【摘 要】
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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
【机 构】
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上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093;上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室,上海200093
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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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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
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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
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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