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《浙江大学》 2012年
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基于超二次曲面的离散单元接触模型研究

陈友川  
【摘要】:离散单元法是描述颗粒体系运动的数值计算方法,已广泛应用于颗粒系统的数值模拟和仿真,但目前绝大部分离散单元接触模型仍只针对球形颗粒的干颗粒体系和粒径相同的湿颗粒体系。针对这一问题,本文采用超二次曲面来描述形状复杂的颗粒物质,并在此基础上建立了离散单元接触模型来模拟研究干颗粒体系和湿颗粒体系的力学行为。主要的研究内容包括: (1)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离散单元接触模型,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,使离散单元接触模型更接近物理事实,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。 (2)以物理事实为依据通过合理简化建立了一个比较完善的研究颗粒液桥力的离散单元湿接触模型,模型中假设液桥的侧面是一段圆弧绕中心轴旋转而形成的,并据此推导出颗粒不等径、固液接触角不为零且颗粒之间存在距离时的液桥力计算公式,实现了对湿颗粒体系的模拟计算。 (3)将所建立的离散单元接触模型进行了编程实现,并对模型和算法进行了算例测试,证实了本文所建立的离散单元接触模型的可行性和正确性。 研究证明本文的模型能够比较准确地模拟复杂颗粒体系的真实运动,可为复杂颗粒体系的模拟研究提供一种新的数值计算方法。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O347.7

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【参考文献】
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