用混沌理论研究筛分过程中物料的运动规律

应用非线性数学工具对物料在强化筛中的复杂运动规律性进行了分析，推导出颗粒在强化筛中运动的递推公式．应用混沌分析方法对物料在强化筛中的运动规律进行了数值计算，并用其描述了颗粒的运动特性．结果认为，真实的料群与筛网碰撞和透筛是个十分复杂的过程，影响因素很多，用数学工具对料群碰撞、透筛过程进行精确描述目前尚有困难．     

筛分作业中颗粒同筛面间碰撞过程的数值研究

引入离散元法的弹性-阻尼-滑动接触模型,建立了描述颗粒同筛面之间的碰撞的数学模型,编制了模拟筛面上单颗粒运动的计算机程序并进行了数值试验,发现碰撞过程的接触时间主要取决于颗粒同筛面之间的接触刚度,而同筛分机的转速无关。为考察筛分机处理难筛分物料的能力定义了瞬时透筛系数这一指标,研究结果农明:增大筛面振幄较增大振频对瞬时透筛系数的增大更为有效,从而验证了潮湿细粒物料的低频大振幅筛分理论。     

YKR型振动筛筛体运动及物料透筛概率分析

利用Simulink仿真模块建立振动筛的仿真模型,得到其筛体质心及入料端、排料端的运动轨迹,然后根据筛体不同位置处垂直方向的振幅得到物料颗粒在筛面的跳动次数,最后由颗粒的透筛概率及其在筛面上的跳动次数计算不同粒级物料在入料端、质心和排料端的透筛概率。结果表明,筛体各处不同的运动轨迹使物料在筛面上运动时,从入料端到排料端,垂直方向的速度增大,水平方向的速度减小;排料端的物料透筛概率比入料端的物料透筛概率高,质心处相对粒度为0.3~0.5的物料透筛概率最高;物料运动轨迹及透筛概率的不同使得筛分过程中沿筛长方向不同位置处可得到不同粒度级的筛分产品。     

风沙跃移中颗粒冲击起动的数值模拟

采用考虑颗粒碰撞的Euler-Lagrange数值模拟方法,对风沙跃移中颗粒冲击起动过程进行了数值计算.在模型中,把气相视为连续介质,在Euler坐标中建立控制方程,对离散颗粒采用Lagrange方法模拟,颗粒间的相互碰撞作用采用软球模型描述.计算结果表明该模型可以模拟出风沙运动中颗粒冲击床面的动态起跳过程,并且与均匀平整床面相比,在非均匀床面上的颗粒更易碰撞起跳,也更具有随机性.这进一步揭示了风沙运动中颗粒碰撞起跳机理.     

利用LBM-DEM方法模拟研究粗颗粒管道水力输送

管道水力输送是运输固体物料的一种重要方式。本文采用Fortran语言在Visual Studio平台建立了一套描述粗颗粒管道水力输送过程的LBM-DEM数值模拟方法,并用该方法对相同体积的双层颗粒群和三层颗粒群在水平管道中的运动进行了模拟,研究了不同颗粒堆积方式下的水力输送特性。结果表明:推移运动是粗颗粒在水平管道中的主要运动形式,部分颗粒在水流的作用下会产生跃移运动;颗粒群前方存在水流低速度区,且管道初始流速越低、颗粒直径越大时,低速度区的存在越明显;颗粒群上层颗粒在运动的过程中会产生坍塌,随着管道初始流速的增大和颗粒直径的减小,上层颗粒由向下层坍塌逐渐转变为向颗粒群前方坍塌;堆积方式对颗粒群在管道中的运动具有重要影响,双层颗粒群和三层颗粒群在低速度区特性、颗粒坍塌方式等方面存在部分差异。该研究可为粗颗粒管道水力输送技术的发展起到一定的指导作用。     

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.     

逆循环椭圆力激振钻井液振动筛的筛分过程

通过理论推导及典型工况下筛网动力特性和颗粒运动轨迹的计算,研究逆循环椭圆力激振钻井液振动筛的筛分过程.研究结果表明:水平筛网垂直方向加速度明显大于-9.8 m/s2并处于上行阶段才容易产生液体透筛流动;筛网垂直方向加速度越大,液体透筛速度越大;一个振动周期包括液体透筛段、颗粒抛掷段和过渡段,加速度椭圆上部对应于筛网上行的区段为主要的液体透筛区;激振力幅相同时,逆循环椭圆筛液体透筛速度较大;逆循环激振时颗粒向后抛掷明显,向前输运速度小于正循环激振工况,颗粒在筛面上停留时间长;颗粒向后抛掷能够诱导颗粒团聚,减少颗粒透筛,并将许多嵌入筛孔的颗粒带出,可保持高的筛网开孔率,使外排钻屑干度大.现场应用表明,逆循环椭圆力激振的筛分效果明显优于正循环激振工况,与理论研究一致.     

锥篮离心机物料颗粒运动和锥篮合理曲面计算

本文研究物料颗粒沿筛篮转鼓锥形壁上升过程中的运动.通过建立颗粒的运动微分方程及其数值积分,分析了颗粒的轨迹和速度、分离因素等运动要素.以这种分析为基础,计算了在特定要求下筛篮的合理曲面形状.     

循环流化床内颗粒团运动的研究模型

颗粒团运动是循环流化床中气固两相流动的重要特征之一。本文描述了一种循环流化床内颗粒团运动的研究模型,给出了该模型中颗粒团的基本概念及其相关的物理模型与数学模型,对单颗粒及颗粒团的碰撞、破碎、粘附等过程对颗粒团运动的影响进行了初步的理论研究及数值假定,提出了基于轨道模型上的用于研究颗粒团运动的数值计算方法及计算过程,为全面研究颗粒团现象奠定了基础。     

农业物料流化床中颗粒偏析运动的随机微分方程

本文在研究农业物料流化床中颗粒沿铅垂方向的偏析运动时,用概率的方法对影响运动最主要的随机因素——颗粒间的碰撞作用进行描述,在此基础上建立了床中颗粒沿铅垂方向偏析运动的随机微分方程,并对求解方法进行了初步的探讨。另外,还对部分农业物料流化床的表观粘度、床中颗粒的扩散系数进行了测定,从而为流化偏析现象的实际应用和进一步研究打下了一定的理论基础。     

探讨particle flow里的脚本操作器

目的探讨使用粒子流(particle flow)的脚本操作器,按具体应用的需求编写出程序模块,用程序或算法操控场景中粒子流系统,从而实现完成群集物件或3DS Max场景中的实例物体进行程序控制的目的。方法通过查阅国内外相关技术文献,并列举一些具体应用个案实例的制作进行分析、讲解。结果粒子流采用事件驱动方式实现大量物件的群集动态操控,其允许用户编程来控制群集物件运动形态,例如,使抽象的数学公式产生具体的动态视觉感官效果,同时也可以与软件的其他功能模块结合起来实现复杂动画效果的简单操控。结论用粒子流产生大量物件的群集动画要比使用系统本身提供的物体对象运行速度快、占用的系统资源少,同时若能将粒子流脚本操作器与MaxScript脚本语言相结合便能实现各种复杂效果。     

旋流分离器内三维两相流场的实验研究

为了研究内置格栅旋流分离器的分离机理,采用粒子动态分析仪测定了旋流分离器内部的三维两相流场.实验表明,主体流动为三维螺旋的向下运动,中央存在一个和底流口贯通的螺旋形空气柱;固体颗粒浓度在格栅内壁附近出现的最大值在格栅内部,随着格栅半径的减小,固体颗粒的浓度减小,在靠近空气柱附近出现最小值;底流中固体颗粒的粒径明显大于进水和出水中固体颗粒粒径.     

双螺杆磨浆机螺杆几何学研究

运用相对运动分析的方法对双螺杆几何学进行研究，得到了螺纹齿廓表面上任意一点的数学方程，建立了同向啮合双螺杆螺纹曲线的数学模型；并通过对具体实例的计算，利用MATLAB软件绘画制出曲线图形；同时对所得理论曲线进行简化近似，以利于制造成型车刀，从而便于加工制造。     

无线电信号传播的多相位屏数学模型及数值模拟

采用多相位屏的数学模型,数值模拟无线电信号在大气中的传播过程.利用高分辨率探空气球提供的折射率数据,采用三次样条插值,得到地球大气参数的剖面.在大气球对称假设下,把GPS无线电信号看成是平面波,采用多相位屏数学模型,通过每个相位屏上的输入和输出复信号之间的关系,用快速Fourier变换和快速逆Fourier变换得到复信号在相位屏之间的传播,数值模拟无线电信号在大气中传播过程,最后得到观测屏上的相位角和振幅.在Matlab环境下进行编程和数值计算,对模型进行求解.在低对流层中,由于水汽的增加,电磁波传播条件复杂,超折射和衍射现象逐渐严重,信号难以锁定,大气传播的研究比较困难.多相位屏模型的数值模拟对此区域无线电信号传播较为有效,从而对GPS掩星技术的理论研究和物理反演的实现具有一定的价值.     

浅谈力学中线量和角量的关系

矢量力学中所涉及到的物理量有矢量也有标量,部分矢量根据质点组的运动状态有线量和角量.如果质点组有转动运动,则在该质点组的运动方程中肯定要涉及到角量,但是角量较线量相对复杂,理解困难.鉴于此,浅谈线量和角量二者关系,提出二者之间的统一表达式,以加深理解和灵活应用.     

基于SolidWorks的数控母线折弯机

通过SolidWorks中Animator可实现折弯过程中的刚性物体移动,然后用VBA编程对采用钣金建模的铜母线的折弯尺寸添加数学关系,并重新建模,从而完成物体的变形动画。最后利用视频软件将动画合成,并将合成的动画导入触摸屏,从而使数控系统界面可模拟真实折弯过程,便于用户操作,确保成品母线的尺寸要求。     

投影矩阵分解定理的一种证明

利用初等矩阵理论方法,证明了投影矩阵分解定理．此定理是研究复杂系统的基础定理．对称分析理论和正交分析理论是研究复杂系统的基本理论,而矩阵象是研究对称性和正交性的主要工具．此定理的主要作用是研究处理矩阵象的运算规律,这些规律是提出的GL算法、零成分搜索法、对称性全局方差分析、正交性全局方差分析等新方法的数学基础．     

利用粒子系统实现喷泉模拟

为了实现喷泉的实时模拟,构建出一种基于粒子系统的喷泉系统模型。分析模型中粒子的属性及其变化,加入风力和阻力等粒子属性,实现粒子在复杂受力情况下的实时动态模拟。采用Visual C++6.0为编程工具,三维动画环境由OpenGL支持,在Windows XP环境下开发了基于粒子系统的三维喷泉模拟系统。实验证明该算法实现简单,模拟的喷泉效果满足实时性和逼真性的要求。