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Rheological behaviors of spherical granular materials based onDEM simulations

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Acta Mechanica Sinica 2023年第1期39卷 124-125页

作者： Shunying Ji siqiang wang State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment Dalian University of TechnologyDalian 116024China

A comprehensive study of the rheological properties of granular materials is essential for predicting and mitigating natural *** et al.[1]developed a theoretical model of rheology for spherical granular materials,which incorporates inter-particle friction,inertia numbers,and particle *** rheological model is of great significance for establishing a more general constitutive theory of granular materials and an in-depth understanding of the micro-topology of complex granular systems.

关键词： spherical particle rheological

Construction of irregular particles with superquadric equation in DEM

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Theoretical & Applied Mechanics Letters 2020年第2期10卷 68-73页

作者： siqiang wang Dzianis Marmysh Shunying Ji State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment Dalian University of TechnologyDalian 116023China Department of Theoretical and Applied Mechanics Belarusian State UniversityMinsk 22073Belarus DUT-BSU Joint Institute Dalian University of TechnologyDalian 116023China

Non-spherical particles are widely present in industrial production,and significantly affect the macro and micro characteristics of granular *** the superquadric equation can be used to construct non-spherical particles,its disadvantage is that the particle shape is geometrically symmetric and strictly *** this study,two composed approaches are used to describe geometrically asymmetric and concave particle shapes,including a multi-superquadric model and a poly-superquadric *** multi-superquadric model is a combination of several superquadric elements,and can construct concave and geometrically asymmetric particle *** poly-superquadric model is a combination of eight one-eighth superquadric elements,and can construct convex and geometrically asymmetric particle *** composed models are based on superquadric equations,and Newton’s iterative method is used to calculate the contact force between the ***,superquadric elements,multi-superquadric elements,and poly-superquadric elements are applied for the formation of complex granular beds,and the influences of particle shape on the packing fraction can be successfully captured by the proposed models.

关键词： Discrete element model Multi-superquadric elements Poly-superquadric elements Irregular particles Granular bed

Flow Characteristics of Grains in a Conical Silo with a Central Decompression Tube Based on Experiments and DEM Simulations

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Computer Modeling in Engineering & Sciences 2021年第6期127卷 855-873页

作者： Huinan Sun siqiang wang Zhuoqing Zhang Chaoyong Xia Xu Chen COFCO Research&Engineering(Zhengzhou)Co. Ltd.Zhengzhou450001China State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment Dalian University of TechnologyDalian116023China

Grains are widely present in industrial productions and processing,and are stored in *** the silo,auxiliary structures are added to achieve efficient ***,little effort has been devoted to the influence of the internal structure of the silo on the granular *** this work,a silo with a central decompression tube is studied through experimental measurements and discrete element ***,the influences of the central decompression tube on the flow behavior of grains and wall pressure are *** show that the grains are in mass flow in the silo without a central decompression tube,while the grains are in funnel flow in the silo with a central decompression ***,regardless of whether there is a central decompression tube in the silo,the maximum pressure appears at the top of the conical *** the lower part of the silo,the wall pressure of the silo with a central decompression tube is lower than that of the silo without a central decompression ***,a silo with a central decompression tube is more conducive to grain storage and discharge than a silo without a central decompression tube.

关键词： Discrete element method experimental measurements central decompression tube flow characteristics wall pressure

PHASE DIAGRAMS OF THE BINARY SYSTEMS TbCl_3-MCl_n(M=Li,Mg,Ca,Pb;n=1 or 2)

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中国有色金属学会会刊：英文版 1993年第2期3卷 32-35页

作者： Zheng,Chaogui Zhao,Zhongdong wang,siqiang Peking University,Beijing 100871,China

The phase diagrams of the binary systems RECl3-MCln（M=Li,Mg,Ca,Pb;n=1 or 2）were investigated bymeans of DTA and X-ray diffraction *** was found that they are of simple eutectic type with eutectic points50.1 Mol.-% TBCl3（445℃）,67.5Mol.-% TbCl3（589℃）,65.9Mol.-% TbCl563℃and 35.6 Mol.-%TbCl3（445℃）*** compounds,formed in the solid slate,are MgTbCl7,CaTb2Cl8,LiTb2Cl7 andPbTbCl5.Their decomposition temperatures are 388℃ with a phase transition at 352,500 and 521℃ with a phasetransition at 483 and 405℃ *** rules of the phase diagrams were explored.

关键词： TbCl3 TbCl3-LiCl TbCl3-MgCl2 TbCl3-CaCl2 TbCl3-PbCl2 system phase diagram Rule of phase diagram

考虑等效曲率的超二次曲面单元非线性接触模型

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力学学报 2018年第5期50卷 1081-1092页

作者：王嗣强季顺迎大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116023

基于连续函数包络的超二次曲面单元可有效地描述自然界和工业生产中的非球体颗粒形态,并通过非线性迭代方法精确计算单元间的接触力.对于具有复杂几何形态的超二次曲面单元,线性接触模型不能准确地计算不同接触模式下的作用力.考虑超二... 详细信息

基于连续函数包络的超二次曲面单元可有效地描述自然界和工业生产中的非球体颗粒形态,并通过非线性迭代方法精确计算单元间的接触力.对于具有复杂几何形态的超二次曲面单元,线性接触模型不能准确地计算不同接触模式下的作用力.考虑超二次曲面单元相互作用时不同颗粒形状及表面曲率的影响,本文发展了相应的非线性黏弹性接触模型.该模型将不同接触模式下的法向刚度和黏滞力统一表述为单元间局部接触点处等效曲率半径的函数;切向接触作用则借鉴基于Mohr-Coulomb摩擦定律的球体单元非线性接触模型的计算方法.为检验超二次曲面单元接触模型的可靠性,对球形颗粒间的法向碰撞、椭球体颗粒间的斜冲击过程、圆柱体的静态堆积和椭球体的动态卸料过程进行离散元模拟,并与有限元数值结果及试验结果进行对比验证.计算表明,考虑接触点处等效曲率半径的超二次曲面非线性接触模型可准确地计算单元间的接触碰撞作用,并合理地反映非球形颗粒体系的运动规律.在此基础上进一步分析了不同长宽比和表面尖锐度对卸料过程中颗粒流动特性的影响,为非球形颗粒材料的流动特性分析提供了一种有效的离散元方法.

关键词：离散单元法超二次曲面单元等效曲率半径非线性黏弹性接触模型

基于CUDA-GPU架构的超二次曲面离散单元并行算法

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应用数学和力学 2019年第7期40卷 751-767页

作者：王嗣强季顺迎大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室

大规模离散元的并行计算通常基于理想的球体单元,然而自然界或工业生产中普遍存在的是由非球形颗粒组成的复杂体系,其在不同空间尺度下的动力学行为及力学性质与球形颗粒具有显著差异.基于连续函数包络的超二次曲面单元能有效地构造非... 详细信息

大规模离散元的并行计算通常基于理想的球体单元,然而自然界或工业生产中普遍存在的是由非球形颗粒组成的复杂体系,其在不同空间尺度下的动力学行为及力学性质与球形颗粒具有显著差异.基于连续函数包络的超二次曲面单元能有效地构造非球形颗粒的几何形态,并通过非线性Newton迭代算法准确计算单元间的作用力.针对非球形颗粒间接触判断的复杂性及其大规模离散元计算的需求,该文发展了基于CUDA-GPU构架下超二次曲面单元并行算法.该方法在球形颗粒并行计算的基础上,通过核函数建立单元包围盒的粗判断列表及Newton迭代的细判断列表,并优化了并行算法和内存访问模式以提高算法的计算效率.为检验超二次曲面并行算法的可靠性,对非球形颗粒的流动过程进行离散元模拟,并与试验结果进行对比验证.在此基础上,进一步分析了颗粒单元不同长宽比和表面尖锐度对颗粒材料流动特性的影响,为非球形颗粒材料的大规模离散元模拟提供了一种有效的数值方法.

关键词： CUDA-GPU架构超二次曲面单元非球形颗粒离散单元方法并行算法

基于水平集接触算法的任意形态颗粒材料球谐离散元方法

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中国科学：物理学、力学、天文学 2022年第2期52卷 38-53页

作者：王嗣强乔婷张林风季顺迎大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

为对自然环境或工业领域中非规则颗粒材料的力学特性进行精确计算,本文采用球谐函数发展了可描述任意几何颗粒形态的球谐离散元方法.考虑球谐单元的凹凸形态及多点接触特性,发展了基于水平集方法的任意形态接触算法,以准确计算单元间的... 详细信息

为对自然环境或工业领域中非规则颗粒材料的力学特性进行精确计算,本文采用球谐函数发展了可描述任意几何颗粒形态的球谐离散元方法.考虑球谐单元的凹凸形态及多点接触特性,发展了基于水平集方法的任意形态接触算法,以准确计算单元间的接触方向和重叠量.该算法将不同形态的球谐单元离散为由一系列点组成的零水平集函数和空间离散水平集函数,并将单元间的接触问题转化为两个水平集函数间的求解问题.通过将一系列零水平集点代入邻居单元的空间离散水平集函数中进行三线性插值,可确定两个接触单元间的多接触点及作用力.为检验基于水平集算法的球谐离散元方法的可靠性,对单颗粒与刚性壁面的弹性碰撞、单颗粒自由下落和多颗粒动力堆积过程进行了离散元模拟,研究了颗粒的平动和转动动能随时间的变化规律.计算结果表明,基于水平集算法的球谐离散元方法可准确地计算单元间的接触碰撞作用,并可保证弹性碰撞时颗粒系统的能量守恒及非弹性碰撞时颗粒系统的能量衰减直至动能为零.在此基础之上进一步分析了不同表面凹凸特性对颗粒堆积中体积分数和平均配位数的影响,为任意形态颗粒材料的数值模拟提供了一种有效的离散元方法.

关键词：离散元方法任意形态颗粒材料球谐函数水平集算法多接触点判断

安茶产区典型茶园土壤-茶树系统重金属元素富集与分配

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南京林业大学学报（自然科学版） 2020年第4期44卷 102-110页

作者：佘新松甘卓亭姚婷王思强汪勇黄山学院生命与环境科学学院安徽黄山245041 黄山学院旅游学院安徽黄山245041 黄山学院分析测试中心安徽黄山245041

【目的】了解安茶产区典型茶园土壤-茶树系统中重金属元素的富集能力以及在新、老叶间的含量分配和变化趋势,明确土壤-茶树系统中重金属元素的行为特征及其影响因素。【方法】在安茶产区选取河岸洲地和低山缓坡2种典型茶园,按路距(距公... 详细信息

【目的】了解安茶产区典型茶园土壤-茶树系统中重金属元素的富集能力以及在新、老叶间的含量分配和变化趋势,明确土壤-茶树系统中重金属元素的行为特征及其影响因素。【方法】在安茶产区选取河岸洲地和低山缓坡2种典型茶园,按路距(距公路距离)和坡位分别设置3个采样带,采集土样和新、老叶样,利用微波消解法和ICP-MS测定样品中重金属元素Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Ni和Hg含量。【结果】各样带土样中Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Ni和Hg元素平均含量均高于对应的叶样;Cu、Ni、Hg、Zn、Cr、Cd、Pb和As的平均富集系数依次减小,分别为0.420、0.330、0.310、0.180、0.060、0.040、0.010和0.004。除Cr、As和Hg外,洲地茶园中Cu、Zn、Cd、Pb和Ni的富集系数高于坡地茶园;除Hg外,坡地茶园老叶与新叶重金属元素的分配比一般大于洲地,茶树体内Cr、Cu、Hg、As和Pb由新叶到老叶以增加趋势为主,Cd则有减小趋势,而Zn和Ni以稳定趋势为主。【结论】安茶产区典型茶园的土壤和叶片中重金属元素的含量均低于对应的国家限量标准;土壤-茶树系统中重金属元素具有低富集特征;新、老叶间重金属含量的变化趋势不确定;坡位和路距对土壤-茶树系统中重金属含量水平及富集系数的影响较为复杂。

关键词：安茶产区土壤-茶树系统富集系数重金属分配

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国际能源预测预警机制及对我国的启示

国家行政学院学报 2008年第3期 99-101页

作者：王思强关忠良北京交通大学北京100044

能源预测预警是一项复杂艰巨的工作,国际上已经有些国家依据本国国情采用不同的思路、组织方式开展该项工作。本文通过对三个具有代表性的国际能源组织——国际能源署(IEA)、石油输出国组织总部(欧佩克、OPEC)、欧盟(EU)总部能源中心的... 详细信息

能源预测预警是一项复杂艰巨的工作,国际上已经有些国家依据本国国情采用不同的思路、组织方式开展该项工作。本文通过对三个具有代表性的国际能源组织——国际能源署(IEA)、石油输出国组织总部(欧佩克、OPEC)、欧盟(EU)总部能源中心的能源预测预警工作进行研究,在分析三个国际能源组织有益经验的基础上对中国能源预测预警工作提出了建议。

关键词：能源能源预测预警模型