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1.
土的工程力学性质的颗粒流模拟   总被引:23,自引:0,他引:23  
周健  池永 《固体力学学报》2004,25(4):377-382
基于颗粒流理论,引入不同的颗粒接触连接本构模型,分别建立了砂土和粘性土的颗粒流模型.通过颗粒流数值模型试验,对砂土和粘性土的室内平面应变试验及其剪切带形成和发展进行了数值模拟,分别对比了不同围压下颗粒流试样与室内试验的应力应变关系曲线,基本再现了砂土和粘性土试样应力.应变关系.通过砂土和粘性土PFC试样剪切带模拟表明,当围压较小时试样内部颗粒位移量小而且分布范围较广,当围压增大时,试样内部颗粒位移量也增大,而且发生较大位移颗粒的分布范围趋于集中,同时随着围压的增大试样内部形成明显的剪切带.无论砂土还是粘性土的PFC试样,随着围压的增加剪切带的形状趋于集中,而且剪切带宽度在减小.在围压很小时,试样内形成大的破坏区域,在围压较大时出现明显的线破坏区.这些规律基本与室内试验结果相似。  相似文献
2.
颗粒流的动力学模型和实验研究进展   总被引:16,自引:3,他引:13       下载免费PDF全文
吴清松  胡茂彬 《力学进展》2002,32(2):250-258
首先叙述了颗粒流研究的背景和基本概念,接着概述了颗粒流动 力学研究的三种基本数学力学模型:颗粒动理论(kinetic theory)模型、 摩擦塑性模型和离散元模拟模型.介绍了它们的基本原理,并分析了各个 模型的优缺点和适用范围.随之,对颗粒流的实验研究情况作了简要的介 绍,列举了研究中几种常用的试验方法和观测手段,以及观测到的一些 典型现象.最后,我们简述了颗粒流研究的主要困难,并提出了某些有待 解决的研究课题.  相似文献
3.
颗粒流研究评述   总被引:12,自引:0,他引:12       下载免费PDF全文
 颗粒流可看作一种颗粒间直接作用占优势的特殊两相流,它涉及自然界和工程实际中的许多流动问题,例如泥石流、雪崩、滑坡及固体物料的管道输送等,现阶段在国际上对颗粒流的研究正形成一个热点,而在国内这方面的工作才刚刚开始,本文在广泛收集资料的基础上对颗粒流研究现状作了全面的评述,内容包括颗粒流动现彖、实验研究、基本理论、数值模拟,颗粒流研究中的主要问题及将来的发展方向.  相似文献
4.
颗粒流动力学及其离散模型评述   总被引:10,自引:0,他引:10       下载免费PDF全文
孙其诚  王光谦 《力学进展》2008,38(1):87-100
颗粒流是由众多颗粒组成的具有内在相互作用的非经典介质流动. 自然界常见颗粒流 都是密集流, 颗粒间接触形成力链, 诸多力链相互交接构成支撑整个颗粒流重量和外载荷的 网络, 其局部构型及强度在外载荷下演化, 是颗粒流摩擦特性和接触应力的来源.本文 介绍球形颗粒间无粘连作用时的Hertz法向接触理论和Mindlin-Deresiewicz切向接触 理论. Campbell依据是否生成较为稳定的力链把颗粒流分为弹性流和惯性流两大 类, 其中弹性-准静态流和惯性-碰撞流分别对应准静态流和快速流, 作为两种极端流动情况通常处理成连续体, 分 别采用摩擦塑性模型和动理论予以描述, 但是表征接触力链的颗粒弹性参数并不出现这两个 模型和理论框架中, 如何进一步考虑颗粒弹性参数将非常困难. 目前离散动力学方法逐渐 成为复现其复杂颗粒流动现象、提取实验不可能获得的内部流动信息进而综合起来探索颗粒 流问题的一种有效工具, 其真实性强于连续介质理论的描述. 软球模型对颗粒间接触力简化 处理, 忽略了切向接触力对法向接触力及其加载历史的依赖, 带来了法向和切向刚度系数 如何标度等更艰难的物理问题, 但由于计算强度小而广泛应用于工程问题中. 硬球模型不考虑 颗粒接触变形, 因而不能描述颗粒流内在接触应变等物理机理, 仅适用于快速颗粒流, 这不 仅仅是由于两体碰撞的限制. 因此基于颗粒接触力学的离散颗粒动力学模型是崭新的模型, 适用于准静态流到快速流整个颗粒流态的模拟, 可以细致考虑接触形变及接触力的细节, 建立更为合理的颗粒流本构关系, 进而有力的促进颗粒流这一非经典 介质流动的研究.  相似文献
5.
刘大有 《力学进展》1994,24(1):66-74
本文分析了单相流、二相流和多相流等概念上的差异,也分析了单流体模型、双流体模型和多流体模型等概念上的差异,指出前面三种概念是按流动介质的客观物理构成划分的,而后者是按主观采用的研究方法划分的.目前这些概念在使用中存在一些混乱,如二相流与多相流,多相流与多流体模型等.本文还研究了扩散模型、非牛顿流模型和颗粒流模型等,指出前两种模型在分类上属于单流体模型,分析了非牛顿流模型、扩散模型和双(多)流体模型的特点和应用范围,最后,以泥石流为例讨论了以上概念的应用.  相似文献
6.
一种减轻固粒对壁面冲蚀磨损的新方法   总被引:6,自引:1,他引:5       下载免费PDF全文
针对带固粒的近壁流场,提出了在壁面上开凿纵向浅沟槽以减轻固粒对壁面冲蚀磨损的方法.采用改进的κ-ε湍流模式和气-固两相双向耦合模型,计算了流场中颗粒的速度、轨迹以及固粒对壁面的冲蚀磨损,并进行了相应的试验对比.结果表明:在壁面上开凿纵向沟槽能减轻固粒对壁面的磨损;在一定的沟槽高度下,当沟槽宽度同沟槽问距离相等时,减轻磨损的效果最明显;在一定颗粒尺寸范围内,大颗粒导致磨损质量损失增大,当颗粒尺寸超过某一临界值后,颗粒尺寸对磨损的影响较小.进口处颗粒运动方向对壁面磨损具有直接影响.  相似文献
7.
快速颗粒流碰撞应力的动理模型   总被引:5,自引:1,他引:4  
颗粒碰撞是快速颗粒流的动量传递,能量传递及耗散的主要机制。因此,碰撞应力是快速颗粒流研究的主要内容。本文基于大小均匀、光滑圆球颗粒的非弹性碰撞模型,类比气体分子动理论中的处理方法得出快速颗粒流积分形式的碰撞应力,能量传递通量及能量耗散率等关系。在颗粒速度分布函数的一级近似式符合Maxwell分布的假设下,对碰撞应力积分得出相应于Boltzmann方程二级近似解的碰撞应力表达式。在简单快速颗粒流动条件下,本文的理论结果与实验资料符合较好。  相似文献
8.
基于颗粒流的混凝土材料数值实验研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
混凝土材料是一种典型的非均质材料,其力学行为和破坏过程很复杂.本文利用PFC颗粒流软件的内嵌fish语言编写了骨料生成程序、边界条件控制程序,程序模拟了MTS伺服功能,实现了虚拟的混凝土单轴压缩试验.相对于一般有限元程序投放的骨料,文中骨料可以破裂.在生成的数值试件基础上,设计了单级配和全级配混凝土单轴压缩试验,并对其破裂形态、裂纹扩展过程、应力应变曲线和破裂过程能量变化规律进行了研究.利用该虚拟试验平台,可对混凝土的动、静力学特性进行系统研究.  相似文献
9.
颗粒流润滑的现状和展望   总被引:2,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
颗粒流润滑的思路是将固体材料以颗粒(粉末)状态直接导入摩擦副,使摩擦间隙充满固体颗粒,利用微小颗粒的摩擦、变形、碰撞、挤压和滑滚等微观运动,减少作相对运动两表面微凸体的直接接触,从而达到减少摩擦和保护表面的目的.总结了颗粒流润滑在航天磁悬浮备用轴承、径向轴承、制动器、磨削加工、压铸加工等工程领域中的研究和应用现状.分析和对比了已有的颗粒流润滑理论如类流体润滑理论、碰撞动理学润滑理论、离散单元和元胞自动机理论,指出摩擦间隙中颗粒流行为和颗粒接触模型是颗粒流润滑理论的关键问题.最后,从多尺度特性、非连续特性、环保等角度对颗粒流润滑在未来的进一步发展进行了展望.  相似文献
10.
锥体料斗内散料流动相对速度分布的实验研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
用示踪法进行了散粒体在圆锥料斗内不同出口直径条件下流动时相对速度分布的试验,并以此对Jenike轴向应力和共轴理论进行了实验验证,发现有些散料与Jenike轴向应力和共轴理论符合较好,而有些与之偏差较大。分析了内摩擦角、壁面摩擦角对最大主应变率方向的影响。  相似文献
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