磁悬浮球体磁阻电机的三维磁场分析

磁悬浮球体磁阻电机的磁场分析计算是比较复杂的问题,因为其定、转子结构和磁场分布呈现三维性.通过三维磁场数值计算,对磁悬浮球体磁阻电机的磁分布进行分析,绘制出电机定子在不同电流下定子凸极与转子凸极不同位置的磁通密度分布曲线.     

不同装置下点源球体的近似解与精确解对比

针对利用简单加倍的方法求解点源球体解析解的局限性,采用双球坐标系,通过镜像法求解点源下球体的精确解,将其与简单加倍求得的近似解进行对比,给出了简单加倍方法的适用条件,从而在实际中能够更准确地使用简单加倍的方法.研究结果表明:对于二极装置,当球心埋深h≤1.5r0时,利用简单加倍方法求得的近似解与精确解的误差已达到10％以上;对于中梯装置,当球心埋深h≤1.7r0时,二者的误差达到10％;二极装置的视电阻率曲线随着极距AM的增加会出现反向异常的现象,且极距越大,反向异常越明显.     

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.     

桥机跨中满载起吊货物时的瞬态动力学分析

运用振动力学知识建立桥式起重机桥架结构起吊货物这一动态过程的动力学模型,比较准确的计算出了钢丝绳从张紧开始受力阶段到货物离地瞬间所需要的时间,并绘制出桥架结构起吊货物时的载荷曲线。最后应用有限元分析软件ANSYS Workbench进行瞬态动力学分析,得到结构的位移响应曲线,并计算出了桥架结构的起升动载系数,为现有起重机的设计方法提供了一种参考。     

基于球体网格与DEM的流域地形特征尺度效应分析——以长江流域为例

基于球体大圆弧八叉树剖分网格和全球共享DEM(Digital Elevation Model)数据分别构建长江流域多层次三维地理场景,提取流域相关地形参数,分析流域地形特征随度量尺度变化的趋势与规律.结果显示,同尺度下球体网格模型的上下表面积、起伏度均小于DEM模型对应的特征值,而地形粗糙度、二维和三维分形维数以及广义分形维数和多重分形谱值的范围等均大于DEM对应的特征值.所有尺度下,球体网格模型表面的二维分形维数均大于2,而对应DEM的二维分形维数均小于2,但两种模型的三维分形维数均小于3.研究表明,DEM与球体网格模型在计算地形参数时均具有尺度效应,所有参数值随着剖分层次/数据分辨率的提高而增加,但增加的趋势不尽相同;两种模型在表达地形多尺度特征时具有良好的一致性;球体网格在大区域地形无缝可视化和地形参数提取精度方面具有一定优势.该研究可为流域生态环境监测以及流域分布式水文模型构建等提供科学参考.     

受热黏弹塑性复合球体的空化问题分析

在有限变形动力学的框架下, 采用Kelvin-Voigt微分型热黏弹性本构关系, 建立球体内空穴运动的非线性数学模型, 得到了球体的几何参数和材料参数与空穴生成时临界温度的变化关系; 给出空穴半径随时间增长的动态变化曲线, 并讨论外界温度场、 球体的几何尺寸和材料参数对空穴半径增长规律的影响.     

粉末材料压制过程的DEM分析

应用离散单元法(DEM)研究了粉末材料在开口容器中受到刚性凸模压制时的流动特点,获得了压制过程中颗粒的运动轨迹、运动速度以及粉末密度分布等重要信息;总结了几种典型的粉末流动模式,并在相关实验中得到了印证,说明了应用DEM分析具有强剪切行为的粉末流动是可行的,结论可供粉末冶金工艺和模具设计人员参考.     

天然电磁场激励下球体的天然电场选频法异常成因分析

在以往实践应用的基础上,主要从均匀半空间内球体模型的角度研究天然电场选频法异常的成因.首先从自然因素和人文因素2方面分析天然电场选频法的场源问题;从麦克斯韦方程组出发,利用边界条件求取谐变磁场作用下,均匀半空内导电导磁球体在地表主剖面上感应二次电场的解析计算式;根据拉普拉斯方程和边界条件,获得谐变电场作用下,均匀半空间导电球体在地表主剖面上的异常电场水平分量计算式;对理论模型的各个参数进行假定,计算三维谐变磁场、谐变电场作用下,地表主剖面上良导球体的水平电场异常曲线.通过对模拟计算结果分析可知,在水平谐变磁场和谐变电场共同作用下,获得的地表电场异常曲线与野外实测结果形态相似、特征相同.     

边界单元法在粘弹性参数位移反馈分析中的应用

本文提出由位移观测资料反馈分析粘弹性模型参数的边界元法.文中以鲍埃丁-汤姆生(PT)模型为例,介绍了求解的具体步骤,给出了算例,并将其结果与理论解作了比较.算例分析表明,PT粘弹性模型能较好地用于实际工程,特别是围岩较均匀的地下洞室;边界元法比解析法通用性强,比有限元法更能适用于地下洞室结构,特别是不规则形状的洞室,且简单明了,具有较高的计算精度,是位移反馈分析求粘弹性参数的有效方法.     

沙粒群的散体动力学建模

介绍了将离散单元方法引入沙粒群分析计算的具体过程和方法。根据赫兹接触理论和非完全弹性碰撞理论,确定了沙粒与沙粒之间本构关系的各接触参数,详细讨论了接触沙粒间相互作用力的分析计算方法,建立了沙粒群的散体动力学模型。     

Discrete Element Simulation of Collision-Rich Dynamics of Wet Granular Flows Down an Inclined Channel

This paper proposes a numerical scheme that employs the discrete element method (DEM) to simulate the motion of a wet granular flow down an inclined channel. To account for the liquid influences on the dynamics between paired particles, this paper presents a wet soft-sphere contact model with liquid-modified parameters. The developed scheme takes full advantage of DEM and avoids the expensive simulation of the solid-liquid interactions with conventional Navier-Stokes equation solver. This wet contact model has been implemented in an in-housed parallel discrete objects simulation system - KNIGHT and ANNE/IRIS to compute the dynamic behaviors of both dry and wet granular particles flowing down an inclined channel.     

有限元/离散元耦合分析方法及其工程应用

基于有限元/离散元（FEM/DEM）耦合分析方法,引入单一裂纹和弥散裂纹的综合模型作为节理单元的应力应变关系及破坏准则,通过节理单元的起裂、扩展和失效来实现岩体裂纹的萌生和扩展的模拟.以巴西劈裂试验对该模型进行了验证.并以罗富高速公路典型边坡为工程背景,分析了其在暴雨和地震作用下的滑坡发生机理.计算表明,暴雨作用下该边坡易发生局部破坏,暴雨和地震综合作用下会发生整体滑动.
     

三维离散元法软件开发研究

提出由机械部件的CAD模型建立其三维离散元法分析模型,在此基础上实现CAD软件与自主研制的三维离散元法分析软件的集成,从而构建一种集设计和性能分析评价为一体的与散粒材料接触作用的机械部件的通用数字化设计方法和集成设计分析软件,为相关机械部件结构和尺寸参数的优化设计奠定了基础.介绍了自主研制的三维离散元法分析软件的结构、主要功能及关键技术的实现方法,包括提出的实边界和虚边界的概念等.     

考虑咬合修正系数的自密实砂浆3D-DEM模型

在自密实砂浆的3D离散元模拟(discrete elementmethod,DEM)中,为了准确模拟其摩擦特性,降低单元间相互咬合引起的阻碍作用,该文采用咬合修正系数(engagingfactor,fe)对砂浆单元接触模型进行修正。计算单元接触力时,将与运动方向相反的作用力乘以fe后进行合力的计算。采用自主开发的离散元程序对剪切算例进行数值模拟,验证了fe可有效降低单元间阻碍作用,抗剪摩擦力最大可降低85%以上。对自密实砂浆的摩擦性能进行实验研究并对结果进行模拟,结果表明:通过选取合适的fe和接触参数,模拟结果与实验结果比较吻合。     

DEM模拟解析二元混合颗粒粒径偏析分布规律

颗粒粒径偏析分布是高炉炉顶布料过程中不可避免的现象,易造成炉喉处局部料层的空隙度降低和压差升高,影响煤气流的均匀分布,继而间接影响炉况的顺行。通过DEM离散单元法模拟研究二元混合颗粒的偏析分布规律,同时,提出一个偏析指数T,用以表征粒径偏析分布的相对程度。研究结果表明:同一T值图中,相邻区域颗粒的T值相差越大,则该区域颗粒的粒径偏析程度越大;不同T值图中,所有相邻T值之差的平均绝对值越大,则颗粒堆积整体粒径偏析程度越为严重。     

土壤沉陷特性与车轮滑转关系的离散元研究

 探究轮胎-地面系统的动力学特性,建立更接近轮胎-地面系统实际工作状况的动力学模型是车辆行驶理论的核心问题之一。本研究运用颗粒-车辆地面散体动力学模型,针对目前车辆地面力学中,尚无有效方法对因车轮滑转导致土壤沉陷的问题进行模拟和计算的现状,采取相应的试验数据,建立相同的计算环境,对弹性车轮在沙地上因滑转引起的沙土沉陷问题进行计算,与试验结果进行对比分析表明有很好的一致性。该模型能有效地用于车辆地面力学中滑转率、土壤沉陷特性及两者相互关系的研究和计算。     

平面曲线运动加速度公式在常见曲线运动中的适用性

讨论了平面曲线运动加速度公式在常见曲线运动中的适用性．     

填充床中细小颗粒渗流行为的DEM模拟

为进一步探索COREX过程固体物料的运动状态,对COREX过程中涉及到的细小颗粒渗流行为进行了DEM模拟。考察不同颗粒直径比、阻尼系数及滑动摩擦系数对细小颗粒渗流行为的影响,特别是计算得到不同模拟参数下细小颗粒在填充床内的运动轨迹。模拟结果显示,渗流过程中细小颗粒的平均渗流速度为一定值。随着颗粒直径比的增加,颗粒竖直方向的渗流速度逐渐减小,停留时间与径向弥散逐渐变大。随着颗粒间阻尼系数的增加,颗粒渗流速度逐渐增加,停留时间逐渐减小,径向弥散逐渐变小。滑动摩擦系数对细小颗粒的渗流行为影响较小。从细小颗粒运动轨迹分析可知,颗粒直径比变大时,细小颗粒易在空隙中缓慢移动,易趋于静止床层中,导致颗粒沉积。随着颗粒间阻尼系数变小,颗粒运动轨迹向填充床边缘发展,偏离床层中心。