颗粒堆积物在不同堆放方式下的占空比和分形维数的计算

通过计算机编程模拟了在二维体系下颗粒堆积物规则堆积、交错堆积、随机堆积、混合堆积的过程,计算了不同堆放方式下颗粒堆积物的占空比k及分形维数d.我们发现颗粒物质的占空比k及分形维数d与堆积方式和颗粒大小有关.     

有浮动电极PDP单元放电串扰的数值模拟研究

利用二维流体模拟方法研究等离子体显示屏(PDP)大维持电极间隙单元之间的放电串扰现象.研究发现当维持电极间隙较大时,无论它们之间是否有浮动电极,均可能发生相邻单元之间的放电串扰;同时,串扰还与工作电压有关,电压越高越容易发生串扰.模拟结果显示,串扰仅发生在最初几个维持放电脉冲期间.在单元之间插入浮动电极,可以有效地阻止单元之间的放电串扰而不影响Xe放电激发效率.     

AC-PDP结构对串扰的影响

采用二维数值模拟的方法计算了表面放电型PDP在不同结构下相邻3个显示单元的放电过程.研究了放电过程中各单元内电子、氙谐振态浓度分布和其平均浓度随时间的变化情况.在流体模型计算基础上,采用蒙特卡罗模型对单元内大量谐振光子的辐射、捕获过程进行模拟跟踪,从而得出各放电单元内所产生谐振光子在荧光粉层上的分布.研究了放电过程中相邻单元之间的影响,结果表明,对传统条形障壁结构,单元内维持电极间距增大,放电空间高度增加会使放电串扰和发光串扰加强,Waffle型障壁结构不仅能提高放电效率,而且能有效阻止串扰的发生.     

开孔碳纤维复合材料层合板的拉伸失效有限元分析

基于ABAQUS有限元软件中的二维壳单元和三维实体单元,对铺层角度为［0°/(±45°)₃/(90°)₃］_s的开孔T300/1034-C碳纤维复合材料层合板在拉伸载荷作用下的失效过程进行研究.首先,在ABAQUS有限元软件中建立壳单元和连续壳单元碳纤维复合材料模型,利用自带的2D Hashin准则与退化模型模拟了层内失效.但二维模型没有考虑各层失效间的相互影响,进而通过编写材料子程序VUMAT,引入3D Hashin准则和基于断裂能的等效应力-应变双线性退化方式,采用实体单元模拟碳纤维复合材料的失效行为.通过对三种单元模型进行模拟,结果表明:开孔造成的应力集中会使层合板在拉伸过程中纤维与基体更易失效,成为裂纹源;在层合板失效过程中,都呈现“X形”向“沙漏形”失效发展趋势,最终沿宽度方向断裂;实体模型模拟精度相比于传统壳单元、连续壳单元的偏高更接近实验数值,三种单元模拟极限失效载荷与实验数据相差分别为26.1%,31.1%,8.64%.     

二维耦合细胞体系尺度大小对系统响应能力的调控作用

利用Berridge提出的细胞内钙离子振荡最小化模型, 通过数值模拟方法考察二维(N*N)耦合细胞体系对外界刺激的集体响应行为. 发现在一定的耦合强度下, 当耦合单元数目取适当值时(如C_µ = 0.07, N = 4), 体系输出信号的信噪比有极大值, 表明在二维耦合体系中也产生了动力学体系尺度共振现象. 同时还发现随着耦合强度的变化, 该体系对外界刺激的响应所对应的体系尺度发生了迁移, 而且随着耦合强度的增大其响应的体系尺度范围也有所扩大. 这些现象表明耦合单元数目、耦合强度都对生物细胞体系感受外界刺激的能力有重要的调控作用, 生物体系有可能利用这些现象来提高其自身对外界刺激的响应能力.     

非均匀崩落矿岩散体流动的仿真模型

基于离散元思想,结合随机理论,以崩落矿岩散体为研究对象,建立了非均匀散体碰撞运动模型.该模型主要研究内容包括:模型假设条件、散体颗粒的随机生成、颗粒单元的稳定性分析、颗粒单元的初始移动、颗粒单元的碰撞过程以及颗粒单元运动的随机性等.根据所建立的非均匀散体碰撞运动模型,利用C#编程语言研发了二维放矿仿真系统.该系统包括参数输入、模型生成、仿真模拟和数据统计四个功能模块.设计了无底柱分段崩落法放矿模拟方案,所得结论与类似文献对比,基本相同,说明利用非均匀散体碰撞运动模型模拟散体流动是可行的.     

冲击载荷下混凝土破坏过程数值模拟

用二维梁-颗粒模型BPM2D(Beam-Particle Model in Two dimensions)模拟了混凝土动态破坏过程.梁-颗粒模型BPM2D是在离散元法基础上,结合有限元法开发的二维数值计算模型. 在模型中用三种类型梁单元形成混凝土数值试样.每种类型梁单元的力学性质均按韦伯(Weibull) 分布随机赋值以模拟混凝土细观结构的非均匀性,同时梁单元的强度随应变率不同而变化.利用此模型分析了混凝土板在弹体冲击条件下的破坏过程,并给出不同弹体初始速度条件下混凝土内部应力波传播过程.通过将计算结果与实验数据相比较,表明梁-颗粒模型可有效应用于计算和模拟脆性材料动态破坏问题.     

拥挤环境下的双分子化学反应（英文）

利用二维朗之万动力学模拟研究了拥挤环境下的双分子化学反应.研究发现平均反应时间τ的分子拥挤剂面积分数依赖性取决于改变的方式.当通过向体系中添加拥挤剂使改变,τ随的增大单调增加.而当体系中发生逾渗现象时,τ的增长速率大大提高.若通过调整体系尺寸大小来改变,由于拥挤效应主导的动力学区域和拥挤剂浓度主导的动力学区域间的竞争,τ随的增大出现极小值.此外,发现随着拥挤剂尺寸的增大,双分子反应速率加快.最后,模拟数据表明反应时间符合指数分布,且体系的拥挤程度不会改变这一分布模式.     

粉末注射成型中颗粒接触模型的研究

将研究不连续体力学行为的离散单元法应用于粉末注射成型过程的研究,将粉末视为粘弹性的离散颗粒,建立粉末注射成型颗粒接触模型及每个颗粒的基本运动方程,推导了力与位移表达的粘弹性本构关系.基于PFC软件实现了粉末注射成型过程中粉末颗粒二维流动情况的数值模拟,模拟结果与实际实验结果较吻合.     

应用离散单元法对二维流化床内流态进行数值模拟研究

采用基于颗粒轨道模型的欧拉-拉格朗日数值模拟方法,将广泛应用于岩土力学中的离散单元法DEM (Distinct Element Method)引入流体力学中以计算颗粒与颗粒之间的作用力,同时考虑颗粒与流体间的相互作用(双向耦合),对二维流化床进行数值模拟,结果与实验观察到的现象基本一致,预示着离散单元法在密相气固两相流数值模拟研究中具有广阔的前景.