【摘 要】
：
Current studies on rockfill structures mainly focus on continuum mechanics; however, there are relatively great differences between the deformation of continuum rock and rockfill structures because ro
【机 构】
：
State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University,Wuhan 4
【出 处】
：
中国力学学会2012颗粒材料计算力学学术会议
论文部分内容阅读
Current studies on rockfill structures mainly focus on continuum mechanics; however, there are relatively great differences between the deformation of continuum rock and rockfill structures because rockfill is a discrete, granular material.In this study, a three-dimensional stochastic granule model with polyhedral shapes is presented using a combined finite/discrete element method.The individual rockfill granule is treated as a discrete, deformable continuum body and modeled by the finite element discretisation with linear or nonlinear constitutive model.The inter-granular interaction is simulated by the contact conditions using discrete element method.Numerical examples are conducted and the movement and deformation processes of rockfill granules are also described.The numerical results agree well with the laboratory test results.Based on the combined finite/discrete element model a computer program code is successfully developed.The advance of the method is to capture the true mesoscopic characteristics of rockfill materials compared to FEM or DEM.
其他文献
本文利用CAD软件建立了混凝土搅拌运输车搅拌筒的三维模型,采用离散单元法(DEM)描述了颗粒与颗粒间、颗粒与筒壁间、颗粒与叶片间的碰撞和运动特性,采用商业软件PFC3D模拟混凝土在搅拌运输车中搅拌与出料的运动情况,同时对运输过程中拌合物的均匀性进行了统计,验证了DEM模拟混凝土运输过程的可行性,模拟结果表明混凝土搅拌运输车中搅拌过程主要由物料的对流运动、剪切运动与扩散运动组成,搅拌一定步数后,拌合
大规模颗粒离散元计算在研究地质灾害的形成和发生时有重要的意义.本文基于颗粒离散元基本原理,借助CUDA编程平台实现了基于GPU的大规模颗粒离散元并行计算,包括颗粒与颗粒、颗粒与墙碰撞模型计算方法的并行化,计算的颗粒数目达到100万以上.系统通过优化并行计算模型和内存访问模式提高了计算速度和效率,在颗粒数目为5万时获得了最高36倍的计算加速比,并且加速比随颗粒数目的增加呈线性增加,进一步验证了GPU
在冰区油气开发中,海洋平台的锥体结构可以有效降低冰力,避免强烈的冰激振动,是目前渤海油气平台的主要结构形式.本文将海冰离散为若干个具有粘接-破碎功能的颗粒单元,将锥体简化为刚体结构,对海冰与锥体结构的相互作用过程进行了数值模拟;讨论了单元间粘结强度对冰力大小的影响,对比分析了上锥体和下锥体冰力的大小和特征.该离散单元模型还可进一步应用于不同类型抗冰结构的荷载分析,有助于解决冰区结构物的抗冰结构设计
Geometrical parameters of discontinuities, such as spacing, length, dip and fault throw between joints have a great influence on the mechanical behavior of jointed rock masses.Accurate characterizatio
文中通过对干颗粒体系接触过程的运动学和动力学分析,建立了一种基于超二次曲面的非球形离散单元模型,模型对颗粒受力和颗粒变形关系的数学描述更加符合颗粒体系运动的真实情况,避免了球形接触模型描述颗粒形状的局限性,使离散单元法更接近物理事实,并在此基础上提出了计算求解模型的数值方法,实现了对复杂形状的干颗粒体系的模拟计算.将所建立的数值计算方法进行了编程实现,并对模型和算法进行了算例测试,证实了本文所建立
Shear-induced strain localization in granular materials has been a hot topic under intensive research during the last four decades.However, the micromechanical process and mechanisms underlying the in
利用离散元法模拟重力驱动下的运动物体在颗粒介质中的冲击过程,法线方向的力学模型采用迟滞阻尼模型,切线方向的力学模型采用Cundall and Strack模型.将模拟结果与相关的实验研究结果进行了对比,两者吻合的很好.由模拟结果可知运动物体质量越大冲击深度越大,而且冲击深度和质量呈线性关系.运动物体在冲击颗粒介质后,导致颗粒介质出现轻微致密化现象,冲击前的松装密度是0.59左右,冲击后松装密度增加
数值模拟方法是研究粒-床碰撞的一种有效手段.文中利用离散单元法模拟了粒-床碰撞过程,并对程序的可调参数模拟终止时间和起跃判据对模拟结果准确性的影响进行了分析.离散单元法是将系统中每个沙粒的运动方程沿时间进行积分,反映碰撞中冲击颗粒向床面随时间传递能量的过程,因此积分长度即模拟终止时间对于整个数值模拟的影响不容忽视.通过分析发现模拟终止时间不仅影响起跃颗粒的总数,对起跃颗粒的运动特性也有影响.首先,
通过对振动颗粒气体沿振动方向进行分区研究,发现对于振动方向的速度分量,在边界处附近的颗粒,其速度呈现出不对称的速度分布,随着向盒子中间移动,这种不对称性逐步衰减,在盒子中心处呈现对称的分布.换言之,颗粒的这种速度分布的不对称性不仅仅存在于边界层,而是存在于整个盒子中.在每一层,将颗粒按照振动方向的速度分量的正负进行分组,这两组颗粒的性质无论是分子数密度,颗粒"温度",颗粒"压强",都存在很大差异.
离散单元法在模拟颗粒材料力学特性时颗粒转动较大,模拟结果剪切强度较低,因而不能准确模拟不规则颗粒材料的力学特性.而用于岩石块体分析的非连续变形分析DDA (Discontinuous Deformation Analysis)方法可以很好地模拟块体之间的相互作用,运用DDA方法来模拟颗粒材料的力学特性是一次很好的尝试.为了获得颗粒材料的DDA试样,本文介绍了一种二维随机凸多边形颗粒材料的生成算法,