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典型文献
转动驱动圆角立方体颗粒有序堆积的离散元模拟
文献摘要:
宏观颗粒体系的有序堆积研究可以为热系统中微观粒子的自组装提供研究模型,也有助于工业生产中提高颗粒材料的填充率.实验发现圆筒中的圆角立方体颗粒受容器往复旋转剪切作用会实现有序堆积.为探究旋转圆筒中立方体颗粒有序堆积过程的内部结构演化过程和动力学机理,采用超二次曲面方程构造了圆角立方体颗粒,基于离散元方法对旋转剪切作用下圆角立方体颗粒有序堆积过程开展数值模拟研究.模拟复现了实验中立方体颗粒从随机堆积状态向有序致密堆积状态转变的过程,给出了体积分数和有序度参数在容器不同运动条件下随旋转次数增加的变化规律.结果表明,立方体颗粒的体积分数和有序度表现为随着容器旋转次数增加而逐渐增大直至稳定的变化趋势.体系的有序堆积过程由外层颗粒开始逐渐向内部颗粒扩展.通过调控容器旋转角位移发现颗粒完成有序堆积过程所需的特征旋转次数与容器旋转角位移呈现反比例关系.旋转角位移过低,体系只会形成两种颗粒团簇共存的结构,即某一面平行容器底面的颗粒团簇与面对角线平行重力方向的颗粒团簇共存.研究也发现在亚重力环境下立方体颗粒同样可以通过容器的旋转实现有序堆积.重力加速度的减少会抑制立方体颗粒从无序堆积向有序堆积的转变.
文献关键词:
离散元方法;立方体颗粒;有序堆积;微重力
作者姓名:
张祺;乔婷;季顺迎;厚美瑛
作者机构:
中国科学院物理研究所, 北京100080;太原理工大学机械与运载工程学院, 太原 030024;大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室, 辽宁大连 116023
文献出处:
引用格式:
[1]张祺;乔婷;季顺迎;厚美瑛-.转动驱动圆角立方体颗粒有序堆积的离散元模拟)[J].力学学报,2022(02):336-346
A类:
立方体颗粒
B类:
转动,圆角,有序堆积,离散元模拟,热系统,微观粒子,自组装,研究模型,颗粒材料,填充率,圆筒,受容,往复,剪切作用,中立,堆积过程,结构演化,动力学机理,超二次,二次曲面,曲面方程,离散元方法,数值模拟研究,复现,随机堆积,堆积状态,有序度,大直,外层,旋转角,转角位移,反比例,比例关系,团簇,底面,对角线,重力方向,重力加速度,微重力
AB值:
0.254293
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