【摘 要】
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离散单元法是一种非常重要的颗粒物质模拟方法，并被广泛地应用于物理、化工、制药、岩土等学科。影响离散单元法计算效率最关键的因素是寻找颗粒邻居和计算颗粒间的相互作用力。在对工程案例的模拟中，工程设备及相关的零部件的引入，会导致颗粒在计算域空间上不均匀的分布。这种不均匀分布会造成计算域中出现高密度颗粒区和无颗粒区。如果采用传统的cell-linked邻居搜索方法，将大大增加模拟中不必要占用的内存，限制了
【机 构】
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浙江大学能源工程学院化工机械研究所 杭州310007
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离散单元法是一种非常重要的颗粒物质模拟方法，并被广泛地应用于物理、化工、制药、岩土等学科。影响离散单元法计算效率最关键的因素是寻找颗粒邻居和计算颗粒间的相互作用力。在对工程案例的模拟中，工程设备及相关的零部件的引入，会导致颗粒在计算域空间上不均匀的分布。这种不均匀分布会造成计算域中出现高密度颗粒区和无颗粒区。如果采用传统的cell-linked邻居搜索方法，将大大增加模拟中不必要占用的内存，限制了离散单元法在工程领域中进一步的应用。为了能在计算机中运行大规模的模拟，我们采用基于动态网格改进的cell-linked算法，来解决计算机内存的问题。本文验证了基于动态网格改进的cell-linked算法的合理性，并给出算法流程图和应用实例。结果 显示采用基于动态网格改进的cell-linked算法可以有效地减少计算机内存的使用，但会少量地增加时间消耗。综合计算机内存使用情况和计算时间花费情况来看，采用基于动态网格改进的cell-linked算法，使大规模离散单元模拟成为可能。
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针对高炉上料过程这一实际工业过程，建立了多粒径颗粒皮带上料模型，采用自主开发的GPU-based DEM软件对炉料(矿料、焦炭)颗粒的皮带运输过程展开了离散元数值模拟试验，讨论了皮带运动对矿料、焦炭多粒径颗粒在上料皮带上流动偏析行为的影响，并对矿料、焦炭颗粒在皮带各区域内的偏析程度进行定量分析。结果 表明：模拟试验能够很好地复现多粒径颗粒在上料皮带上的动态流动行为。在皮带输送矿料、焦炭过程中，颗粒
杆状颗粒是日常生活和工业生产中的常见颗粒，也常见于凝聚态物质的微观结构中。轴比形状因素是影响杆状颗粒体系填充性质的重要几何因素。通过组合变形，杆状颗粒可以形成多种非凸形式的基本形状，此时非凸形状因素与轴比因素共同产生作用。本文通过松弛算法和蒙特卡洛算法模拟以组合杆状颗粒为基本单元的非凸颗粒体系的致密填充过程，追踪了复杂形状颗粒体系自组织行为——局部有序结构的生长过程，给出MDRP状态下组合杆状颗粒
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裂纹的萌生及扩展是导致很多工程事故的主要原因之一。对裂纹问题实施有效的数值分析对于研究断裂机理、预测结构承载能力乃至防止工程事故的发生具有重要意义。基于传统连续介质力学模型的数值方法(如扩展有限元法)虽然能够精确模拟单条或数条裂纹的扩展过程,但难于模拟群裂纹问题(如冲击破坏、水力压裂等)。近年来,Silling提出的近场动力学模型[1-2]引发了广泛关注,该模型以积分方程替代微分方程,因而无需空间
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对填充有颗粒的容器内，插入一根细管，并对管施加周期性竖直振动时，颗粒将沿管迅速上升并最终稳定在某一高度，这一现象与液体的毛细效应类似，被称为颗粒的毛细效应。颗粒的毛细效应的驱动机制是管的振动引起的容器内颗粒的对流。然而，已有对颗粒毛细效应的研究集中在单分散颗粒，二元颗粒毛细效应动力学行为尚不为人所知。为考察二元颗粒毛细效应动力学行为，本文采用基于颗粒的离散元方法，针对粒径不同的二元颗粒体系的毛细效
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