颗粒介质中能量耗散规律及孤波特性研究

发布时间：2024-03-24 01:54

　　颗粒材料的研究近年来受到越来越多的关注,因为颗粒物质在人们的日常生活中普遍存在并且应用到生产和生活的各个方面,例如颗粒保护装置、声学透镜、以及振荡缓和吸收装置等许多潜在的应用价值。在本文中,我们为了设计更好的颗粒保护装置,详细研究了复合颗粒链系统的能量耗散规律,另外还发现了2D颗粒系统中产生的特殊的相互作用孤波,并且分析了其传播特性。首先我们根据“颗粒容器”保护装置的设计思想,重新模拟了冲击能量在一维复合颗粒链中的耗散过程。验证了一维复合颗粒链容器对能量的捕获规律满足幂指数的关系:E_R At^-γ,以及该能量耗散过程存在一个过渡点。在过渡点的两边呈现两种不同指数γ的耗散规律。这是因为重颗粒部分颗粒之间的“沟”被打开了,即重颗粒状态从压缩态到离散态过程的转变导致不同的能量耗散规律的。通过我们进一步的研究发现,在这之前应该还存在一个过渡点时间t_b,即时间t_b之前是遵循另一种指数的能量耗散规律的。我们通过类比的方法证明了它的产生原因是由于轻颗粒部分的结构状态的变化,也就是说轻颗粒部分的颗粒之间的“沟”被打开...

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【部分图文】：

图1-1沙堆的静止角[1]

能最小的状态，而是表现为堆积出不倒沙粒，随着高度的增加其倾斜角会角开始突变，称之为崩塌角m，突变的倾斜角称为静止角r，这就是我们日也就是沙堆与水平面所构成的角，如该角度时沙堆是静止的）和m（大于动）之间；在这两个角度中间范围内或者沿着斜坡流动的状态。这种雪崩流以上描述....

图1-2沙堆底部压力随位置的变化，“中心凹陷”的示意图

这是由于颗粒与筒壁间存在着摩擦力，筒壁承担液体，当温度和压力确定时，其密度是确定的。积密度（或称体积分数）则不确定，与堆积方式其堆积密度约在0.56-0.64的范围内。若颗粒的同尺寸球形颗粒物质的无序堆积密度低于有序面度0.74，而高于简单立方的堆积密度0.52。二维度高....

图1-3软球模型对复杂颗粒接触力的简化处理[3]

颗粒与壁面之间的碰撞。将每一个碰撞事件按照时间排序，而没发生碰撞的颗粒状态保持不变，每完成一次碰撞就跟新一次碰撞物体状态，接着按照时间序列运行下一个碰撞事件，如此循环。对于分子动力学的算法，其是一种以时间驱动的算法。采用的是软球模型，即算法将把颗粒模拟成有弹力和阻尼力的球体模型，....

图1-4硬球模型中两颗粒发生碰撞

这样的对颗粒系统碰撞的处理模型就是硬球模型。如图1-4所示，颗粒系统中的颗粒碰撞首先简化为多个两体碰撞，颗粒碰撞的接触处视为一个接触点，以上就是硬球模型的基本假设条件，这种模型广泛地适用于快

本文编号：3936791