堆积颗粒系统中颗粒级配的优化

堆积颗粒系统中的颗粒级配在许多产品的生产中起着重要的作用,它不仅对产品的最终性质有很大影响,而且对许多工艺性质起决定作用.此文首先以不定型耐火材料生产中如何选取合理颗粒级配为背景,把紧密堆积理论与实际生产条件及工艺要求相结合,建立了堆积颗粒系统中颗粒级配的优化模型.然后证明了模型的合理性,并结合模型的特征、针对实际情况构造出了求解该优化模型的算法.计算结果表明所给的优化模型及算法对于堆积颗粒系统中颗粒级配的优化是可行的.     

基于扩展多面体组合单元的非规则颗粒材料离散元方法北大核心CSCD

非规则颗粒材料广泛地存在于自然界和工业生产中,其复杂的几何形态对力学性质有显著的影响.为构建更接近真实颗粒形态的理论模型,以扩展多面体为基本单元,发展了扩展多面体组合单元.为验证扩展多面体组合单元的可靠性,分别对凸形三棱柱单元、凹形正倒锥体单元在平底漏斗中的卸料过程进行了离散元模拟,并与试验结果进行比较分析,得到其具有较好的一致性.在此基础上,对不同形态的组合单元进行堆积和卸料离散元模拟,研究了颗粒形状对堆积分数、卸料流量和休止角的影响.结果表明,颗粒形状越复杂,颗粒之间的互锁效应越显著,颗粒系统更加稳定.扩展多面体组合单元的有效应用,为离散元数值模拟描述任意形态颗粒材料提供了一种新的构建方法.     

利用颗粒堆积在有限空间内取水规律研究

为了探明利用颗粒堆积在有限空间内取水的规律,研究分析了玻璃球堆积体的表观体积、堆积体中已有水体积、颗粒数量、粒组质量和固体颗粒堆积体积对取水过程和结果的影响,深入探讨了不同影响因素条件下取水成功的临界状态.研究发现,有限空间内已有水量越多,投入到容器内的颗粒越小,取到水的可能性越高.颗粒数量和粒组质量的增加会增大取水难度.混合体堆积过程中沿竖直方向做功大于单一粒径粒组的堆积做功.     

煤粉起动速度与粒径及湿度的关系

在煤码头和车站的煤堆积场上,煤粉的扬起是污染环境的主要原因之一.作者根据力学的基本原理,考虑颗粒和液滴重力、煤粉颗粒尺寸和湿度的影响,利用煤粉颗粒起动时的力平衡条件,推导出在风的作用下,具有一定湿度的煤粉颗粒开始扬起的起动风速的理论表达式.最后.根据煤粉起动速度与煤粉颗粒粒径及湿度的关系,将理论公式和风洞实验结果进行了比较,理论和实验结果符合得相当好.     

高温超导体的顺磁Meissner效应——II.局域磁矩唯象模型

在前文中提出的实验设计思想 ,对二十几个不同类型的样品进行了系统的研究 .在此基础上提出了一个局域磁矩唯象模型 .通过对实验数据的拟合 ,首次给出了局域磁矩的大小、浓度及其分布 .进而对局域磁矩大小与样品颗粒尺寸、颗粒间的弱连接的关系 ,局域磁矩之间以及局域磁矩与超导抗磁磁矩之间的相互作用等问题进行了讨论 .实验结果表明 ,由局域磁矩模型得到的结论是普遍适用的     

悬移质与推移质分层管流的阻力特性

本文着重探讨管道中悬移质与推移质分层流动的阻力特性.文中提出,粗颗粒、高浓度的两相流动中,颗粒间的碰撞力对颗粒的悬浮和运动起着重要的作用.在这个理论基础上,导出了阻力系数公式,并得到验证.试验证明,扩散理论不足以描述这类流动.粗颗粒的悬浮运动是否增耗水流的能量,主要取决于碰撞力与紊动力之间的对比消长.在高浓度情况下,粗颗粒悬移质明显地增大了水流的能量损失.推移质的存在将使两相流动的阻力损失显著增大,其增阻率与水流条件及颗粒特性之间存在有一定的函数关系.     

基于复杂网络的黏性土颗粒边坡堆积体失稳研究

对颗粒边坡堆积体模型在金属板向下持续作用时的失稳破坏过程进行了颗粒离散元模拟,得出了二维边坡堆积体土颗粒速度总矢量、边坡堆积体失稳破坏时滑移开裂面的角度以及边坡堆积体坡顶y方向的平均速度等宏观响应过程.构建了自然堆积下边坡堆积体颗粒的法向力链无向网络模型,研究其滑移面出现的位置,并与实验结果做对比.最后,用复杂网络方法对边坡堆积体坡顶颗粒接触力链网络的拓扑特征进行了分析,得到平均度、簇聚系数和平均最短路径在边坡堆积体失稳过程中的演化规律,并结合强度折减法验证其准确性.研究结果表明,平均最短路径可以对边坡堆积体失稳破坏进行较为有效的预警.采用复杂网络理论研究边坡堆积体宏观响应与其力链网络介观结构之间的相互关系,为边坡失稳研究提供了一种全新的数学分析方法.     

球形纳米颗粒Brown凝并碰撞效率的新表达式

研究了邻苯二甲酸二辛酯纳米颗粒在Brown凝并过程中的碰撞效率．在考虑Stokes阻力、润滑力、van der Waals力和颗粒变形恢复力的情况下推导了一组碰撞方程,通过数值求解这组方程,得到了当颗粒半径从50 nm到500 nm变化时,颗粒碰撞效率和半径之间的关系,计算得到的结果和实验结果符合较好．计算结果表明,在颗粒半径为50 nm到500 nm的情况下,颗粒的碰撞效率随颗粒半径的增加而减小．基于计算结果,提出了颗粒碰撞效率的新表达式．     

一种颗粒随机分布复合材料弹性位移场均匀化方法的理论分析

针对计算随机颗粒分布复合材料弹性位移/力学场时,采用样本求力学性能期望值需要花费大量时间和内存的问题,给出了一种计算颗粒随机分布复合材料弹性位移场的均匀化方法,并且获得了均匀化位移场与期望位移场之间的一种理论误差.首先由复合材料的特性定义了均匀化理论的随机场和概率空间,然后结合单胞内颗粒随机分布复合材料的特性做了一些合理假设得到了在整个颗粒随机分布复合材料组成区域上的期望位移场与均匀化位移场之间的一种理论估计,最后对此法所具有的优点、适应范围,缺点、以及需要改进的地方做了进一步讨论.     

并罐式无钟炉顶装料行为的离散元模拟及实验研究

通过离散元模拟和物理实验相结合的方法研究了并罐式无钟炉顶装料过程中颗粒的流动行为.结果表明:DEM模拟能很好地再现实验结果;料罐内部颗粒间力的分布不均匀,强力链主要分布在料罐下部和斜墙附近;料罐内颗粒流动为偏斜式漏斗流,可分为准呆滞区、流动加速区、两侧墙壁附近的剪切层,料罐内颗粒流动模式影响着颗粒的排放顺序,并进一步影响颗粒的下落轨迹及其在炉内的分布;颗粒流动轨迹受料罐出口闸门开度的影响,为保证稳定布料,应将闸门开度控制在合理的范围内;颗粒堆积过程中,堆尖位置随着料流落点位置而变化,堆尖半径大于落点半径.