自然沙堆积的静止角研究

以塔克拉玛干沙漠西南边缘自然沙丘的沙子为研究对象,对不同粒径的沙采用漏斗法进行沙堆积,并录像记录了沙的堆积过程。将录像处理成图片,用计算软件“CorelDraw”处理,从而得到沙堆静止角和崩塌角随时间和沙粒粒径的变化关系。得出结论：（1）沙堆的静止角随时间呈振荡变化。首先,静止角逐步变大到崩塌角,崩塌后堆积角回到静止极角,然后再增大到崩塌角,如此往复。（2）当粒径小于0.30 mm 时,沙堆崩塌角及崩塌角与静止极小角的差值随沙粒粒径的增大而增大;但当粒径大于0.30 mm 时,其差值随沙粒粒径的增大而减小。（3）崩塌角与静止极角差值的平均值为（4.6±0．6）°。（4）混合沙的崩塌角与静止极角的差值为（5.2±0.3）°。     

颗粒尺寸对通道内颗粒静止角的影响

通过实验研究颗粒在通道中的崩塌现象，考察固定通道宽度条件下，颗粒直径大小对通道内所堆积颗粒的静止角θr的影响．研究发现静止角θr随颗粒直径d的倒数λ=1／d的增大呈指数衰减趋势．本实验对5种不同直径的颗粒其抬高斜面倾角θ的过程中静止角θr的涨落进行研究，发现静止角θr的涨落随颗粒直径的增大而增大．     

颗粒聚集体的崩塌性质研究

考察和分析了一般颗粒物质堆积体中崩塌的主要特征，概述了目前对颗粒物质崩塌研究所涉及的相关模型以及理论，并对其适用范围和局限性进行了分析，指出了他们的成功之处及不足，提出了对颗粒物质堆积体崩塌机理进行深入研究的一些思路。     

颗粒柱坍塌运动与堆积特性的研究综述

通过总结国内外有关颗粒柱坍塌运动模型的研究成果,分析了颗粒柱初始空间形态特征、颗粒基本物理特性、模型边界及环境条件等因素对颗粒柱运动堆积特性的影响规律及作用机制.颗粒柱的运动距离和堆积高度与其初始宽高比之间存在显著的线性及幂函数关系,高、低颗粒柱坍塌运动模式和能耗机制差异显著.颗粒粒径、颗粒刚度、颗粒破碎与颗粒潮湿等因...     

碎石颗粒堆的崩塌响应分析

试验模拟了碎石颗粒堆在匀速加载作用下的受力及崩塌情况;研究了崩塌产生的频率及幅度,分析了影响崩塌产生的因素。结果表明荷载大小及碎石颗粒表面情况对碎石颗粒堆的崩塌产生显著影响。对匀速荷载下碎石颗粒堆的崩塌响应给出了理论解释。     

六角密堆积结构的有效介电常数

本文导出一般形式的Rayleigh方程和混杂介质的有效介电常数公式，计算了介电粒子构成的六角密堆积结构的有效介电常经，从理论上讲．笔者的计算可准确到任意高阶矩，因而结果是精确的。     

不同堆积结构颗粒床内的流动特性研究

为了研究不同堆积结构颗粒床内的流动特性,使用两种尺寸球形颗粒构建了均匀混合堆积结构和分层堆积结构床,在碎片床冷却性实验装置(DEBECO,DEbris BEd COolability)上进行了单相和两相流动实验。基于实验结果,对比分析了两种堆积结构的流动阻力压降,进一步验证了流动阻力模型。实验结果表明:对于不同尺寸颗粒均匀混合的堆积颗粒床,其有效直径在低速(Rep7)条件下更接近面积平均直径;随着速度(Rep7)升高,其有效直径更接近长度平均直径。当气液两相同向向上流过均匀堆积结构颗粒床时,实验测量的两相压降总体上与Reed模型预测值较为接近;与均匀堆积结构床相比,相同颗粒分层堆积结构床内的两相流动阻力压降较低。该实验研究结果对完善多孔介质结构内流动阻力分析具有重要的学术意义。     

基于BPEL的颗粒堆积仿真的网格计算服务

提出了颗粒堆积仿真过程的并行计算和并行可视化的实现方法,大大减少了颗粒堆积计算的时间.并通过商业流程执行语言(BPEL)定义的工作流,实现对计算服务的流程控制、事务管理和生命周期控制,使得颗粒堆积仿真计算服务能够平滑地移植到网格计算服务平台上提供服务.     

颗粒材料崩塌模拟与特征研究

颗粒材料所表现出的行为特征是许多工艺技术及自然现象研究的理论基础.为对颗粒材料的崩塌特征进行深入研究,应用离散单元数值方法对颗粒材料崩塌进行了数值模拟,计算通过了试验数据的数值验证,说明计算结果是正确而有效的.在数值计算模拟的基础上,对两类典型颗粒崩塌过程及特征进行了研究与分析,最后利用数值计算结果得到不同崩塌条件下静止核心区的规律曲线并进行了分析.     

单分散圆盘堆积的Voronoi统计模型

研究随机堆积的几何结构和特征对于理解颗粒物质、泡沫、胶体等无序体系的宏观物理性质有重要意义。结合实验与计算机模拟,人们对不同形状、不同维度的颗粒形成的随机堆积进行了探究。理论方面,人们提出了一些基于统计几何、平均场近似或随机过程的模型分析处理随机堆积的体积分数、平均配位数等问题。不过由于堆积结构的约束条件复杂、无序的程度难以严格定义等原因,即使是单分散圆盘堆积也很难进行严格地分析和计算。对于随机密堆积的体积分数,不同的研究中给出了不同的结果。本文提出Voronoi统计模型对单分散圆盘堆积的几何特征进行理论研究。采用Voronoi网描述堆积的几何构形,导出一般情况下二维Voronoi网的面积公式,利用排斥圆和定向Voronoi圆给出了几个确定刚性圆盘间Voronoi近邻关系的定理。然后讨论平衡稳定堆积,利用接触关系对Voronoi元胞的影响,导出对称Voronoi元胞的体积分数与接触数的关系、Voronoi元胞面积及几何配位数关于接触线夹角的公式。最后,利用Voronoi网的统计分析导出平均几何配位数、平均约化自由体积关于接触线夹角概率分布的积分公式。具体的理论计算结果表明,Vorono...     

颗粒物质表面摩擦性质研究

颗粒物质的摩擦性质与普通的固态物质有很大的区别.通过两颗粒层表面间的相互摩擦实验发现:(1)表面粘有固定颗粒的滑块与离散颗粒层表面发生相对运动时,最大静摩擦力随颗粒层中颗粒尺寸的增大而减小;(2)滑块受到的滑动摩擦力与颗粒层数有关,颗粒层数小于三层时,滑块受到的滑动摩擦力随颗粒层数增加而增加,当颗粒层数大于等于三层时,滑块受到的滑动摩擦力不再增加.通过拟合得到最大摩擦力F与尺寸R满足F=A Bexp(-R/C)关系.     

颗粒物质中的微扰

介绍了容器中颗粒物质内部受到局域微绕的研究进展,并对微扰态的性质和规律做一些分析和讨论。     

球形颗粒堆积过程中的能量转换研究(英文)

为了研究球形颗粒的堆积行为,开发了一个三维仿真系统ParticleSim.该系统建立在离散元法的基础上,包括预处理和运算求解.利用该系统研究了五组颗粒堆积的能量转换过程.     

分层结构颗粒堆积床内的流动阻力特性

为了研究反应堆严重事故后分层结构碎片床的流动阻力特性,使用4种尺寸球形颗粒构建了3种颗粒堆积床,分别是颗粒均匀堆积床、水平分层颗粒堆积床和竖直分层颗粒堆积床。基于3种颗粒堆积床,开展了单相/两相流动实验,对比分析了不同堆积结构颗粒床内的流动阻力特性。研究结果表明:对水平分层结构,当下层为小颗粒、上层为大颗粒时,分层结构对流动阻力压降的影响可以忽略,堆积床上下层内的流动阻力压降和相同尺寸的颗粒均匀堆积床内的流动阻力压降基本相同;当下层为大颗粒、上层为小颗粒时,分层结构显著提高了上层小颗粒堆积床内的流动阻力压降,在最大实验流速工况下,上层小颗粒堆积床的流动阻力压降约是相同尺寸颗粒均匀堆积床的1.25倍,而下层大颗粒床内的阻力压降基本不变。竖直分层颗粒堆积床内存在横向流动,导致小颗粒堆积层内流动阻力压降降低而大颗粒层的流动阻力压降升高。研究结果对完善多孔介质结构内的流动阻力分析具有重要意义。     

颗粒物质电学性质研究进展

颗粒物质的静力和动力学性质已经进行了大量的研究,近年来很多人开始对颗粒物质在电流、电场作用下的性质进行研究。综述了颗粒物质电学性质的研究,主要介绍了颗粒堆积导电方面的研究进展。     

椭球颗粒随机紧密堆积实验研究

针对随机堆积问题在数理领域和实际生产中意义重大且目前尚无一般性的理论模型的问题,采用一种基于高分辨率工业X射线断层扫描(CT)无损检测的实验方法较精确地测定了椭球颗粒随机紧密堆积体系的3个重要参数,即堆积分数、取向序和配位数分布,结果表明,椭球纵横比为0.5左右时,堆积分数达到的最大值为74%,与现有的模拟结果一致,而在一定纵横比范围内,配位数的分布呈偏态分布,取向角与取向轴呈现出高对称性,但离散性较强,该结果与球体随机紧密堆积的差异较大。在不考虑摩擦刚体所需平均配位数为刚体自由度的2倍、有限堆积物的配位数分布满足古典的几何分布的2个假设下,提出了一种椭球的堆积理论,其能解释堆积参数的变化趋势。结论和实验手段对探讨非球体填充理论和计算堆积体孔隙率有一定的参考价值。     

颗粒物质力学几个关键问题的思考

颗粒物质是由大量离散固体颗粒相互作用而形成的复杂体系,其平衡和运动规律及其应用是颗粒物质力学的主要研究内容．颗粒物质具有广泛的应用背景和丰富的物理内涵,是工程应用和凝聚态物理研究较为活跃的学科,但是进展非常缓慢,目前很多基础问题尚不够清晰．结合作者近10年的研究工作,对颗粒接触力学的难点、接触力简化存在的问题予以分析,并基于颗粒物质内部结构特点提出了以力链为核心的多尺度力学研究框架,最后对颗粒物质典型应用例子之一——泥石流运动基础研究提出新的见解．     

颗粒物质中的沉降阻力

作者对颗粒物质中沉降物体受到的阻力进行了资料调研,并对其中的一些基本物理量之间的关系进行了分析和讨论,揭示颗粒物质系统普遍存在的非线性规律.     

颗粒物质与固体交界面静摩擦系数的测量与分析

颗粒物质与固体界面的摩擦力是当前颗粒物理研究中经常遇到的边界条件,但文献上对其取值有较大分歧。本文实验测量了颗粒物质与不同固体界面的最大静摩擦力,发现界面摩擦均满足达芬奇摩擦定律,且测得的静摩擦系数约在0.17～0.20之间。而材料手册中同样材料的固-固接触摩擦系数高达0.94,这表明一般不能直接用材料手册的摩擦系数值分析讨论与它有关的颗粒问题。     

颗粒物质摩擦力测量系统及其数据采集处理

在直流电机和拉力传感器测量电路的基础上，通过变送器将探测棒的力传送给A／D转换卡，再利用程序将数据读入数据库并进行汇总处理。保证了实验数据的准确性和数据采集、测量结果处理自动化。