沥青混合料离析率仿真方法及转运车模型试验研究

在分析沥青混合料转运车的工作原理及作用的基础上,研究了用于预测沥青混合料在转运车螺旋搅拌器中的离析率的神经网络RBF(Radial Basis Function)算法,并进行了仿真计算．根据相似理论,设计了转运车模型,试验揭示了螺旋搅拌器结构参数对改善沥青混合料离析程度的影响．实验数据仿真结果误差分析表明,RBF算法可对沥青混合料在转运车螺旋搅拌器中的离析率进行预测,为沥青混合料转运车的设计与开发提供了理论依据．     

剪切力对滤水速率和细小纤维留着率影响的研究

尝试在DDJ（动态脱水仪）中用一倒置的圆锥体替代传统的螺旋搅拌器，在筛网上形成一个均匀的剪切场。比较了分别使用圆锥体和标准搅拌器时DDJ的滤水速度。分析了剪切力对细小纤维留着率的影响，指出了锥体体搅拌器的可行性和优点。     

推进式搅拌器固液混合的计算流体力学模拟

为了研究推进式搅拌器的固液混合性能并为设计和优化提供依据,通过建立其计算流体力学模型,探讨了固体颗粒由沉积在搅拌罐底部的初态达到稳定混合的过程.搅拌器旋转、固液两相混合和罐内湍流分别采用多重参考系法、欧拉模型和标准k-ε离散模型进行模拟,初态颗粒沉积由补丁函数实现.根据流速场、固颗粒分布、力矩与功率数据研究了不同工况对力矩、功率和悬浮状态的影响,并改进底部结构以减少底部沉积.数值仿真结果表明:推进式搅拌器轴向循环显著,颗粒分布较为理想,转速和体积分数增加会提高总力矩和功率,颗粒增大则会减小压力力矩、增大切应力力矩,并且加重沉积;底挡板能够减少底部沉积并且促进颗粒悬浮.所建模型和模拟结果能够有助于加深对推进式搅拌器流场特性的了解,并有利于对其进行设计和优化.     

加料机单、双头螺旋对颗粒群接触力的影响

为研究螺旋加料机不连续加料过程中颗粒群的运动特性及变化规律,研究了单、双头螺旋对颗粒群接触力的影响.以1. 5 mm直径小米颗粒为研究对象,基于Hertz-Mindlin颗粒无滑动接触模型,对颗粒之间接触力以及颗粒群与螺旋加料料管内壁接触力进行分析,建立了具有分料装置的螺旋加料模型;采用EDEM离散元软件,以间歇转动60°的方式对小米颗粒不连续加料过程进行数值仿真,得到了颗粒间接触力和颗粒群对螺旋加料料管内壁正向和切向压力的分布,比较了240 r·min~(-1)转速下单、双头螺旋输送中颗粒群接触力分布特点.结果表明:单头螺旋输送物料时,颗粒之间比较紧实,但颗粒在内壁接触处易翻滚;双头螺旋输送物料时,颗粒在内壁接触处不易翻滚,更易随轴作轴向运动,颗粒群的一致性更稳定.     

基于EDEM的垂直螺旋输送机叶片磨损仿真分析

以垂直螺旋输送机为研究对象,通过EDEM离散元软件建立垂直螺旋输送机物料输送的动态过程,对螺旋叶片磨损进行了数值模拟分析。通过Relative Wear磨损模块标记了叶片磨损最易发生的部位。然后,选取叶片不同的区域位置作为磨损值的采样区域,通过分析不同区域的平均磨损深度值,得出了叶片的磨损规律。通过磨损叶片法向累积接触力和切向累积接触力的比较,分析了螺旋叶片的磨损机理。     

土压平衡盾构改性砂土离散元模型参数反演方法研究

首次将遗传神经网络与三轴试验离散元数值模拟有机结合,用于改性砂土颗粒离散元接触模型参数反演.反演目标是使三轴试验离散元模拟曲线与真实实验曲线误差最小,采用的求解策略是基于遗传神经网络的参数识别.三轴试验的离散元数值模拟为网络提供训练样本,遗传算法映射网络输入与输出样本之间的复杂非线性关系,改性土三轴试验的真实测量曲线为参数反演提供依据.以反演结果为接触模型参数的三轴试验离散元模拟曲线与真实实验曲线相吻合,为改性土离散元接触模型参数的确定提供了有效和准确的方法,为进一步的盾构密封舱压力分析奠定了基础.     

非阻塞性颗粒阻尼的离散元法

提出了一种研究颗粒阻尼减振特性的离散元算法,建立了离散元法(DEM)数学模型.通过分析颗粒间以及颗粒与容器壁间的相互作用规律,能较准确地预测颗粒阻尼的减振特性.与实验结果进行了比较.验证了该离散元数学模型的正确性.利用离散元数学模型来研究颗粒阻尼结构属性的改变对其阻尼减振特性的影响,结果表明,质量比和材料密度都对颗粒阻尼的减振特性有影响.     

不可约离散copula的计数研究

从幂等元的角度对所有定义在L2n上的不可约离散copula构成的集合作了研究,给出了在这个集合中,以x∈Ln为幂等元的不可约离散copula的个数,以及不含非平凡幂等元的不可约离散copula的个数.最后,对于给定的对角函数,给出了不可约离散copula唯一存在的条件.     

基于三维离散元法的沥青混合料断裂过程模拟

为了从材料细观结构角度研究沥青混凝土的断裂机理,运用离散元程序PFC3D内的"Fish"语言,采用多球相互重叠的方法描述粗集料颗粒的空间不规则形状,结合集料颗粒的随机投放算法和离散元的空隙处理方法,建立了沥青混凝土小梁试件的三维离散元模型;通过室内沥青砂浆单轴压缩试验和劈裂试验,并结合宏观性能与微观力学参数的转化关系,获得了用于离散元模拟的各类微观参数;采用三维离散元程序PFC3D,进行了-10℃和15℃条件下小梁中点弯曲断裂试验的离散元模拟,获得了弯曲断裂曲线;采用与混合料三维离散元结构相同沥青用量、空隙率和级配在室内成型了沥青混合料的小梁试件,并获得了室内实测断裂曲线.研究结果表明:所建立的离散元模型可以充分考虑集料颗粒的不规则形状、集料级配特征和空隙大小;三维离散元方法可以较好地模拟沥青混合料弯曲断裂过程中裂纹起始和扩展的现象,模拟结果与室内实测结果基本相当;三维离散元模拟可以作为研究沥青混合料断裂特征的辅助手段.     

掘进机截齿截割煤岩的离散元仿真方法

为了研究截齿截割煤岩的动态破坏过程,提出采用离散元法进行截齿截割煤岩的仿真分析.根据截割头结构建立了相应的离散元模型,采用二维圆盘颗粒建立了煤岩的离散元模型,通过接触和连接力学模型计算截割过程中的作用力.在此基础上,通过VC++6.0编写了离散元仿真计算程序,借助MFC建立友好的人机交互界面,实现了截齿截割煤岩工作过程的离散元仿真.通过对截割角为45°条件下的截齿截割煤岩进行仿真,结果初步证明了采用离散元法的可行性,为截齿截割过程分析和截齿的优化设计提供了一种新的研究手段.     

不均匀介质中负回归曲线对螺旋波的影响

考虑了激发介质的不均匀性及生物细胞活动的空间离散及时间连续的性质,采用改进的Greenberg-Hasting模型,研究了负回归曲线的斜率对螺旋波稳定性及波形的影响.数值模拟结果表明,只有当介质的负回归曲线的斜率大于-1时,螺旋波稳定.在抛物线型负回归曲线介质中,稳定的螺旋波会演化成湍流图案.     

潜水搅拌器的技术改造

针对潜水搅拌器运行中存在的一些问题,为了降低维修成本,保证工艺的连续性,对潜水搅拌器进行了技术改造,使潜水搅拌器经济可靠地运行.     

有限元二网格离散方案EQrot1元特征值下逼近准确特征值

用数值实验结果表明把2-网格离散方案用于EQrot1元得到的特征值给出下界.证明了当精确特征函数奇异时,对EQrot1元使用二网格离散方案得到的特征值给出下界.     

弹性体材料拌合的离散元模拟及拌合装置的改进

为了现实有效地离散弹性体材料拌合的数值模拟,采用离散元法,开发了离散弹性体材料拌合离散元模拟系统.通过塑料球落下拌合实验对数值模拟系统进行了验证.实验结果与计算结果接近,表明该系统具有可信性.应用数值模拟系统对现有拌合装置的拌合原理进行了分析,阐明了现有拌合装置的问题,开发了一种新型拌合装置,并对其进行了实验验证和数值模拟.结果表明新型拌合装置的拌合能力高.该材料拌合离散元模拟系统与参数确定方法能够合理地模拟离散体的拌合.     

储煤仓用螺旋溜槽结构的设计改进

针对螺旋溜槽匀速段漏料严重的现象,对螺旋溜槽的结构进行设计改进,并利用离散元EDEM软件对改进前后的物料输送情况进行仿真计算。仿真结果表明,加装挡板后,溜槽漏料情况得到改善;添加缓冲槽后物料的平均速度降低,减轻了溜槽出口处物料的碰撞破碎程度;匀速段改进后,在漏料减少的情况下,同时降低了物料的平均速度,从而减小了物料之间的相互作用力,达到了减少煤块破碎的目的。该结论对于螺旋溜槽的结构设计具有一定的理论指导意义。     

非定常Stokes方程的间断有限体积元方法

笔者提出了非定常Stokes问题的半离散问断有限体积元格式,得到了间断有限体积元格式解的最优离散H1范数和L2范数的误差估计.     

基于EDEM对废旧碎玻璃清洗装置的仿真模拟研究

介绍了废玻璃回收和利用的现状,针对目前对碎玻璃清洗装置的设计及计算机仿真研究较少的情况,使用Solid Works软件建立了不同螺距的碎玻璃清洗装置的三维模型,将建好的该模型导入离散元分析软件EDEM中,分析对比螺旋的螺距对碎玻璃清洗装置的影响,从而优化结构参数。     

COREX竖炉螺旋结构对物料运动影响的DEM模拟

基于离散单元方法建立了三维COREX-3000竖炉模型,通过模拟研究比较了宝钢螺旋与设计的均匀下料螺旋的下料均匀性指数、物料流型和物料下降速度在炉内的分布.结果表明,宝钢螺旋的下料均匀性指数在第1节到第5节螺旋上都较小,最大值在第4节螺旋上为0.36,而设计螺旋的下料均匀性指数在整个下料段都接近1,在理论上达到了均匀下料的目的;从宏观上看,设计螺旋在整个竖炉高度上的物料流型比宝钢螺旋更均匀;在围管下方设计螺旋沿竖炉径向的下料速度比宝钢螺旋均匀,在围管上方螺旋结构对物料下降速度的影响很小,下料模式接近活塞流.     

非饱和土三维离散元计算中宏-细观参数关系探究

提出了一种建立非饱和土体宏-细观参数之间关系的方法,来建立在不同孔隙比和含水率等初始条件下非饱和土在不同应力路径下的离散元计算模型;通过编制离散元程序,基于接触粘结模型,对现有的PFC3D(Particle Flow Code in three dimensions)离散元程序进行改进,从而对在不同颗粒间粘结强度下的离散元试样进行一维固结的数值模拟试验来确定其结构屈服应力,并以结构屈服应力为桥梁建立颗粒间粘结强度随含水率变化的函数关系,最后建立能够反映真实非饱和土试样颗粒级配和在不同含水量下的离散元数值模型,为通过PFC3D等三维离散元软件研究非饱和土的基本力学特性提供思路.     

行星轮式搅拌器的实验与数值模拟

在实验和数值模拟的基础上重点研究一种新型搅拌器——行星轮式搅拌嚣,对搅拌器的搅拌功率、搅拌效率进行实验和分析,并与传统的推进式、锚式搅拌器进行比较.实验表明,其搅拌功率准数小于推进式、锚式等传统搅拌器,搅拌效率优于推进式、锚式搅拌器.搅拌过程中,行星轮发生公转和自转,同时产生较好的径向流和轴向流,形成高湍动的充分混和区...