有色金屬行業數字仿真通用技術要求編制說明（預審稿）《有色金屬行業數字仿真通用技術要求》編制組2023年4月一、工作簡況1、任務來源根據2022年11月22日，工業與信息化部《工業和信息化部辦公廳關于印發2022年第三批行業標準制修訂和外文版項目計劃的通知》（工信廳科函[2022]312號）的文件要求，行業標準《有色金屬行業數字仿真通用技術要求》制定項目由全國有色金屬標準化技術委員會歸口，計劃編號：2022-1578T-YS，項目周期為24個月，完成年限為2024年。由中國恩菲工程技術有限公司（以下簡稱中國恩菲）主編，中鋁智能科技發展有限公司、貴州鋁鎂設計研究院有限公司、國家超級計算天津中心、北京科技大學、中南大學、天津大學、湖南有色金屬有限公司、大冶有色金屬有限責任公司等參加，共同組成《有色金屬行業數字仿真通用技術要求》編制組，開展標準編制工作。根據《有色金屬行業智能制造標準體系建設指南（2023年版）》的規劃，《有色金屬行業數字仿真通用技術要求》屬于有色金屬行業智能制造標準體系中的“CIC智能工廠-CICC數字化平臺-CICCD數字仿真”部分，有色金屬行業智能制造標準體系圖如圖1所示。有色金屬行業智能制造標準體系結構向下延伸形成有色金屬行業智能制造標準體系框架，如圖2所示。圖1有色金屬行業智能制造標準體系結構圖圖2有色金屬行業智能制造標準體系框架圖數字仿真技術依靠高性能計算系統，結合有限元、離散元等概念，通過數值計算、圖像顯示等手段，達到對工程問題和物理問題乃至自然界各類問題研究的目的。近些年隨著數字仿真軟件、超算系統、云平臺計算等技術的迅速發展，數字仿真技術在各行各業的應用范圍越來越廣，有色金屬的采、選、冶等相關行業都有所涉及，與工業試驗相比，該技術以較低成本解決了有色金屬行業科學研究、設計、生產、管理等方面存在的大量難題，取得了顯著成果。在我國有色金屬行業目前還沒有形成完整數字仿真標準的情況下，不同的仿真工程師對于同一有色金屬行業涉及的流體、結構、電磁、顆粒等仿真問題的仿真分析結果有一定差異，這時往往需要對整個計算和分析過程進行反復校核，浪費大量人力物力，這些無增值的重復勞動使工程師陷入了基礎性分析的泥潭，更不必說再進一步做深入的分析和技術創新，這一問題極大限制了數字仿真技術在我國有色金屬行業的推廣應用和創新發展。因此形成統一的有色金屬數字仿真技術標準迫在眉睫，尤其在主觀性較強的模型建立、網格劃分、邊界條件處理、計算模型選取等方面亟需形成行業共識，降低仿真工程師由于自身掌握的相關專業知識、軟件掌握能力、對產品本身的理解程度等差異對仿真結果的影響，為實現仿真過程的科學管理奠定基礎。通過有色金屬行業數字仿真技術規范的建立，一是可以用以指導、規范仿真工程師在技術上保持高度的統一和協調，建立穩定的秩序，促進仿真技術全面有序健康發展，使其更加廣泛地應用于有色金屬行業科學研究、設計、生產和管理；二是可以形成自身的知識積累，便于其他仿真工程師快速進入標準的工作流程中，使仿真工作更加高效、快捷和準確；最后標準化是科研、生產、使用三者之間的橋梁，將有色金屬數字仿真技術過程獲得的成果標準化，使仿真技術在有色金屬行業迅速推廣和應用，從而促進整個有色金屬行業的科技進步。本標準著眼于解決有色金屬數字仿真過程不規范、認識不統一、結果差異等問題，切實推進仿真技術在有色金屬行業應用。針對有色金屬行業特點，總結以往的仿真分析經驗、參照試驗數據、借鑒其它行業相關標準，制定出適用于我國的有色金屬數字仿真技術標準，其制定能夠補充有色金屬數字仿真技術標準的缺失，形成完整的有色金屬行業標準體系，規范數字仿真技術的開發與應用，使有色金屬數字仿真技術有章可循，有法可依，推動數字仿真技術和相關系統規范開發、快速發展。2、標準起草單位、編制成員及其工作職責本標準由中國恩菲工程技術有限公司牽頭，中鋁智能科技發展有限公司、貴州鋁鎂設計研究院有限公司、國家超級計算天津中心、北京科技大學、中南大學、天津大學、湖南有色金屬有限公司、大冶有色金屬有限責任公司等參加編制。標準主要編制人員及工作職責見下表：表1標準主要編制人員及工作職責起草人單位工作職責中國恩菲工程技術有限公司負責標準整體結構、資料收集、匯總、執筆中鋁智能科技發展有限公司負責提供標準編制相關資料、技術支持貴州鋁鎂設計研究院有限公司負責提供標準編制相關資料、技術支持國家超級計算天津中心負責提供標準編制相關資料、技術支持北京科技大學負責提供標準編制相關資料、技術支持中南大學負責提供標準編制相關資料、技術支持天津大學負責提供標準編制相關資料、技術支持湖南有色金屬有限公司負責提供標準編制相關資料、技術支持大冶有色金屬有限責任公司負責提供標準編制相關資料、技術支持3、主要工作過程標準制訂計劃任務正式下達后，中國恩菲工程技術有限公司、中鋁智能科技發展有限公司、貴州鋁鎂設計研究院有限公司、國家超級計算天津中心、北京科技大學、中南大學、天津大學等立即組織召開了碰頭會，成立了標準編制組，初步確定了任務分工及進度計劃：中國恩菲牽頭，負責資料收集、匯總、執筆，中鋁智能科技發展有限公司、貴州鋁鎂設計研究院有限公司、國家超級計算天津中心、北京科技大學、中南大學、天津大學、湖南有色金屬有限公司、大冶有色金屬有限責任公司等負責提供標準編制相關資料、技術支持；在標準編制過程中，可逐步吸收行業其他生產單位加入標準編制組。2022年11月到2023年4月：項目的立項、啟動和技術準備階段。2023年4月到2023年9月：編制并討論標準討論稿。2023年10月到2024年4月：編制組對標準預審稿進行逐條討論，形成標準征求意見稿。2024年4月到2024年9月：在行業廣泛征求意見，并進行意見的匯總處理，形成標準送審稿。2024年10月9日，全國有色金屬標準委員會組織召開《有色金屬行業數字仿真通用技術要求》審定會，對標準送審稿進行逐條審定，形成標準報批稿。二、標準編制原則和確定標準主要內容1、編制原則編制過程中遵循如下原則：（1）一致性原則標準應該與以下內容協調一致：a）智能制造標準體系要求；b）相關法律、法規、政策、標準、管理辦法。（2）全面系統a）涵蓋有色金屬行業數字化仿真全過程；b）全面、系統建立有色金屬行業數字仿真技術要求；c）本標準可與智能制造標準體系中的其他標準豐富智能制造標準體系。（3）突出行業特點標準突出有色金屬行業的特點，重點關注有色金屬行業的采礦廠、選礦廠、冶煉廠等涉及的相關設備、部件或工藝流程數字化仿真工作的實施過程。（4）適用可操作a）對有色金屬行業數字仿真過程全流程進行規范說明，保證標準內容的完整性和適用性；b）立足有色金屬行業實際和智能制造標準體系的要求，確保標準的可操作性。2、數字仿真分析流程規定數字化仿真應建立規范的仿真工作流程，包括仿真建模、仿真計算、仿真分析、結果評估、結果輸出等。3、國內外相關標準研究國際上尚未制訂專門針對有色金屬數字仿真的相關行業標準。國際上現存的與仿真相關的標準大都是針對特定的研究對象而提出的，如美國航空航天學會AIAAG-077-1998(2002)《GuidefortheVerificationandValidationofComputationalFluidDynamicsSimulations》，美國機械工程師協會ASMEV&V102006《GuideforVerificationandValidationinComputationalSolidMechanicsfirstissuance》，ASMEV&V20-2009《StandardforVerificationandValidationinComputationalFluidDynamicsandHeatTransfer》，以及ASMEV&V10.1-2012《AnIllustrationoftheConceptsofVerificationandValidationinComputationalSolidMechanics》，國際標準化組織ISO/TR16730-3:2013《Firesafetyengineering—Assessment,verificationandvalidationofcalculationmethodsPart3:ExampleofaCFDmodel》，ISO/TS10303-1375:2014《Industrialautomationsystemsandintegration—Productdatarepresentationandexchange—Part1375:Applicationmodule:Cfdconditions、Part1376:Applicationmodule:Cfdequations、Part1377:Applicationmodule:Cfdmodel、Part1378:Applicationmodule:Cfdresults》，ISO/TS18166:2016《NumericalWeldingSimulation—ExecutionandDocumentation》，ISO/TS10303-1379:2019《Industrialautomationsystemsandintegration—Productdatarepresentationandexchange—Part1379:Applicationmodule:Cfdspecifiedgeneralproperty》，德國標準化學會DINEN15026《Hygrothermalperformanceofbuildingcomponentsandbuildingelements—Assessmentofmoisturetransferbynumericalsimulation》，這些標準分別針對航空航天、機械工程、消防安全工程、工業自動化等行業的數字仿真過程中涉及到的流體、結構以及傳熱問題的求解進行了規范，并得到了廣泛的認可。截至目前，以美國為首的西方國家在建立了仿真體系的基礎上，強化仿真標準規范制定，建設通用化資源模型，支撐了本國仿真體系的迭代發展。我國在仿真標準方面的工作還很缺失，直到近幾年在與國外企業的合作交流中才逐漸意識到仿真標準的重要性，在此基礎上逐步開展我國建模與仿真過程的標準化研究，通過各方努力逐漸形成了GB/Z28283-2012《熱加工工藝仿真與模擬技術導則》，GB/T31054-2014《機械產品計算機輔助工程有限元數值計算術語》，GB/T33582-2017《機械產品結構有限元力學分析通用規則》，GB/T38918-2020《民用飛機起落架結構設計與仿真》，NB/T31066-2015《風電機組電氣仿真模型建模導則》，NB/T31075-2016《風電場電氣仿真模型建模及驗證規程》，TB/T3503.4-2018《鐵路應用空氣動力學第4部分：列車空氣動力學性能數值仿真規范》，SJ21313-2018《電子裝備結構動力學仿真分析通用要求》，QJ20060-2011《基于ADAMS的機構動力學仿真通用要求》，YY/T0859-2011《均勻徑向載荷下金屬血管支架有限元分析方法指南》，YY/T1714-2020《非組合式金屬髖關節股骨柄有限元分析標準方法》等仿真相關的國家或行業標準，此外還有正在批準中的國家標準計劃20171020-T-604《高海拔電氣設備電場分布有限元計算導則》。以上標準的制定和實施為相關行業仿真人員、測試評估人員、仿真使用人員和機構提供了指導，促進了行業仿真水平和質量的提高，有色金屬數字仿真技術標準目前仍暫缺。由于數字仿真技術具有強烈的行業和企業特點，各行業之下細分專業學科眾多，并無一個標準可適用于所有專業學科，即使同一學科，因采用不同仿真分析軟件，以及具體的分析對象間存在差別，也不存在同一標準放之四海而皆準的可能。因此，制定出適用于我國的有色金屬數字仿真技術標準是十分必要的。《有色金屬行業數字仿真通用技術要求》的編制可以借鑒上述標準編制中的先進經驗，由于以上標準是綜合考慮國內外體制而建立的，加之其具有極強的行業特點，在實際編制過程中還需結合我國有色金屬行業的自身特點進行吸納。4、有色金屬行業數字化仿真現狀調研對于有色金屬行業采、選、冶相關設備或工藝的研究，傳統研究方法主要為實驗室研究和工廠測試。實驗室規模的研究由于和實際生產存在巨大差異，同時也受限于測試條件的限制，無法實際指導工廠生產；而工廠的現場生產，一般需要長時間的運行調試，積累測試數據，成本高，時間周期長。在實際的生產過程中，通常需要依靠工人長期積累的經驗來調控生產，這種依賴人工經驗的調控方式，會帶來較大的盲目性和滯后性。隨著市場競爭對產能和質量的控制以及數字化、智能化控制日益強烈的需求，傳統的研究方法已經難以適應當今日益復雜的采礦、選礦、冶金等專業的工業設備。近些年隨著數字仿真軟件、超算系統、云平臺計算等技術的迅速發展，數字仿真技術在各行各業的應用范圍越來越廣，有色金屬的采、選、冶等相關行業都有所涉及。隨著經濟發展對礦產資源需求的不斷增長，在目前采礦礦井通風設計、箕斗提升、選礦設備大型化研究開發過程中，數字仿真技術已經成為關鍵的技術手段之一，并且有著舉足輕重的作用。通過仿真技術對礦井通風、箕斗提升多體動力學進行分析和研究，可以實現礦井通風系統、箕斗提升過程的高度仿真，開發超大規模超深井提升技術及裝備。應用仿真系統輔助礦井系統優化改造，確保通風系統的穩定可靠，有效提高了礦井的抗災能力。對選礦設備內多相流動過程進行研究，可以更好地了解選礦機制，優化選礦條件，提高選礦效率。針對選礦過程，開展的相關數字仿真工作包括選礦設備的靜力學和動力學分析，為設備的改進和優化工作提供指導；針對內部流場和礦物顆粒的運動情況，開展了氣-液兩相和氣-液-固三相流動的仿真分析，實現對選礦過程流場的分析，為操作條件的優化調節提供理論依據。火法冶煉是最古老的冶煉方法，由于受到現場條件和測試技術手段的限制，對冶煉爐內的分析工作十分困難，通常僅有少量的溫度、壓力測量點，無法對各工況下導致冶金工業爐不良反應情況的特征進行及時判斷，繼而不能做到提前干預，最終導致生產效率低、產品質量差等，限制了生產效率。目前數字仿真技術在各類冶煉爐中都已經有較為廣泛的應用，比較典型的如噴吹爐，包括側吹爐、底吹爐、頂吹爐，閃速爐等。對于噴吹爐，通過仿真分析噴槍浸入深度、噴槍高度、熔池液面高度、噴槍孔徑和氣體流量等對噴吹過程的影響，為爐體的設計及操作條件的優化調控提供數據支撐。對于閃速爐，其內部主要為氣體-顆粒的非均相反應體系，涉及顆粒-流體-傳熱-化學反應等過程的耦合，相關的仿真工作主要針對閃速熔煉/閃速吹煉爐內的顆粒運行軌跡、爐內溫度分布、速度分布、顆粒停留時間等進行分析研究，同時通過調整不同的加料量、風量等，探索最佳操作條件。開展冶金工業爐的數字仿真研究，可以實現對冶金工業爐內流動、傳熱、傳質、顆粒相、化學反應問題的分析，為優化設計、新工藝開發、生產過程優化提供一個有效的研究手段。濕法冶煉具有流程簡單、過程組合方案多、生產成本低、規模靈活的優點，使其在有色金屬冶煉中扮演著越來越重要的作用。目前，約90%的鋅和20%的銅是通過濕法冶煉提取。數字仿真是研究和優化濕法冶煉過程的一種成本較低、效率較高的方法，在濕法冶煉的重要設備或工藝過程中有著重要的應用。如浸出設備攪拌反應釜內的液-固兩相流動過程的仿真分析，萃取設備內的流體力學行為及混合與分相等情況的仿真分析等，對濕法冶煉設備結構設計和工藝條件優化都具有重要的指導作用，為濕法冶煉開發更為經濟有效的生產工藝助力。在研究和開發中引入數字仿真技術，可為傳統工業實驗節約成本，極大縮短實驗及研發周期。與工業試驗相比，該技術以較低成本解決了有色金屬行業科學研究、設計、生產、管理等方面存在的大量難題，取得了顯著成果。在我國有色金屬行業目前還沒有形成完整數字仿真標準的情況下，不同的仿真工程師對于同一有色金屬行業涉及的流體、結構、電磁、顆粒等仿真問題的仿真分析結果有一定差異，這時往往需要對整個計算和分析過程進行反復校核，浪費大量人力物力，這些無增值的重復勞動使工程師陷入了基礎性分析的泥潭，更不必說再進一步做深入的分析和技術創新，這一問題極大限制了數字仿真技術在我國有色金屬行業的推廣應用和創新發展。因此形成統一的有色金屬數字仿真技術標準迫在眉睫。通過《有色金屬行業數字仿真通用技術要求》的建立，一是可以用以指導、規范仿真工程師在技術上保持高度的統一和協調，建立穩定的秩序，促進仿真技術全面有序健康發展，使其更加廣泛地應用于有色金屬行業科學研究、設計、生產和管理；二是可以形成自身的知識積累，便于其他仿真工程師快速進入標準的工作流程中，使仿真工作更加高效、快捷和準確；最后標準化是科研、生產、使用三者之間的橋梁，將有色金屬數字仿真技術過程獲得的成果標準化，使仿真技術在有色金屬行業迅速推廣和應用，從而促進整個有色金屬行業的科技進步。5、標準主要內容本標準設置了10個章節內容，具體包括：5.1范圍本文件規定了有色金屬數字仿真的術語和定義、總則、仿真建模、仿真計算、仿真分析、結果評估、結果輸出等技術要求。本標準適用于有色金屬行業采、選、冶等涉及的相關設備、部件或工藝流程數字仿真的實施過程。5.2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。。GB/T31054-2014機械產品計算機輔助工程有限元數值計算術語；GB/T33582-2017機械產品結構有限元力學分析通用規則；GB/T39334.1-2020機械產品制造過程數字化仿真第1部分：通用要求；GB/T41255-2022智能工廠通用技術要求；ISO/TS18166-2016數值焊接模擬—執行和文件（NumericalWeldingSimulation—ExecutionandDocumentation）5.3術語和定義根據GB/T31054-2014、GB/T39334.1-2020對有色金屬行業、數字化仿真相關術語做出規定。5.4總則對有色金屬行業數字仿真的總體框架、基本流程做出規定。（1）總體框架本條確定了有色金屬行業數字仿真工作的總體框架，涵蓋了有色金屬行業流體仿真、結構仿真、電磁場仿真、顆粒相仿真、多物理場耦合仿真、系統仿真等數字仿真方向。（2）基本流程本條確定了有色金屬行業數字仿真的基本流程，包括仿真建模、仿真計算、仿真分析、結果評估、結果輸出。5.5仿真建模本條內容規定了有色金屬行業數字仿真建模的關鍵要素和技術要求。仿真建模包括有色金屬行業采、選、冶所涉及流體仿真、結構仿真、電磁場仿真、顆粒相仿真、多物理場耦合仿真及系統仿真的模型建立。5.5.1關鍵要素建立可描述仿真目標的物理或數學模型，模型建立的關鍵要素如下：——幾何模型：應根據仿真目標對模型進行簡化處理；——網格劃分：通過空間網格實現空間的離散化，應根據仿真目標調整網格的疏密分布；——邊界條件：應針對仿真目標設定符合實際情況的邊界條件；——模型檢查：應從網格質量、輸入參數、邊界條件等方面對所建立模型進行檢查；——空間結構類型：針對系統仿真中模型所處空間的描述。5.5.2技術要求（1）幾何模型開始幾何模型建立前，應首先對坐標系、單位制進行設定。坐標系由右手定則來確定，宜采用笛卡爾直角坐標系，必要時可選用柱坐標系或球坐標系。分析建模時應定義全局坐標系，當模型載荷、約束或結果顯示需求與全局坐標系不一致時，可增加局部坐標系。單位制應統一且簡潔，工程上可使用常用單位制。幾何模型的建立可采用以下兩種方法：a)幾何模型導入法：將CAD設計模型導入仿真分析前處理軟件進行建模。該方法可以建立復雜三維仿真模型，但導入時需要進行模型簡化，部分模型特征可能會有丟失，模型參數化不方便；b)直接建模法：在仿真分析前處理軟件直接建模。該方法便于模型參數化，適合簡單模型建模，但一般軟件的建模效率不及專業CAD設計工具，對于復雜模型建模比較困難。（2）空間結構類型應根據仿真目的選擇相應的空間結構類型；a)模型范圍較廣，設計多個廠區之間時，應采用GIS空間結構；b)模型范圍有限，存在同個廠區或廠房內，可采用連續空間結構，默認為xyz三維空間；c)僅需要描述二維空間時，可采用離散空間結構，只有二維網格空間，通過行和列來標記空間。（3）網格劃分a)網格疏密程度：在仿真過程中，空間的離散化通過空間網格來實現，網格疏密分布對計算結果會帶來很大的影響。例如在進行冶金爐內流體仿真時，在流場變化平緩的空間區域/位置，可采用較疏的網格，在流場變化劇烈的位置，需采用較密的網格。b)網格質量檢查：網格生成后，應對網格質量進行檢查。網格質量直接影響仿真精度，甚至導致發散，直接決定計算能否取得成功。為避免出現奇異網格，網格盡量大小均勻分布或網格大小/疏密分布逐步平滑過渡，應保證重點關注區域的網格質量高，非關注區域的網格質量可適當降低。c)網格無關性驗證：對于仿真計算，為保證計算結果的一致性及計算精度，應進行網格無關性驗證。網格無關性驗證是為了評估或排除網格差異帶來的系統誤差。網格無關性驗證的基本原則是逐漸優化/加密網格，直至經過網格加密迭代之后計算結果穩定收斂。（4）邊界條件應全面考慮仿真所需的全部邊界條件，邊界條件應符合實際情況，復雜邊界條件可在不過分影響計算結果的前提下進行適當簡化。（5）模型檢查在提交求解前應進行充分的質量檢查，確保模型網格質量，輸入參數的正確性，邊界條件的合理性等，模型質量檢查主要包括：a)單位制檢查，檢查模型單位制是否統一，不應存在單位沖突情況；b)網格質量檢查，網格質量應滿足計算要求，網格模型對計算結果的影響應降到最低；c)數學模型檢查，確保使用的數學模型能夠準確描述模擬的物理過程，數學模型參數應進行校準；d)邊界條件檢查，所有影響仿真結果的邊界條件應與實際情況相符；e)求解設置檢查，求解方法需根據模擬情況進行選擇，收斂參數應平衡計算速度和計算收斂性，初始條件應利于計算收斂；其它檢查，特殊情況如使用動網格或數據耦合接口等，應進行單獨的檢查。5.6仿真計算本條內容規定了有色金屬行業涉及的仿真計算方法與計算硬件要求。5.6.1仿真計算方法a)有色金屬行業采、選、冶所涉及的單體設備及工藝過程的流體仿真、結構仿真、電磁場仿真、顆粒相仿真及多物理場耦合仿真分析：應明確求解器類型、計算時間步長、求解收斂參數、初場定義方式等，提交求解之前應對分析類型、輸出內容、分析數據管理等進行設置和檢查確認，可以根據殘差的量級和關鍵參數的波動范圍來判斷收斂，一般情況下，如果關鍵參數變化小于一定范圍，同時殘差達到一定量級，可認為收斂。b)有色金屬行業采、選、冶所涉及系統仿真分析：仿真環境中模型標尺應與實際場景保持一致；應明確仿真數據格式約束和時間步長等；應明確仿真終止條件。5.6.2計算硬件要求表1.有色金屬行業數字仿真計算硬件要求CPU并行GPU加速內存容量硬盤讀寫速率流體仿真結構仿真電磁場仿真顆粒相仿真多場耦合仿真系統仿真注：代表低、代表一般、代表較高、代表高5.7仿真分析本條規定了流體仿真、結構仿真、電磁場仿真、顆粒相仿真、系統仿真的分析內容。不同仿真類型的研究對象和分析方法不同，在進行有色金屬行業數字仿真時，需要根據仿真分析的目標確定具體的分析內容。5.7.1流體仿真針對流體的宏觀運動與平衡進行研究。通常有色金屬行業采、選、冶所涉及的單體設備及工藝過程的氣體、液體、流化固體及多種相態混合的多相流宜采用流體仿真進行。通過流體仿真，可獲得流場關鍵信息，如速度分布、壓力分布、流體分布情況及形態等，并可對流體仿真結果進行可視化展示。流體仿真可根據仿真目標主要進行以下分析：a)氣-液等多相分布云圖分析；b)速度云圖，速度矢量圖分析；c)溫度分布云圖分析。5.7.2結構仿真一般針對結構的彈性、塑性、蠕變、大變形、大應變等結構特性進行結構仿真計算。通常有色金屬行業采、選、冶所涉及設備設施由外載荷引起的位移、應力和應變以及隨時間變化的載荷對結構或部件的影響宜采用結構仿真進行。通過結構仿真，可為設備結構強度校核，設備結構、工藝參數優化提供解決方案。結構仿真可根據仿真目標主要進行以下分析：a)應力、應變云圖分析；b)線性屈曲、響應譜分析。c)失效分析。5.7.3電磁場仿真一般針對不同工藝參數和模型結構下熔體內的渦流、電流、電壓與電磁力等關鍵參數分布和變化規律進行電磁場仿真計算。通常有色金屬行業中的火法電爐、濕法電解槽等多種設備的相關問題宜采用電磁場仿真進行。通過電磁場仿真，可為優化工藝參數、改進設備結構和設備擴大提供理論依據。電磁場仿真可根據仿真目標主要進行以下分析：a)磁感應強度、加熱功率密度分布云圖分析；b)電磁力、電流密度矢量圖分布；c)電感、電容、阻抗分析。5.7.4顆粒相仿真一般針對固體顆粒體系的參數化模型進行顆粒相仿真計算。通常閃速爐、流化床、顆粒過濾裝置內的氣、液、固的運動規律與顆粒力學特性宜采用顆粒相仿真。通過顆粒相仿真，可為解決涉及顆粒、流體、結構的復雜綜合問題提供解決方案。顆粒相仿真可根據仿真目標主要進行以下分析：a)顆粒運行軌跡分析；b)顆粒相空間分布云圖分析；c)顆粒間及顆粒與流體間相互作用矢量圖分析。5.7.5系統仿真一般針對有色金屬行業采、選、冶主要工藝流程的系統性研究，通常濕法冶煉系統作業率仿真等宜采用系統仿真。分析應包含有色生產系統中各要素性質及其相互關系，據此進行試驗或定量分析，以獲得正確決策所需的各種信息。可根據仿真目標主要進行以下分析：a)設備利用率等資源配置分析；b)作業率、生產瓶頸等工藝流程分析；c)成本、經濟效益等經濟性分析。表2.有色金屬行業典型設備或工藝過程推薦的仿真分析方向專業典型設備或工藝過程仿真分析方向采選浮選機流體仿真、顆粒相仿真球磨機顆粒相仿真、結構仿真礦井通風流體仿真箕斗提升流體仿真、結構仿真火法冶煉熔煉爐流體仿真、電磁場仿真、多物理場仿真閃速爐流體仿真、顆粒相仿真、多物理場仿真回轉窯流體仿真、結構仿真電爐流體仿真、電磁場仿真、多物理場仿真澆鑄設備結構仿真收塵設備顆粒相仿真、電磁場仿真濕法冶煉高壓釜流體仿真、結構仿真、電磁場仿真、顆粒相仿真沸騰爐流體仿真、顆粒相仿真過濾設備流體仿真、顆粒相仿真換熱設備流體仿真、結構仿真蒸發與結晶設備流體仿真、結構仿真萃取設備流體仿真、結構仿真萃取系統動態分析系統仿真電解電解極板作業線設備電磁場仿真、流體仿真鋁電解槽作業機械設備電磁場仿真、流體仿真、多物理場仿真電解過程評估優化仿真系統仿真物料輸送加料設備流體仿真、顆粒相仿真散料輸送設備顆粒相仿真冶金生產過程采、選、冶過程評估優化系統仿真經濟性分析車間區域物流輸送系統物料平衡5.8結果評估規定了仿真分析完成后對結果的正確性、求解精度進行評估的方法。結果評估是否滿足要求，將決定仿真分析的下一步流程：如果結果評估不滿足要求，則需要對模型進行修正并重新進行模型建立和分析過程；如果結果評估滿足要求，則可以將分析結果進行輸出。結果評估可參考理論計算結果、實驗數據、工業現場數據或經典的文獻數據。評估方法一般包括表象評估、數值評估、試驗評估、比較運行方案、敏感性分析、蒙特卡洛分析和校準試驗。（1）表象評估通過結果表象進行定性評估，具體原則如下：a)檢查模型的收斂性，包括求解收斂性和網格收斂性；b)分析關注位置結果的合理性。流場仿真可根據速度、壓力等計算結果進行，結構仿真可根據應力、應變等計算結果進行，電磁場仿真可根據電磁力、磁場強度等計算結果進行，顆粒相仿真可根據顆粒軌跡、顆粒密度等計算結果進行；c)根據云圖或曲線的連續性。（2）數值評估多次試算調整模型的邊界條件和模型參數，數值評估分析結果的可靠性。（3）試驗評估通過工業或半工業試驗，獲得可測量的關鍵參數，通過對比分析仿真結果的可靠性。（4）比較運行方案比較運行方案主要應用于有色生產過程中主要用于對多組類最優數據進行對比研究，選取最優結果。應針選取兩組及兩組以上的實驗參數，就同一檢測對象進行檢測的組織、實踐和評價，并通過最終實驗參數結果進行定向評估。（5）敏感性分析敏感性分析主要用于從眾多不確定性因素中找出對仿真結果有重要影響的敏感性因素。需改變其中一個參數，并顯示模擬輸出如何依賴于它。（6）蒙特卡洛分析蒙特卡洛分析主要用于模擬項目中因不確定因素過多，影響較大，導致風險發生的概率。分析應多次運行模型，宜采用直方圖顯示仿真輸出。（7）校準試驗校準試驗用于已知（歷史）模式條件下，判斷系統行為與已知（歷史）模式相匹配的參數。若存在多個參數需要調整，則應搜索最佳組合，使得觀察到的模擬輸出與歷史數據之間的差異最小。5.9結果輸出本條內容規定了有色金屬行