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基于混合法的二维域颗粒堆积算法

浙江大学学报（工学版） 2011年第4期45卷 650-655页

作者：方锡武刘振宇谭建荣浙江大学CAD&CG国家重点实验室浙江杭州310027 台州学院机械工程系浙江台州318000

针对二维域颗粒集生成,提出一种将传统的颗粒集生成方法——构造法和动态法相结合的新算法,称之为混合法.根据颗粒下落堆积时接触的2种不同目标,分2种情形计算颗粒与目标接触之后的移动方向:当与颗粒接触时,采用纯几何方法计算新方向,... 详细信息

针对二维域颗粒集生成,提出一种将传统的颗粒集生成方法——构造法和动态法相结合的新算法,称之为混合法.根据颗粒下落堆积时接触的2种不同目标,分2种情形计算颗粒与目标接触之后的移动方向:当与颗粒接触时,采用纯几何方法计算新方向,即两颗粒接触点切线向下的方向,颗粒按此方向移动近似接近动态法物理规律;当与容器边界接触时,根据弹性碰撞理论计算新方向,颗粒按此方向移动符合动态法物理规律.颗粒下落堆积时的接触检测基于构造法前沿元素.最终生成颗粒集的时间与颗粒数量成线性关系,且耗时短、密度高.

关键词：颗粒堆积离散元动态法构造法接触检测

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基于颗粒堆积算法的堆石料压实密度预测研究

水利学报 2023年第8期54卷 920-929页

作者：沈超敏邓刚刘斯宏严俊毛航宇王柳江河海大学水利水电学院江苏南京210098 中国水利水电科学研究院水利部水工程建设与安全重点实验室北京100048

堆石料的压实密度是反映其工程力学特性的重要指标。提出了一种基于降维映射的颗粒堆积算法,仅有一个模型参数即可在给定堆石料级配的情况下实时预测当前级配下的最大干密度。与试验结果对比发现,该算法能够较好预测给定的连续、间断级... 详细信息

堆石料的压实密度是反映其工程力学特性的重要指标。提出了一种基于降维映射的颗粒堆积算法,仅有一个模型参数即可在给定堆石料级配的情况下实时预测当前级配下的最大干密度。与试验结果对比发现,该算法能够较好预测给定的连续、间断级配堆石料最大干密度,为堆石料级配的高效优化设计提供了新思路。采用该算法模拟了堆石料细料截断和缩尺对堆石料压实密度的影响,结果表明:本算法可以较好地根据缩尺后的结果预测原型级配的堆石料压实密度,但堆石料压实密度的缩尺效应预测存在细料截断误差,误差与细料含量呈正相关;堆石料缩尺后粗料部分骨架的孔隙尺寸降低,有降低压实密度的趋势,而缩尺时增加的细料含量对密度的影响并无统一的规律,而是与粗料和细料的具体粒径分布相关。

关键词：堆石料颗粒堆积最大干密度缩尺效应级配曲线

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几何与物理相结合的三维域颗粒堆积算法

计算机辅助设计与图形学学报 2011年第7期23卷 1254-1262页

作者：方锡武刘振宇谭建荣浙江大学CAD&CG国家重点实验室杭州310027 台州学院机械工程系台州318000

在离散元仿真和离散元与有限元耦合问题的前期准备阶段,必须快速在一个指定区域产生互不交迭的、堆积密度尽可能高的颗粒集,以模拟真实的离散状物质.文中针对三维域颗粒集的生成,提出一种几何与物理相结合的颗粒堆积移动模型.首先采用... 详细信息

在离散元仿真和离散元与有限元耦合问题的前期准备阶段,必须快速在一个指定区域产生互不交迭的、堆积密度尽可能高的颗粒集,以模拟真实的离散状物质.文中针对三维域颗粒集的生成,提出一种几何与物理相结合的颗粒堆积移动模型.首先采用构造法在容器底部产生第一层颗粒.对于后续颗粒的移动方向,其与容器边界接触按物理学弹性碰撞理论计算;与颗粒接触按纯几何方法计算,即以连续2次接触点的法线向量的叉积向量确定新的移动方向,且使新方向有向下的趋势.该模型保证颗粒连续3次接触的目标不同,其稳定态位置快速收敛于3个支撑目标之上,从而满足颗粒静止的物理条件;颗粒间的接触检测基于容器区域规则划分的网格单元,并充分利用颗粒移动模型的特点,根据颗粒的位置和移动方向,按网格层、网格行在网格单元中寻找即将接触的颗粒.实例结果表明,最终产生颗粒集的时间与颗粒数量成线性关系,且颗粒集密度高,耗时也比较短.

关键词：颗粒堆积离散元网格单元构造法接触检测

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基于BPEL的颗粒堆积仿真的网格计算服务

华中科技大学学报（自然科学版） 2006年第z1期34卷 33-36页

作者：何剑飞董守斌何克晶周照耀华南理工大学广东省计算机网络重点实验室广东广州510640 华南理工大学金属新材料制备与成形研究开发中心广东广州510640

提出了颗粒堆积仿真过程的并行计算和并行可视化的实现方法,大大减少了颗粒堆积计算的时间.并通过商业流程执行语言(BPEL)定义的工作流,实现对计算服务的流程控制、事务管理和生命周期控制,使得颗粒堆积仿真计算服务能够平滑地移植到网... 详细信息

提出了颗粒堆积仿真过程的并行计算和并行可视化的实现方法,大大减少了颗粒堆积计算的时间.并通过商业流程执行语言(BPEL)定义的工作流,实现对计算服务的流程控制、事务管理和生命周期控制,使得颗粒堆积仿真计算服务能够平滑地移植到网格计算服务平台上提供服务.

关键词：颗粒堆积网格计算服务并行可视化

基于颗粒堆积理论的管壁水合物沉积层力学特性研究

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化工进展 2018年第9期37卷 3370-3378页

作者：宋光春李玉星王武昌姜凯施政灼姚淑鹏魏丁史培玉山东省油气储运安全省级重点实验室中国石油大学(华东)山东青岛266580 泰能天然气有限公司山东青岛266580 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司山东东营257000

管壁水合物沉积层的稳定性与管壁水合物沉积层的力学特性密切相关,研究管壁水合物沉积层的力学特性对深水流动安全保障具有重要意义。为研究管壁水合物沉积层的力学特性,假设沉积层内所有水合物均为大小相同的球形颗粒,且沉积层是由多... 详细信息

管壁水合物沉积层的稳定性与管壁水合物沉积层的力学特性密切相关,研究管壁水合物沉积层的力学特性对深水流动安全保障具有重要意义。为研究管壁水合物沉积层的力学特性,假设沉积层内所有水合物均为大小相同的球形颗粒,且沉积层是由多层水合物颗粒相互堆积而成。根据水合物颗粒堆积方式的不同,将管壁水合物沉积层分为简单立方堆积型、六方堆积型、复六方堆积型、四面体堆积型、角锥堆积型和随意堆积型6类。不同类型的水合物沉积层对应有不同的空隙率和层间受力特性,以此为基础,分别计算分析了各类水合物沉积层的压缩波速、剪切波速、泊松比、弹性模量、抗拉强度,并依据摩尔——库仑强度准则给出了各类管壁水合物沉积层的抗剪强度。同时,计算分析了退火作用对管壁水合物沉积层抗拉强度和抗剪强度的影响。本文研究成果可为油气管道水合物防治技术的发展提供理论支持。

关键词：管道水合物沉积层颗粒堆积力学特性

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颗粒堆积多孔介质内幂律流体流动阻力模型

热科学与技术 2021年第2期20卷 148-156页

作者：田兴旺张琨王平徐士鸣大连海洋大学海洋与土木工程学院辽宁大连116023 大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024

基于平均水力半径理论、Carman-Kozeny-Blake模型及孔喉通道模型,综合考虑边壁摩擦和边壁空隙对压力降的影响,得到了关于迂曲度、孔隙率、喉孔比、颗粒直径、边壁修正系数及幂律指数等重要参数修正的阻力计算模型。结果表明:新模型在较... 详细信息

基于平均水力半径理论、Carman-Kozeny-Blake模型及孔喉通道模型,综合考虑边壁摩擦和边壁空隙对压力降的影响,得到了关于迂曲度、孔隙率、喉孔比、颗粒直径、边壁修正系数及幂律指数等重要参数修正的阻力计算模型。结果表明:新模型在较大流态区间内的阻力预测值与文献吻合较好,证实了边壁对惯性项压力损失的影响与雷诺数和通道颗粒比值D/d的大小密切相关,同时推导出了幂律流体的临界雷诺数、修正渗透率及惯性系数的表达式。

关键词：幂律流体多孔介质颗粒堆积空隙效应阻力模型惯性系数

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基于颗粒堆积模型的膨胀土结构膨胀机制

工程地质学报 2023年

作者：郭永春刘家志尤安俊赵峰先闫圣龙西南交通大学地球科学与环境工程学院

针对膨胀土吸水膨胀前后结构状态变化的试验现象，提出了膨胀土结构膨胀的观点。通过对膨胀土结构的适当简化，基于颗粒堆积理论，建立了膨胀土结构膨胀的理想化颗粒堆积模型。通过对角锥堆积等5种理想堆积结构的几何分析和数学推导，... 详细信息

针对膨胀土吸水膨胀前后结构状态变化的试验现象，提出了膨胀土结构膨胀的观点。通过对膨胀土结构的适当简化，基于颗粒堆积理论，建立了膨胀土结构膨胀的理想化颗粒堆积模型。通过对角锥堆积等5种理想堆积结构的几何分析和数学推导，建立了从土颗粒到土体的跨尺度膨胀变形方程，讨论了吸水膨胀前后颗粒堆积结构变化对土体膨胀变形的影响规律。基于膨胀土结构膨胀的颗粒堆积模型和膨胀变形方程，阐释了从土颗粒到土体的结构膨胀机制。

关键词：颗粒堆积结构膨胀膨胀机理土颗粒膨胀土

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用离散元模拟颗粒堆积问题

农机化研究 2005年第2期27卷 57-59页

作者：李艳洁徐泳中国农业大学理学院北京100083

颗粒堆积是农业工程中的常见现象。堆积休止角反映了散体颗粒群综合作用的宏观特征,用离散元法研究颗粒堆积问题有助于认识堆积的细观力学机理和评估所采用模型的适用性。为此,用颗粒离散元法模拟了颗粒二维堆积问题,采用有级配的粒度... 详细信息

颗粒堆积是农业工程中的常见现象。堆积休止角反映了散体颗粒群综合作用的宏观特征,用离散元法研究颗粒堆积问题有助于认识堆积的细观力学机理和评估所采用模型的适用性。为此,用颗粒离散元法模拟了颗粒二维堆积问题,采用有级配的粒度分布的圆球颗粒群分析了颗粒摩擦系数、密度及粒度对堆积休止角的影响。模拟结果表明:在同等条件下,颗粒堆积的休止角随颗粒及底板摩擦系数的增大而增大,随颗粒密度的增大而减小。

关键词：颗粒堆积堆积休止角离散元法散体力学颗粒表面摩擦系数颗粒密度颗粒粒度

破碎颗粒堆积方式对渗透率应力敏感性的影响机制

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科学技术与工程 2024年第27期24卷 11648-11654页

作者：熊鹏辉范张磊马壮张东升李强吕扬蒋超孔梓涵陕西省煤层气开发利用有限公司西安710000 中国矿业大学矿业工程学院徐州221116 陕西陕煤曹家滩矿业有限公司榆林719000

颗粒堆积下的渗透性量化对采空区冒落带、断层破碎带阻水性能、低渗煤层应力敏感性评估具有重要意义。基于Hertz变形假设,构建了不同颗粒堆积方式的渗透率演化模型,分析了不同颗粒排列结构下应力敏感性及主控因素,探讨了本体变形与结构... 详细信息

颗粒堆积下的渗透性量化对采空区冒落带、断层破碎带阻水性能、低渗煤层应力敏感性评估具有重要意义。基于Hertz变形假设,构建了不同颗粒堆积方式的渗透率演化模型,分析了不同颗粒排列结构下应力敏感性及主控因素,探讨了本体变形与结构变形的应力敏感性作用机制。研究表明:若仅考虑本体变形,渗透率应力敏感性和组合颗粒数呈反比,颗粒弹性模量是加卸载试验中应力敏感性主导因素;颗粒发生结构变形的应力敏感性远高于本体变形,和结构变形程度呈正比(颗粒组合结构调整);颗粒结构应力敏感性是结构变形、等效弹模、结构调整综合作用的结果;数值验证了不同颗粒结构应力敏感性的合理性,不同位置渗透率的调整是导致孔压非均匀分布、渗透性变化的主要因素;研究结果表明低渗储层(煤层)存在强应力敏感性,与岩石、流体性质密切相关。

关键词：颗粒堆积应力敏感性结构变形主控因素