【摘 要】
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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
【机 构】
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浙江大学航空航天学院工程力学系,浙江杭州,310027 School of Mechanical
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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，将所发展的数值模型应用于模拟纤维颗粒在旋转滚筒内的流动过程，系统的分析了纤维的弯曲弹性模量、长细比、以及纤维和柱状壁面的摩擦系数对颗粒流动和混合行为的影响。
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清晰地理解颗粒材料的热传导性能直接关乎到对工程保温材料和功能导热材料的设计和应用。颗粒材料的热传导能力与其内部的复杂微观结构和组成密切相关。颗粒材料通常是由大量的非规则几何颗粒紧密堆积而成，颗粒之间充斥着界面粘结。这些非规则几何颗粒组成及其周围的粘结界面对颗粒材料的热传导性能具有至关重要的影响。建立颗粒材料的组成、界面微观结构和热传导性能之间的多尺度关联机制是深入探析颗粒材料热传导性能的基础和保证
理解各向异性颗粒的排斥体积对于评估多相无序介质中的软或硬颗粒系统的连续渗流行为和随机堆积行为有重要意义。凸形颗粒的排斥体积，可以通过理论和数值方法求解。而非凸形颗粒的排斥体积很难通过理论方法求得，本文给出一种数值方案来获得各向异性非凸形颗粒的排斥体积。在这个数值方案中，我们首先通过球谐函数分析来重建真实的颗粒形状。然后，我们对颗粒表面进行三角划分，利用分离轴算法来实现对非凸形颗粒进行重叠判断。最终
随着计算机计算能力的不断提升,利用离散单元法(DEM)从微观尺度认识和揭示颗粒体系的基本性质已经成为一种重要的研究手段,以往利用DEM对干颗粒体系的建模和模拟较多,而对湿颗粒体系的研究较少。一定量液体的加入会使颗粒间形成液桥,并伴随产生液桥力,现有的液桥力模型大都假设液体与固体表面的接触角为0或者是一个相同的值,实际上不同材料与液体的接触角都有特定的值,并且很少为0,同时由于不同的接触角对液桥力大
浙江大学先进工程建模与仿真实验室(AEMSLAB)主要围绕能源、化工、矿产、工程等领域针对颗粒物(或块状物)及流体进行处理的过程装备开展研究.我们的研究目标之一是发展针对任意非球形颗粒的高精度DEM模型(包括传统球形模型、Super-ellipsoid模型、Multi-sphere模型、Bonded spheres模型以及Polyhedra模型)并将其组合形成一种Combined model,同时
砂土蠕变过程中发生的颗粒重组和颗粒破碎是控制砂土蠕变特性的两个主要因素，但目前对其细观机理的描述及其宏观影响的研究尚不成熟。为了完整模拟砂土的蠕变过程，在Herzt抗转动模型的基础上，同时引入速率过程理论和一种改进的颗粒破碎模拟方法，建立反映颗粒间滑动和颗粒破碎共同作用的砂土蠕变模型，利用开源软件在超级计算机进行大规模离散元并行计算。采用该模型进行一系列蠕变数值模拟试验，研究砂土初始孔隙率、颗粒特
月壤属于块散体材料，在与着陆器撞击过程中形态和力学特性不断变化，连续介质力学和经典土力学理论均是从宏观角度，将月壤作为一个整体，而对撞击中的月壤颗粒破碎、飞溅等大变形大位移行为存在先天不足。为解决上述问题，本文首先基于离散元仿真软件及三轴压缩试验装置，完成了月壤颗粒的物性标定，并以此为基础实现了月壤的物理力学模型以及着陆器的柔性体模型的构建，仿真得到了着陆缓冲过程中器壤耦合动力学运动行为，量化了着
The current work aims to develop an extended Greenwood-Williamson (GW) model for spherical particles with surface roughness which can be incorporated into the discrete element modelling (DEM) framewor
提出了粘接-映射混合算法并引入GPU并行技术来研究连续体与离散介质的耦合动力学问题。将连续体模型划分为内部区域及与颗粒接触的边界区域两个部分。边界区域采用粘接算法来更好的模拟连续体外部形状并使用高效的球形接触判断准则，内部区域采用有限元映射质点弹簧算法来精确计算连续体内力和变形，在二者相结合的粘接-映射混合算法中引入多GPU并行技术，采用C++语言开发程序，对冲击问题和颗粒中振动板的典型连续-离散
在实际工程问题中，如路基路面受交通荷载作用、海床土受波浪荷载作用、以及土体受多向地震荷载作用，都伴随着主应力方向的旋转。本文采用三维离散元方法，考察了密实度、初始应力比对砂土在主应力方向持续旋转下力学行为的影响；同时通过颗粒间接触法向反映组构各向异性程度及其方向，分析了主应力方向旋转条件下颗粒材料组构特征的演化规律。模拟结果表明：主应力方向旋转导致土样变密，塑性应变增量方向与主应力方向之间存在明显
采用颗粒尺度直接数值模拟的方法进行超临界水中单个椭球颗粒强制对流模拟，考虑了超临界水物性参数随温度和压力的变化特性，计算得到了不同工况下椭球颗粒在超临界水中的曳力系数和平均努赛尔数，并详细讨论了各种物性参数如颗粒形状和雷诺数等对这两个参数的影响。