基于DEM的二元颗粒毛细效应动力学行为研究

来源 :第四届全国颗粒材料计算力学会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:usrijl
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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应历程开展数值模拟研究。结果 显示,二元颗粒系中毛细效应仍然发生(如图1),且随着振动时间的延长,越来越多的大颗粒出现在容器中颗粒层上部,产生显著的巴西果效应现象。研究还发现,进入振动管内的大颗粒也趋于出现在管内颗粒柱的上部。
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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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