非阻塞性微颗粒阻尼机理的散体元研究

基于作者所建立的球状散体元模型,从细观上研究了非塞性微颗粒阻尼（ＮＯＰＤ）的机理,为ＮＯＰＤ的进一步工程应用提供了理论基础,通过对微颗粒组合体与主结构相互耦合的计算机仿真,对微颗粒组合体与主结构之间能量传递及其运动过程中的能量损耗的定量计算分析,得取了ＮＯＰＤ阻尼机理的一般性结论：ＮＯＰＤ的摩擦耗能与冲击耗能具有相同数量级的阻尼效应,但微颗粒粒径越小,摩控耗能就越明显大于冲击耗;ＭＯＰＤ具有较宽的     

非阻塞性颗粒阻尼加筋板振动功率流的研究

针对工程上常用的加筋板结构,推导出了加筋板振动方程,并用拉普拉斯变换法对方程进行了求解,从理论上分析了激励位置、肋骨和非阻塞性颗粒阻尼（NOPD）对板结构振动功率流的影响规律。理论分析和实验研究表明：NOPD能有效地抑制振动能量流的输入及峰值功率流,从而有利于降低板的噪声辐射;当肋骨数目一定时,激励位置靠近加筋板结构的边角、沿矩形板的长度方向加肋和选择比重较大的NOPD,均更有利于减少输入到结构中的能量流。研究结果为该类结构的结构优化设计和阻尼优化配置提供了重要的理论依据。     

非阻塞性微颗粒阻尼的散体元模型

非阻塞性微颗粒阻尼（ＮＯＰＤ）是在传统颗粒阻尼和冲击阻尼技术基础上发展起来的一种复合阻尼新技术,具有良好的阻尼特性,因而表现出极佳的减振效果。文中建立了用于非阻塞性微颗粒阻尼分析的散体单元法模型（球体元模型）,利用接触力学理论合理地确定了各接触参数,对非阻塞性颗粒阻尼中的冲击能耗的摩擦能耗进行了计算机仿真研究。计算机仿真结果与实验结果有很好的一致性,为ＮＯＰＤ理论分析提供了一种新方法。     

动理论在预测非阻塞性颗粒阻尼能量耗散中的应用

为了准确分析颗粒阻尼(NOPD)的能量耗散机理,拓宽颗粒阻尼在工程中的应用范围,根据分子动理论基本原理,建立非阻塞性颗粒阻尼能量耗散的定量模型。在振动流化床颗粒系统研究成果的基础上,认为当阻尼器内部的颗粒充分流化时,颗粒之间的物质输运和能量耗散由颗粒之间的碰撞主导;将阻尼器内部颗粒的运动与气体分子的运动进行类比,建立非阻塞性颗粒阻尼的能量守恒方程;通过求解颗粒系统的广义温度,得到非阻塞性颗粒阻尼能量耗散功率的定量模型。研究结果表明,颗粒阻尼的能量耗散功率随着颗粒直径的增大、颗粒层数的增多、材料密度的增加以及振动强度的提高逐渐提高。与现有模型相比,提出的模型颗粒阻尼的能量耗散功率不依赖颗粒内部速度梯度,因而具有更大的实际应用范围,也为更精确地描述非阻塞性颗粒阻尼的能量耗散机理提供了一种新的思路。     

基于离散元法的二元颗粒流剪切分离机理分析

为了解决颗粒分离的解释机制众多、尚未完全统一的问题,进一步揭示剪切分离更深刻的机制,采用开源软件LIGGGHTS构建三维离散元剪切模型,分析大颗粒周围的空间排列结构,探讨摩擦力、壁面、尺寸差异、惯性等因素对空间结构变化的影响。结果表明：大颗粒能够向上爬升是在2种机制共同作用下进行的;小颗粒群在竖直方向存在速度梯度,层与层的动量传递发生损耗;大颗粒的尺寸效应体现在对前上方小颗粒动量传递模式的改变,由此产生空隙;大颗粒前期靠挤压上升,空隙的产生是大颗粒上升的充分条件;大颗粒后期在后传递颗粒的旋转传动下,沿着小颗粒表面上升。     

一种基于离散元法的弯管中颗粒流动问题的数值模拟

本文建立了直角弯管中颗粒流动问题的数学模型,并对核心模块的算法进行详细描述,在此基础上设计了基于离散元法求解弯管中颗粒流动问题的算法与程序。数值实验结果表明:实验结果与实际物理现象相符,验证了所设计的求解算法和所研制的程序的正确性。     

颗粒阻尼线性离散元模型参数的选取方法

为了研究不同形式颗粒阻尼的减振特性及其在旋转条件下的阻尼效果,建立颗粒阻尼的线性离散元模型,提出了一种颗粒接触线性模型的参数选取方法。根据Hertz接触非线性模型,假设颗粒相对运动在达到屈服极限时,Hertz接触模型接触力所做的功和线性模型接触力所做的功相等,对颗粒接触的力和位移的关系进行了线性化处理;利用离散元法对重力场下不同材料的非阻塞性颗粒阻尼(NOPD)、柔性约束颗粒阻尼和旋转条件下的NOPD进行建模;根据颗粒材料的屈服强度、泊松比、弹性模量等物理属性确定了仿真计算的相关接触参数。与实验确定颗粒接触参数的方法相比,所提方法适用范围更广。数值计算结果与实验结果在趋势和数值上吻合得较好,为颗粒阻尼的进一步研究奠定了基础。     

基于非阻塞性颗粒阻尼技术的填充颗粒对约束阻尼结构减振性能的影响

为使传统的约束阻尼结构的减振性能进一步提高,引入了非阻塞性颗粒阻尼技术,通过颗粒运动状态分析和悬臂梁试验研究了填充颗粒对基于非阻塞性颗粒阻尼技术的约束阻尼结构减振性能,探讨了颗粒填充率、粒径和密度对结构的振动响应、复合损耗因子等阻尼特性的影响规律.结果表明:随着填充率的增加,复合损耗因子呈先增大后减小的趋势,当填充率在...     

悬臂梁的非阻塞性微颗粒阻尼减振模型研究

基于作者曾建立的非阻塞性微颗粒阻尼（ＮｏｎＯｂｓｔｒｕｃｔｉｖｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｄａｍｐｉｎｇ ,简称ＮＯＰＤ） 球体元模型,根据振型叠加原理,建立了悬臂梁ＮＯＰＤ 减振模型,并建立了ＮＯＰＤ 作用下悬臂梁强迫振动响应迭代计算公式;对悬臂梁ＮＯＰＤ 减振进行了计算机仿真计算,计算结果与实验结果有很好的一致性;同时对ＮＯＰＤ 在悬臂梁上的放置位置进行了优化研究．研究结果为ＮＯＰＤ 的工程应用提供了一种分析方法     

非规则曲面的离散元法分析模型建模软件

在采用离散元法分析机械部件与颗粒材料接触作用时,需要建立机械部件（边界）的离散元法分析模型。分析可知,机械部件中与颗粒材料接触作用的零件表面,存在不能用初等解析函数表达的非规则曲面。为此,采用推进波前法（AFT：Advancing Front Technique）进行非规则曲面网格划分,把非规则曲面离散成三角形平面片的组合,同时添加运动属
性和材料特性参数,由此建立非规则曲面边界的离散元法分析模型。在对PRO/E软件进行二次开发的基础上,研制了非规则曲面边界建模软件。通过实例验证,初步证明了基于AFT边界建模方法和软件的可行性,为复杂结构机械部件工作过程的仿真分析奠定了基础。     

基于颗粒尺度DEM直接数值模拟的喷动流化床颗粒运动特性

采用离散元方法,对喷动流化床内的气固流动进行了三维直接数值模拟.气相场采用欧拉方法,固相场采用拉格朗日方法;对每一个颗粒考虑了碰撞力、携带力和重力;颗粒碰撞采用软球模型;气固耦合采用双向耦合.模拟中跟踪了每个颗粒的运动,获得了颗粒轴向速度、平均速度、颗粒浓度和颗粒平均碰撞频率随操作参数的变化规律.结果表明喷动气速度、流化气速度、颗粒平均速度、颗粒浓度和颗粒平均碰撞频率存在关联性:喷动气速度增加,颗粒在喷射区和环形密相区的平均速度增加,浓度减小,平均碰撞频率减小;流化气速度增加,颗粒速度、浓度和碰撞频率与喷动气速度增加具有相同的变化规律,但环形密相区的变化更为明显.     

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。     

岩土体颗粒破碎的离散元数值模拟技术综述

该文概述了岩土体颗粒破碎的理论研究价值及工程意义。结合颗粒破碎物理试验研究现状,综合阐述了目前数值模拟技术的优势和方法,并认为离散元方法的数值模拟可以更有效地对岩土体颗粒破碎进行研究。总结分析了在离散元方法中研究颗粒破碎的两种方法,黏结模型和颗粒破碎模型。     

隔震桥梁合理结构阻尼模型

为了更好地处理隔震桥梁中的复杂阻尼问题,探讨了隔震桥梁中阻尼的模拟方法.根据阻尼的来源及作用机制不同,将隔震桥梁的阻尼分为滞回阻尼与结构阻尼两类.基于统一振型阻尼比的振型叠加法,给出了采用瑞利阻尼模拟结构阻尼时控制振型的选取方法.以支座位移与墩底内力作为复合指标,以无结构阻尼的地震反应作为参照,考查了采用瑞利阻尼与刚度比例阻尼时隔震桥梁的地震反应.结果表明,结构阻尼对隔震桥梁中的地震反应有较大的影响,经典的瑞利阻尼不适于隔震桥梁,利用初始刚度比例阻尼来模拟隔震桥梁的结构阻尼相对比较合理.     

一个产生不对称涡旋的自驱动粒子模型

生物群体运动形成涡旋是自然界中经常出现的现象, 很多学者对其机制进行研究, 机制模型可使群体达到对称的涡旋形态. 然而自然界中大多数生物群体形成的涡旋并不是对称的. 本文引入个体空间感知各向异性的因素, 对产生群体对称涡旋的自驱动粒子模型进行研究. 我们提出模型的基本假设是: 个体对纵向距离的感知短于真实纵向距离, 而横向距离的认知没有偏差. 这造成个体之间相互作用强度各向异性. 模拟结果表明: 当这种偏差达到一定程度时, 群体最终呈现并维持在更符合实际情况的偏心涡旋状态. 这表明空间感知的各向异性可能正是造成实际生物系统中群体形成偏心涡旋而非对称涡旋的原因. 本文还对模型进行了参数敏感性分析, 结果表明: 当群体的对齐倾向比较弱时, 较小的距离知觉偏差对群体的行为没有影响, 适中的偏差会使群体出现偏心涡旋, 过大的偏差会使群体陷入混乱; 当群体的对齐倾向较强时, 较小的距离知觉偏差不会改变群体对齐的现象, 而较大的偏差会使群体出现偏心涡旋, 过大的偏差会使群体陷入混乱.      

A pore-scale smoothed particle hydrodynamics model for lithium-ion batteries

A mesoscopic pore-scale model of multi-disciplinary processes coupled with electrochemical reactions in lithium-ion batteries is established via a relatively novel numerical method—smoothed particle hydrodynamics(SPH)method.This model is based on mesoscopic treatment to the electrode(including separator)micro-pore structures and solves a group of inter-coupled SPH equations,including charge(ion in electrolyte phase and electron in solid phase),species(Li?in electrolyte phase and lithium in solid active materials),and energy conservation equations.Model parameters,e.g.the physicochemical properties are location-dependent,directly associated with the local component of the medium.The electrochemical reactions are prescribed to occur exactly at the interface of solid active materials and electrolyte.Simulations to isothermal discharge processes of a battery of 2-dimensional idealized micro-pore structure in electrodes and separator preliminarily corroborate the reasonability and capability of the developed SPH model.     

由DEM确定Nash汇流模型的参数

针对推求Nash汇流模型参数的传统方法中需要有足够数量的流域降雨径流资料，而目前在大部分地区并没有足够的水文资料这一情况，提出了一种确定Nash模型参数的新方法．首先由DEM提取地形地貌参数，然后推算Nash模型的参数．选择长江三峡沿渡河流域为例进行模拟计算，取得了较好的效果，表明本文方法在实用上是可行的，完全避开了大量降雨径流资料的处理和分析，有助于进一步深化缺少资料情况下汇流计算方法的研究．     

数字高程模型DEM及其显示

针对应用建模方法中建模数据的获取问题，在介绍数字高程模型(DEM)的数据采集方法和等高线模型、规则格网模型和不规则三角网模型三种表示模型的基础上，论述了基于等高线的建模方法。指出不规则三角网(TIN)与规则格网(RSG)的优缺点，并通过对相同等高线数据进行处理生成TIN和RSG图。结果证明，在两者不考虑数据结构的情况下，不论在误差方面还是在数据质量方面，TIN明显占有优势。     

广义阻尼模型及其在混凝土重力坝地震响应分析中的应用

基于黏弹性材料的广义流变模型,推导出一种广义阻尼模型及相应的结构动力学方程,分别选用指数函数和高斯函数为广义阻尼模型的卷积核函数,采用Newmark直接积分法计算了Koyna大坝的地震响应,分析了松弛参数、时间积分步长对大坝地震响应的影响,比较了广义阻尼模型和黏滞阻尼模型情况下大坝的地震响应。结果表明：地震作用下广义阻尼模型的响应峰值均大于黏滞阻尼模型的响应峰值;松弛参数越大,广义阻尼的响应峰值越接近黏滞阻尼的响应峰值;指数模型对数值积分时间步长的要求高于高斯模型。