基于离散元法的椭球颗粒多尺度建模方法
发布时间：2021-01-13 20:05
颗粒形状是散体物料中的重要参数。近年来,采用离散元数值方法,在不同尺度下对非球散粒体的建模受到学者们的广泛关注。细观尺度下,为获取颗粒间接触、膨胀等微观力学信息,必须对非球颗粒形状进行精确描述。而在宏观尺度下,由于模拟计算量的限制,为实现巨量颗粒体系下的物理现象,可以忽略非球颗粒模型精度。因而,开展适用于细观和宏观尺度下非球形颗粒的离散元模型的研究具有重要的工程和科学意义。本文拟开展基于离散元法的椭球颗粒多尺度建模方法研究。采用多球填充法和粗粒化法,分别在细观尺度和宏观尺度上对其颗粒形状进行建模,通过对椭球颗粒的静态与动态堆积、剪切盒试验等过程的数值模拟分析和试验结果的对比,验证本研究所提出的椭球颗粒建模方法的可行性和有效性。本文研究结论如下:（1）糙米籽粒细观尺度建模方法。首先,将糙米籽粒视为椭球体,确定其长轴和短轴的长度,进而采用多球填充法进行几何建模。其次,通过对颗粒几何轮廓理论计算,得到填充数分别为5、7、9、11、13、15和17时的椭球颗粒几何模型。最后,通过数值模拟计算上述不同填充数下椭球颗粒模型的角度因子。（2）糙米籽粒细观尺度模型检验。基于无底圆筒法和滚筒法进行糙米籽...
【文章来源】：东北农业大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
精确缩放的原理
引 言似缩放方法和应用做了具体的介绍，由其研究可知应在现原系统的物理现象，但这并不是用一个缩放粒用相似缩放法并不能减少粒子数和模拟时间。中，采用粗粒化的方法将原子级分辨率很高的系统启发，在散粒体方面，粗粒化方法可以理解为“颗粒较细颗粒的系统具有更小的自由度。由于细颗粒之学特性直接传转变为粗颗粒的力学特性。细颗粒间颗粒间均匀化。因此粗颗粒可以被当作“伪”颗粒相似缩放方法相比，粗粒化方法中的长度缩放仅适缩放。此外，某些参数，如重力加速度或几何体运
图 2-1 Hertz-Mlindlin 无滑动接触力学模型 Contact mechanics model of Hertz-Mlidlin 无滑动接触模型设为默认接触模型，该eresiewicz 的切向接触理论。该接触模型 Hertz 接触理论计算接触点的法向力，法向方向，颗粒受到的法向法向合力 Fn由式 2-3 表示。dnnInInFFER2**365234εεα+= += E*是等效杨氏模量；m*为等效质量；Sn是nrel是法向相对速度。间的切向相对速度，颗粒在切向接触面产运动产生的动能。因此切向接触力 Ft与另外，还需考虑库伦摩擦力的限制。因++ trelttSmvwhenFInIn,652*22πεδ
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进颗粒组构力学模型模拟筒仓卸粮成拱细观机理[J]. 冯永,李萌. 农业工程学报. 2018(20)
[2]基于介观力学信息的颗粒材料损伤-愈合与塑性宏观表征[J]. 王增会,李锡夔. 力学学报. 2018(02)
[3]稻谷颗粒物料堆积角模拟预测方法[J]. 贾富国,韩燕龙,刘扬,曹银平,史宇菲,姚丽娜,王会. 农业工程学报. 2014(11)
[4]基于离散元法的玉米脱粒过程分析[J]. 付宏,吕游,李艳双,于建群. 吉林大学学报(工学版). 2012(04)
[5]水稻籽粒流对承载板冲击过程离散元分析[J]. 邱白晶,姜国微,杨宁,管贤平,解金键,李耀明. 农业工程学报. 2012(03)
[6]基于EDEM的振动种盘中水稻种群运动规律研究[J]. 陈进,周韩,赵湛,李耀明,龚智强. 农业机械学报. 2011(10)
[7]基于EDEM的振动筛分数值模拟与分析[J]. 李洪昌,李耀明,唐忠,徐立章,赵湛. 农业工程学报. 2011(05)
[8]DEM prediction of industrial and geophysical particle flows[J]. Paul W. Cleary. Particuology. 2010(02)
[9]非均匀颗粒材料的类固-液相变行为及本构方程[J]. 季顺迎. 力学学报. 2007(02)
博士论文
[1]碾米机内米粒运动特征及碾白特性[D]. 韩燕龙.东北农业大学 2017
[2]离散单元法（DEM）在颗粒流动混合过程模拟中的应用[D]. 于福海.中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所) 2017
[3]基于介观结构及介—宏观均匀化方法的颗粒材料力学行为研究[D]. 杜友耀.大连理工大学 2017
[4]振动筛分过程的三维离散元法模拟研究[D]. 赵啦啦.中国矿业大学 2010
硕士论文
[1]用于离散元模拟的滚抛磨块接触参数标定研究[D]. 郝志明.太原理工大学 2018
[2]基于多球充填的玉米籽粒群体建模方法研究[D]. 王晓梅.吉林大学 2017
[3]基于离散单元法的颗粒物料休止角仿真研究[D]. 孙淑锦.湖南大学 2016
[4]基于细观力学的颗粒材料宏观本构模型[D]. 李洪涛.大连理工大学 2010
本文编号：2975484
【文章来源】：东北农业大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
精确缩放的原理
引 言似缩放方法和应用做了具体的介绍，由其研究可知应在现原系统的物理现象，但这并不是用一个缩放粒用相似缩放法并不能减少粒子数和模拟时间。中，采用粗粒化的方法将原子级分辨率很高的系统启发，在散粒体方面，粗粒化方法可以理解为“颗粒较细颗粒的系统具有更小的自由度。由于细颗粒之学特性直接传转变为粗颗粒的力学特性。细颗粒间颗粒间均匀化。因此粗颗粒可以被当作“伪”颗粒相似缩放方法相比，粗粒化方法中的长度缩放仅适缩放。此外，某些参数，如重力加速度或几何体运
图 2-1 Hertz-Mlindlin 无滑动接触力学模型 Contact mechanics model of Hertz-Mlidlin 无滑动接触模型设为默认接触模型，该eresiewicz 的切向接触理论。该接触模型 Hertz 接触理论计算接触点的法向力，法向方向，颗粒受到的法向法向合力 Fn由式 2-3 表示。dnnInInFFER2**365234εεα+= += E*是等效杨氏模量；m*为等效质量；Sn是nrel是法向相对速度。间的切向相对速度，颗粒在切向接触面产运动产生的动能。因此切向接触力 Ft与另外，还需考虑库伦摩擦力的限制。因++ trelttSmvwhenFInIn,652*22πεδ
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进颗粒组构力学模型模拟筒仓卸粮成拱细观机理[J]. 冯永,李萌. 农业工程学报. 2018(20)
[2]基于介观力学信息的颗粒材料损伤-愈合与塑性宏观表征[J]. 王增会,李锡夔. 力学学报. 2018(02)
[3]稻谷颗粒物料堆积角模拟预测方法[J]. 贾富国,韩燕龙,刘扬,曹银平,史宇菲,姚丽娜,王会. 农业工程学报. 2014(11)
[4]基于离散元法的玉米脱粒过程分析[J]. 付宏,吕游,李艳双,于建群. 吉林大学学报(工学版). 2012(04)
[5]水稻籽粒流对承载板冲击过程离散元分析[J]. 邱白晶,姜国微,杨宁,管贤平,解金键,李耀明. 农业工程学报. 2012(03)
[6]基于EDEM的振动种盘中水稻种群运动规律研究[J]. 陈进,周韩,赵湛,李耀明,龚智强. 农业机械学报. 2011(10)
[7]基于EDEM的振动筛分数值模拟与分析[J]. 李洪昌,李耀明,唐忠,徐立章,赵湛. 农业工程学报. 2011(05)
[8]DEM prediction of industrial and geophysical particle flows[J]. Paul W. Cleary. Particuology. 2010(02)
[9]非均匀颗粒材料的类固-液相变行为及本构方程[J]. 季顺迎. 力学学报. 2007(02)
博士论文
[1]碾米机内米粒运动特征及碾白特性[D]. 韩燕龙.东北农业大学 2017
[2]离散单元法（DEM）在颗粒流动混合过程模拟中的应用[D]. 于福海.中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所) 2017
[3]基于介观结构及介—宏观均匀化方法的颗粒材料力学行为研究[D]. 杜友耀.大连理工大学 2017
[4]振动筛分过程的三维离散元法模拟研究[D]. 赵啦啦.中国矿业大学 2010
硕士论文
[1]用于离散元模拟的滚抛磨块接触参数标定研究[D]. 郝志明.太原理工大学 2018
[2]基于多球充填的玉米籽粒群体建模方法研究[D]. 王晓梅.吉林大学 2017
[3]基于离散单元法的颗粒物料休止角仿真研究[D]. 孙淑锦.湖南大学 2016
[4]基于细观力学的颗粒材料宏观本构模型[D]. 李洪涛.大连理工大学 2010
本文编号：2975484
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/lxlw/2975484.html
