、モデルは下記よりダウンロードいただけます。

edempy_post.py

EDEM.zip

MotionView.zip

EDEMpyによるバケット掘削土量算出

下記EDEMpyのサンプルコードです。

from edempy import Deck from edempy import BoxBin import pandas as pd  #load EDEM model deck=Deck('EDEM_IronOre.dem')  #define time time_interval = 0.1 time = [7,9,11] step=[t/time_interval for t in time] 	 #get final step nstep=deck.numTimesteps-1  def calc_binned_mass(s): 	#get Center of Mass of Bucket 	geocom=deck.timestep[s].geometry['bucket'].getCoM()  	#set Bin volume 	boxbin = BoxBin(geocom + [0,0,0],3,3,3)  	#get ID / Position / Mass list 	ids=deck.timestep[nstep].particle[0].getIds() 	pos=deck.timestep[nstep].particle[0].getPositions() 	masses=deck.timestep[nstep].particle[0].mass  	#get ID / Position / Mass in Bin 	binned_ids=boxbin.getBinnedObjects(ids,pos) 	binned_mass=boxbin.getBinnedObjects(masses,pos,queryType='total') 	 	return binned_mass  mass=[calc_binned_mass(s) for s in step]  #write out to csv df=pd.DataFrame({'data':mass}) df.to_csv('edemout.csv',index=False)

任意時刻におけるバケット掘削土量を算出できます。

下記は7sec, 9sec, 11secの時刻における掘削土量を算出できます。指定時刻の数は任意です。

EDEMの出力間隔 0.1secを指定することで、出力すべきフレーム数を取得します。EDEMモデルの出力間隔に合わせてください。

#define time time_interval = 0.1 time = [7,9,11]

ジオメトリ名'bucket'の重心位置を取得し、重心位置から指定した寸法の立方体内の粒子の質量を計算します。

ここでは、3m x 3m x 3mとしています。バケットの大きさが変わる場合はこの値を修正します。

	#get Center of Mass of Bucket 	geocom=deck.timestep[s].geometry['bucket'].getCoM()  	#set Bin volume 	boxbin = BoxBin(geocom + [0,0,0],3,3,3)

粒子のIDと位置を取得し、先に定義したボックス内の質量を算出するスクリプトです。

粒子の種類が複数ある場合は、どの粒子の質量を算出するかの指定が必要です。

1種類の場合は修正不要でそのままご利用いただけます。

	#get ID / Position / Mass list 	ids=deck.timestep[nstep].particle[0].getIds() 	pos=deck.timestep[nstep].particle[0].getPositions() 	masses=deck.timestep[nstep].particle[0].mass  	#get ID / Position / Mass in Bin 	binned_ids=boxbin.getBinnedObjects(ids,pos) 	binned_mass=boxbin.getBinnedObjects(masses,pos,queryType='total')

最終的にedemout.csvでファイルが出力されます。7sec, 9sec, 11secの時刻における掘削土量（kg）が書き出されます。