三维流固两相流的颗粒群轨道柔性模型

为解决工程应用中三维流固两相流动力学建模的难题,提出了基于离散单元法(DEM)的颗粒群轨道柔性模型．即在Euler坐标系中表达流体连续相,在Lagrangian坐标系中运用DEM表达颗粒离散相,从而简单且有效地解决了三维流固两相流中颗粒相和流体相间的双向耦合和求解问题,同时以三维管道中气固两相流的建模和典型实例,可视化地说明了该方法的有效性．     

钨酸铅晶体中F型色心电子结构的研究

运用相对论性的密度泛函离散变分（DV-Xα）方法模拟计算了PbWO4（PWO）晶体中F型色心的电子结构,得到了PWO晶体的态密度分布,讨论了色心的可能光学跃迁模式,并用过渡态方法计算了跃迁能量。计算结果表明,F、F^＋心在PWO晶体的禁带中引入了施主能级,F、F^＋心可向W 5d轨道发生跃迁,其跃迁能分别是1.83eV、2.28eV,因此,可推断F、F^＋心能引起PWO晶体中680nm、550nm的吸收。     

NaCl晶体中电子型色心的电子结构研究

运用密度泛函离散变分（DV-Xα）方法研究了NaCl晶体中可能存在的色心,模拟计算得到含色心的NaCl晶体的电子结构．计算结果表明,F、F2心在禁带中引入了新的能级;分析了可能存在的光学跃迁,并用过渡态方法计算得到相应的跃迁能量为2．74eV和1．74eV．该计算结果与实验测得的吸收光谱的峰值位置吻合较好．而F^＋心不存在光学跃迁吸收,但使晶体的禁带宽度变窄．计算结果还解释了NaCl晶体吸收光谱的结构起因．     

基于嵌入式系统和红外图像的火焰检测算法

随着嵌入式技术的发展,把机器视觉应用于嵌入式系统是一个发展方向.目前火焰算法相对比较成熟,具有较高的准确率和抗干扰力.但算法复杂度普遍较高,主要应用于PC机系统,不能适应嵌入式系统的要求.结合已有的研究成果,提出了基于统计背景模型和火焰动态特征的火焰检测算法,成功移植到嵌入式系统上.试验证明算法抗干扰性强、检测率高,速度快.     

一种基于混沌加密的二值图像数字水印算法

以Logistic混沌映射的初值作为密钥,产生混沌序列构成加密模板来加密二值图像水印.在DCT变换域进行水印嵌入,进行非盲检测.该算法符合密码学要求,且仿真结果表明不可见性和鲁棒性良好.     

混凝土层间直剪试验的离散元模拟研究

混凝土的层间结合情况影响结构整体的剪切性能,因此,需要重点研究混凝土层面的抵抗剪切变形的能力.在采用颗粒流离散元软件模拟整浇混凝土直剪试验的基础上,通过生成随机椭球表示层间缺陷,并将细观缺陷作为弱夹杂考虑到离散元接触模型中,模拟层面直接剪切试验的非线性行为.试验结果表明：正压力越大,试件竖直方向的剪胀越小,而层面破坏时接触的拉裂纹数比例有所增高;非整体浇筑引入的层间缺陷削弱了层面的抗剪强度;层面剪切强度的黏聚力比摩擦系数受层面缺陷的影响更加敏感.本文的研究结果为混凝土层面剪切性能的离散元数值模拟和破坏过程研究提供了参考.     

黏土砾石地层隧洞开挖压力拱数值模拟研究

为分析黏土砾石层中隧洞开挖时周围土体中拱效应的发展规律,基于离散元的方法研究了不同含石率下土体的位移发展过程,分析了隧洞从开挖到塌方结束过程中应力变化曲线,验证了动态压力拱理论在黏土砾石层中的适用性.结果表明：隧洞顶部的土体位移最大,越靠近隧洞两端越小,受扰动区域的沉降最大值随含石率增加而减小,同时更集中在隧洞顶部;隧洞开挖后,应力变化过程主要分为成拱阶段、坍塌阶段以及稳定阶段,隧洞周围土体的应力呈现环向应力增加、径向应力减小的趋势,在隧洞边墙处出现应力集中现象;通过应力张量十字架来反映土体的应力大小与方向,展示了塌落拱与开挖时步的关系,清楚地显示了拱效应在黏土砾石层中的形态,揭示了拱效应由成型到消失的变化机理,验证了动态压力拱理论在黏土砾石层中的适用性.     

基于事件驱动间歇控制的离散复杂网络有限时间同步

研究了一类基于间歇控制的离散时间异构复杂动态网络有限时间有界同步问题。首先,设计了一个基于事件驱动的间歇控制机制。在该机制下,控制器是否工作取决于Lyapunov函数轨迹和预设的工作区域。与现有的间歇性控制方案相比,该方法中控制器的工作/休息时间是非周期的且不可预测的。其次,提出了有限时间有界性的概念,并利用类整定时间函数来衡量控制性能。通过求解不等式约束的优化问题,进一步得到有限时间有界同步的类整定时间。最后,通过数值仿真实验验证了该结论的准确性和有效性。     

双裂隙复合岩层单轴压缩力学性质及损伤机理离散元模拟

针对存在内部裂隙的软硬互层复合岩层力学特性展开研究,采用PFC2D建立层状复合岩层离散元模型,通过对完整复合岩层试验细观参数进行校准并验证其宏观特性,研究分析平行双裂隙复合岩层的岩桥倾角与层理倾角对力学特性与破坏模式的影响,得出双裂隙复合岩层的5类最终破坏模式,揭示裂纹演化规律及位移场变化。研究结果表明：双裂隙复合岩层峰值强度随岩桥倾角增加呈现先减小后增加的趋势,而随层理倾角θ增大表现为“U”型变化规律;与完整试样相比,双裂隙复合岩层峰值强度降低4.4%～42.0%;双裂隙复合岩层破坏模式主要分为5种类型,分别为轴向张拉破坏(Ⅰ型)、穿层理剪切破坏(Ⅱ型)、穿层理拉伸破坏(Ⅲ型)、沿层理面滑移破坏(Ⅳ型)、沿岩层拉伸破坏(Ⅴ型);试样的破坏模式在θ=0°～45°时随岩桥倾角增加从Ⅰ型转变为Ⅱ型最后转变为Ⅲ型破坏模式,在θ=60°～75°和θ=90°时分别表现为Ⅳ型和Ⅴ型破坏模式;在θ=0°～45°时,翼裂纹垂直于主裂隙起裂,随岩桥倾角增大,翼裂纹沿岩桥倾角偏转并扩展成宏观破裂面,导致试样最终被破坏;在θ=60°～75°时,裂纹在层理面扩展形成宏观滑移面,导致试样破坏;在θ=90°时裂纹...     

旋转磁场作用下磁铁矿粉运移规律与分选研究

为了研究磁铁矿粉在旋转磁场中的运移规律,首先,设计一种中间给料、底端排尾矿、顶端排精矿和部分尾矿的新型螺旋管式磁选设备,并搭建试验平台;其次,采用多物理场仿真软件COMSOL对其流场和磁场进行数值模拟,对螺旋分选管上下部出口截面位置的矿石颗粒进行受力分析与示踪模拟;第三,采用高速相机观察分选管内磁性颗粒的运移规律;最后,进行粗精矿分选试验。研究结果表明：在旋转磁场作用下,螺旋管内的磁性颗粒发生与旋转磁场转向相反的运移;在旋转磁场反向驱动作用下,下行分选管内磁性颗粒被螺旋向上提升进而被“回收”;上行分选管内磁性颗粒在被提升的同时与非磁性颗粒在磁场与离心力的作用下发生径向分离;在给料流量为4.85～6.00 L/min、给矿质量分数为10%的条件下,将原矿TFe品位由61.69%提升至68.15%～68.49%,精矿中SiO₂质量分数由10.14%降至5.61%～5.76%,精矿产率为90.03%～90.58%,精矿TFe回收率为98.13%。