【摘 要】
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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
【机 构】
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北京大学工学院力学与工程科学系,北京100871
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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的填充率图,并发现p和w对超椭球颗粒MDRP填充率的影响是相互独立的.在不同的p下,填充率在轴比w=1.0时均为极小值,所有的φ-w曲线均为“M”形状,且峰值在0.7和1.5左右.在不同的w下,填充率在表面形状参数p=1.0时均为极小值,所有的φ-p曲线均为“M”形状,且峰值在0.7和2.0左右.从填充率分布图上可以看出,球(p=1.0,w=1.0)的填充率是局部极小值,在球的附近有四个对称分布的极大值.本文的研究结果对理解颗粒随机填充特性和指导颗粒材料设计具有重要的意义.
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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
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