【摘 要】
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物体在颗粒介质中运动时，通常会表现出复杂的动力学特征。早期的研究工作主要关注物体在准静态颗粒系统中运动时的阻力，对动态颗粒系统的研究相对比较少。本文采用离散单元法建立了圆盘转子在颗粒系统中旋转的数值模型，结果发现在转子在转动过程中，其受到的阻力大小会经历降低、增大到稳定的三个典型阶段；在此基础上，我们统计分析了转子受到的阻力随着转子转速的变化规律，并建立了两者之间的标度关系，同时基于环形流变仪的实
【机 构】
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兰州大学土木工程与力学学院,西部灾害与环境力学教育部重点实验室,兰州730000
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物体在颗粒介质中运动时，通常会表现出复杂的动力学特征。早期的研究工作主要关注物体在准静态颗粒系统中运动时的阻力，对动态颗粒系统的研究相对比较少。本文采用离散单元法建立了圆盘转子在颗粒系统中旋转的数值模型，结果发现在转子在转动过程中，其受到的阻力大小会经历降低、增大到稳定的三个典型阶段；在此基础上，我们统计分析了转子受到的阻力随着转子转速的变化规律，并建立了两者之间的标度关系，同时基于环形流变仪的实验结果对此标度律进行了验证。最后，通过分析转子与周围粒子之间相互作用力的分布及其演化特征，讨论了圆形转子上阻力产生的微观机制。
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本课题中，我们基于离散单元法，发展了表面光滑的、柔性纤维颗粒的数值模型。模拟了单根纤维颗粒在悬臂梁约束条件下的拉伸、弯曲和扭转，数值模拟结果与弹性悬臂梁的理论解一致。采用该纤维模型，模拟了纤维颗粒床在柱状容器内的单轴压缩的加、卸载过程，得到的载荷-固体体积分数关系曲线与实验结果能够吻合。通过参数研究，分析了纤维颗粒间的摩擦系数、纤维接触弹性模量、以及纤维弯曲弹性模量对压缩力学行为的影响。最后，将所
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冰区浮式平台周围大尺度浮冰在破冰船作用下会破碎为较小尺寸的小块浮冰。针对浮冰形态与密集度对浮式平台冰力影响的问题,采用离散元方法对具有不同形态、不同密集度的浮冰域与平台的作用过程进行了数值分析。其中,浮冰离散元模型采用Voronoi多边形分割算法进行构造,浮冰的不规则程度采用形状因子(r2)的概率分布描述。采用离散元模型模拟了不同浮冰密集度(40％,60％,80％),不同浮冰形态下浮式平台的冰力演
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