基于離散元法的橢球顆粒多尺度建模方法
發(fā)布時間：2021-01-13 20:05
顆粒形狀是散體物料中的重要參數(shù)。近年來,采用離散元數(shù)值方法,在不同尺度下對非球散粒體的建模受到學者們的廣泛關注。細觀尺度下,為獲取顆粒間接觸、膨脹等微觀力學信息,必須對非球顆粒形狀進行精確描述。而在宏觀尺度下,由于模擬計算量的限制,為實現(xiàn)巨量顆粒體系下的物理現(xiàn)象,可以忽略非球顆粒模型精度。因而,開展適用于細觀和宏觀尺度下非球形顆粒的離散元模型的研究具有重要的工程和科學意義。本文擬開展基于離散元法的橢球顆粒多尺度建模方法研究。采用多球填充法和粗�；�,分別在細觀尺度和宏觀尺度上對其顆粒形狀進行建模,通過對橢球顆粒的靜態(tài)與動態(tài)堆積、剪切盒試驗等過程的數(shù)值模擬分析和試驗結果的對比,驗證本研究所提出的橢球顆粒建模方法的可行性和有效性。本文研究結論如下:（1）糙米籽粒細觀尺度建模方法。首先,將糙米籽粒視為橢球體,確定其長軸和短軸的長度,進而采用多球填充法進行幾何建模。其次,通過對顆粒幾何輪廓理論計算,得到填充數(shù)分別為5、7、9、11、13、15和17時的橢球顆粒幾何模型。最后,通過數(shù)值模擬計算上述不同填充數(shù)下橢球顆粒模型的角度因子。（2）糙米籽粒細觀尺度模型檢驗�；跓o底圓筒法和滾筒法進行糙米籽...
【文章來源】：東北農業(yè)大學黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
精確縮放的原理
引 言似縮放方法和應用做了具體的介紹，由其研究可知應在現(xiàn)原系統(tǒng)的物理現(xiàn)象，但這并不是用一個縮放粒用相似縮放法并不能減少粒子數(shù)和模擬時間。中，采用粗�；姆椒▽⒃蛹壏直媛屎芨叩南到y(tǒng)啟發(fā)，在散粒體方面，粗粒化方法可以理解為“顆粒較細顆粒的系統(tǒng)具有更小的自由度。由于細顆粒之學特性直接傳轉變?yōu)榇诸w粒的力學特性。細顆粒間顆粒間均勻化。因此粗顆�？梢员划斪鳌皞巍鳖w粒相似縮放方法相比，粗�；椒ㄖ械拈L度縮放僅適縮放。此外，某些參數(shù)，如重力加速度或幾何體運
圖 2-1 Hertz-Mlindlin 無滑動接觸力學模型 Contact mechanics model of Hertz-Mlidlin 無滑動接觸模型設為默認接觸模型，該eresiewicz 的切向接觸理論。該接觸模型 Hertz 接觸理論計算接觸點的法向力，法向方向，顆粒受到的法向法向合力 Fn由式 2-3 表示。dnnInInFFER2**365234εεα+= += E*是等效楊氏模量；m*為等效質量；Sn是nrel是法向相對速度。間的切向相對速度，顆粒在切向接觸面產運動產生的動能。因此切向接觸力 Ft與另外，還需考慮庫倫摩擦力的限制。因++ trelttSmvwhenFInIn,652*22πεδ
【參考文獻】：
期刊論文
[1]改進顆粒組構力學模型模擬筒倉卸糧成拱細觀機理[J]. 馮永,李萌. 農業(yè)工程學報. 2018(20)
[2]基于介觀力學信息的顆粒材料損傷-愈合與塑性宏觀表征[J]. 王增會,李錫夔. 力學學報. 2018(02)
[3]稻谷顆粒物料堆積角模擬預測方法[J]. 賈富國,韓燕龍,劉揚,曹銀平,史宇菲,姚麗娜,王會. 農業(yè)工程學報. 2014(11)
[4]基于離散元法的玉米脫粒過程分析[J]. 付宏,呂游,李艷雙,于建群. 吉林大學學報(工學版). 2012(04)
[5]水稻籽粒流對承載板沖擊過程離散元分析[J]. 邱白晶,姜國微,楊寧,管賢平,解金鍵,李耀明. 農業(yè)工程學報. 2012(03)
[6]基于EDEM的振動種盤中水稻種群運動規(guī)律研究[J]. 陳進,周韓,趙湛,李耀明,龔智強. 農業(yè)機械學報. 2011(10)
[7]基于EDEM的振動篩分數(shù)值模擬與分析[J]. 李洪昌,李耀明,唐忠,徐立章,趙湛. 農業(yè)工程學報. 2011(05)
[8]DEM prediction of industrial and geophysical particle flows[J]. Paul W. Cleary. Particuology. 2010(02)
[9]非均勻顆粒材料的類固-液相變行為及本構方程[J]. 季順迎. 力學學報. 2007(02)
博士論文
[1]碾米機內米粒運動特征及碾白特性[D]. 韓燕龍.東北農業(yè)大學 2017
[2]離散單元法（DEM）在顆粒流動混合過程模擬中的應用[D]. 于福海.中國科學院大學(中國科學院過程工程研究所) 2017
[3]基于介觀結構及介—宏觀均勻化方法的顆粒材料力學行為研究[D]. 杜友耀.大連理工大學 2017
[4]振動篩分過程的三維離散元法模擬研究[D]. 趙啦啦.中國礦業(yè)大學 2010
碩士論文
[1]用于離散元模擬的滾拋磨塊接觸參數(shù)標定研究[D]. 郝志明.太原理工大學 2018
[2]基于多球充填的玉米籽粒群體建模方法研究[D]. 王曉梅.吉林大學 2017
[3]基于離散單元法的顆粒物料休止角仿真研究[D]. 孫淑錦.湖南大學 2016
[4]基于細觀力學的顆粒材料宏觀本構模型[D]. 李洪濤.大連理工大學 2010
本文編號：2975484
【文章來源】：東北農業(yè)大學黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
精確縮放的原理
引 言似縮放方法和應用做了具體的介紹，由其研究可知應在現(xiàn)原系統(tǒng)的物理現(xiàn)象，但這并不是用一個縮放粒用相似縮放法并不能減少粒子數(shù)和模擬時間。中，采用粗�；姆椒▽⒃蛹壏直媛屎芨叩南到y(tǒng)啟發(fā)，在散粒體方面，粗粒化方法可以理解為“顆粒較細顆粒的系統(tǒng)具有更小的自由度。由于細顆粒之學特性直接傳轉變?yōu)榇诸w粒的力學特性。細顆粒間顆粒間均勻化。因此粗顆�？梢员划斪鳌皞巍鳖w粒相似縮放方法相比，粗�；椒ㄖ械拈L度縮放僅適縮放。此外，某些參數(shù)，如重力加速度或幾何體運
圖 2-1 Hertz-Mlindlin 無滑動接觸力學模型 Contact mechanics model of Hertz-Mlidlin 無滑動接觸模型設為默認接觸模型，該eresiewicz 的切向接觸理論。該接觸模型 Hertz 接觸理論計算接觸點的法向力，法向方向，顆粒受到的法向法向合力 Fn由式 2-3 表示。dnnInInFFER2**365234εεα+= += E*是等效楊氏模量；m*為等效質量；Sn是nrel是法向相對速度。間的切向相對速度，顆粒在切向接觸面產運動產生的動能。因此切向接觸力 Ft與另外，還需考慮庫倫摩擦力的限制。因++ trelttSmvwhenFInIn,652*22πεδ
【參考文獻】：
期刊論文
[1]改進顆粒組構力學模型模擬筒倉卸糧成拱細觀機理[J]. 馮永,李萌. 農業(yè)工程學報. 2018(20)
[2]基于介觀力學信息的顆粒材料損傷-愈合與塑性宏觀表征[J]. 王增會,李錫夔. 力學學報. 2018(02)
[3]稻谷顆粒物料堆積角模擬預測方法[J]. 賈富國,韓燕龍,劉揚,曹銀平,史宇菲,姚麗娜,王會. 農業(yè)工程學報. 2014(11)
[4]基于離散元法的玉米脫粒過程分析[J]. 付宏,呂游,李艷雙,于建群. 吉林大學學報(工學版). 2012(04)
[5]水稻籽粒流對承載板沖擊過程離散元分析[J]. 邱白晶,姜國微,楊寧,管賢平,解金鍵,李耀明. 農業(yè)工程學報. 2012(03)
[6]基于EDEM的振動種盤中水稻種群運動規(guī)律研究[J]. 陳進,周韓,趙湛,李耀明,龔智強. 農業(yè)機械學報. 2011(10)
[7]基于EDEM的振動篩分數(shù)值模擬與分析[J]. 李洪昌,李耀明,唐忠,徐立章,趙湛. 農業(yè)工程學報. 2011(05)
[8]DEM prediction of industrial and geophysical particle flows[J]. Paul W. Cleary. Particuology. 2010(02)
[9]非均勻顆粒材料的類固-液相變行為及本構方程[J]. 季順迎. 力學學報. 2007(02)
博士論文
[1]碾米機內米粒運動特征及碾白特性[D]. 韓燕龍.東北農業(yè)大學 2017
[2]離散單元法（DEM）在顆粒流動混合過程模擬中的應用[D]. 于福海.中國科學院大學(中國科學院過程工程研究所) 2017
[3]基于介觀結構及介—宏觀均勻化方法的顆粒材料力學行為研究[D]. 杜友耀.大連理工大學 2017
[4]振動篩分過程的三維離散元法模擬研究[D]. 趙啦啦.中國礦業(yè)大學 2010
碩士論文
[1]用于離散元模擬的滾拋磨塊接觸參數(shù)標定研究[D]. 郝志明.太原理工大學 2018
[2]基于多球充填的玉米籽粒群體建模方法研究[D]. 王曉梅.吉林大學 2017
[3]基于離散單元法的顆粒物料休止角仿真研究[D]. 孫淑錦.湖南大學 2016
[4]基于細觀力學的顆粒材料宏觀本構模型[D]. 李洪濤.大連理工大學 2010
本文編號：2975484
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