中药浸膏粉离散元模拟参数标定方法研究

目的采用离散元法(DEM)模拟中药浸膏粉休止角,确定颗粒之间、颗粒与几何体之间的接触参数。方法以生甘草浸膏粉、独活浸膏粉、微晶纤维素(MCC)和乙基纤维素(EC)4种粉末为研究对象,在Hertz-Mindlin with JKR Cohesion接触模型和颗粒缩放的基础上,通过Plackett-Burman设计筛选出对休止角模拟测定影响显著的接触参数,进而通过最陡爬坡设计确定关键接触参数的最佳区域。根据Box-Behnken试验结果,建立接触参数和模拟休止角之间的回归模型,优选最佳接触参数值并验证。结果筛选得到的关键接触参数为颗粒-颗粒滚动摩擦系数、颗粒-颗粒恢复系数和颗粒-不锈钢恢复系数,所建回归模型对休止角的标定范围为33.30°～43.64°,4种粉末休止角模拟测定值与实验值的相对误差绝对值均小于2.0%,表明所建标定方法准确可靠。结论证明了通过宏观物性参数间接标定中药颗粒体系DEM微观力学参数的可行性,为混合、输送等中药制药过程的精确模拟奠定了基础。