沙漏计时原理二维数值模拟研究

作     者：李霖渊 

作者单位：贵州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡林

授予年度：2008年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

主      题：颗粒物质 沙漏计时 二维数值模拟 振荡周期 拍现象 

摘      要：颗粒物质的研究是当前物理学凝聚态物理领域的研究热点之一。然而,目前人们对颗粒物质的认识还不深刻,很多现象还不能做出令人满意的解释,本文主要研究颗粒系统中沙漏计时现象。大家知道,沙漏计时有着很悠久的历史,然而对沙漏计时原理探究较少。本文在简介和讨论计算机模拟方法用于研究颗粒物质问题基础上,提出一个新的二维沙堆模型,并用此模型来研究沙漏计时原理。在研究过程中我们主要使用计算机模拟和数值分析的方法,研究结果表明:由于沙漏开口处,沙粒的流动而引起的沙堆崩塌行为是一个准周期性振荡过程;当系统一定时,由开口大小导致沙粒的流动而引起的沙堆内部崩塌大小随时间近似成线性关系,开口不同,其图线的斜率不同;当开口宽度一定时,崩塌总时间随高度近似成线性关系,其斜率恒定;还发现,特殊的开口位置将会引起崩塌“拍现象,拍频且随沙堆高度呈周期性变化.该研究结果可对沙漏计时规律的探索提供有意义的参考价值.同时,通过研究,我们对颗粒物质的性质有了更加深刻的认识。