非凸形状颗粒体系的填充性质和结构稳定性分析

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:CSY915
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  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体系填充性质随颗粒的非凸度和轴比因素的变化规律,指出非凸组合变形可比同等轴比的杆状颗粒的填充密度提高10%-20%。然而由于非凸颗粒间两点接触和多点接触形式的存在,组合杆状的颗粒体系易形成彼此约束的内嵌稳定结构。通过对不同颗粒形状堆积体系颗粒配位数和接触数的分析,给出形状因素对此类非凸颗粒体系结构稳定性能的影响规律。
其他文献
本文主要研究了玻璃-橡胶混合颗粒体系的弹性行为及其微观机制。利用飞行时间法测量混合颗粒材料等效动弹性模量,发现随着橡胶颗粒增加体系逐渐从类玻璃刚性行为转变为类橡胶柔性行为。离散元模拟与实验结果有相近的趋势。模拟显示低橡胶颗粒占比样品内橡胶颗粒基本不参与强力链的构成。但是当橡胶颗粒占比较大时,玻璃颗粒依然参与主力链网络结构。随着橡胶占比增加,颗粒间法向接触力分布相对更为均匀,如同玻璃颗粒悬浮于橡胶颗
面向CPU-GPU异构计算机体系,充分利用LBM的天然并行优势,构建基于CUDA并行的三维IB-LBM模型,针对冷态流场中一类静止热椭球形颗粒强制对流问题进行数值模拟研究,揭示颗粒受力和传热机制。首先,通过对单个热球形颗粒绕流问题在不同网格规模下进行模拟,验证了算法的稳定性和收敛性。接着,对不同雷诺数条件下的球体/椭球体绕流问题进行了模拟,数值结果与文献结果在定量上保持一致,从而验证了所设计的三维
重力驱动下颗粒介质的坍塌流动广泛存在于自然界中,且通常伴随时间和空间上的不稳定性。已有的大量工作都集中于刚性层上颗粒柱体的坍塌流动,而很少关注可侵蚀层对颗粒坍塌运动和沉积特性的影响。本文对多种不同密度的可侵蚀颗粒床面上颗粒柱的坍塌流动过程进行了实验研究,利用PIV和粒子追踪方法分析了不同结构下颗粒系统的运动和沉积特征。首先,在不同的颗粒密度比和纵横比范围内,依据侵蚀床交界面发生的变形、拖曳和最终的
基于离散单元法的颗粒粘结模型(BPM)被广泛应用于岩土工程中。在岩土材料受载荷作用发生破碎的过程中,粘结模型的失效破碎准则在不断地发展和完善。以往的粘结破碎模型中,拉剪分区准则是最为常用的对颗粒间的粘结状态进行判断的一种方法,这种分别计算颗粒间法向和切向最大应力的力学模型并不能真实反映粘结颗粒间的应力状态,颗粒间最大切应力并不总是与法向力垂直。因此,提出了一种基于主应力分析和莫尔库伦准则的粘结破碎
颗粒系统的颗粒间相互作用,形成复杂网络。复杂网络化后,计算每个颗粒的中心性(包括Degree centrality、Betweenness centrality、Closeness centrality、Current-flow closeness centrality、Current-flow betweenness centrality、 Eigenvector centrality、Load
文主要针对颗粒介质材料等效应变的表达问题进行了研究。首先提出了采用子域覆盖的方式建立颗粒体系等效连续介质场的方法,建立了等效场应变的表达,该应变计算方法不需要复杂的整体网格构建工作,易于算法实现;之后基于颗粒间接触点围成的颗粒单元建立了颗粒本体应变的表达。由于颗粒体系整体变形由空隙变形和颗粒本体变形构成,本文通过等效场应变和颗粒本体应变建立了材料空隙域应变的表达,从而实现分别对本体变形及空隙变形的
采用碎片替代法模拟颗粒破碎,开展了一系列基于离散元法的常规三轴数值剪切试验,研究了试样初始状态和颗粒破碎对颗粒材料宏观力学响应的影响,并通过有效配位数、配位数频率分布和法向接触力概率密度分布的演化,研究了剪切过程中试样的细观力学响应。结果 表明,不论颗粒破碎与否,疏松试样和密实试样在临界状态下的偏应力均几乎重合;试样初始状态和颗粒破碎对有效配位数、配位数频率分布和法向接触力概率密度分布有显著的影响
对于传统的热力学系统来说,加热是实现固-气态相变的一种方法。而对于颗粒体系来说,振动激励(加热)会使颗粒体系出现类气-类固态相变的反常特性。本文采用离散元方法(DEM),系统研究了简谐振动下准一维容器内颗粒体系相变特性。结果 发现,当简谐振动的强度逐渐增大时,颗粒体系不仅会发生类气-类固态的转变,而且,在该相变过程中,能量呈阶跃性变化,能量在空间非均匀分布,会发生“颗粒温度”较高和较低区域的反转现
超椭球模型是一种便于研究颗粒形状效应的丰富几何模型.超椭球模型可以表示球、椭球、超球、立方体、正八面体、圆柱和双锥等表面形状,而且能够通过改变轴的长度来方便地表示不同轴比的颗粒.本文通过表面形状参数p和轴比参数w研究了表面形状效应和轴比效应对超椭球最密随机填充(maximally dense random packing,MDRP)的填充率φ的影响.我们给出了在不同p和w下,超椭球颗粒MDRP的填
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