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转动驱动圆角立方体颗粒有序堆积的离散元模拟
转动驱动圆角立方体颗粒有序堆积的离散元模拟
作者:
张祺
乔婷
季顺迎
厚美瑛
基本信息来源于合作网站,原文需代理用户跳转至来源网站获取
离散元方法
立方体颗粒
有序堆积
微重力
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.
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文献信息
篇名
转动驱动圆角立方体颗粒有序堆积的离散元模拟
来源期刊
力学学报
学科
物理学
关键词
离散元方法
立方体颗粒
有序堆积
微重力
年,卷(期)
2022,(2)
所属期刊栏目
微重力流体物理专题|Theme Articles on Microgravity Fluid Physic
研究方向
页码范围
336-346
页数
11页
分类号
O351
字数
语种
中文
DOI
10.6052/0459-1879-21-341
五维指标
传播情况
被引次数趋势
(/次)
(/年)
引文网络
引文网络
二级参考文献
(0)
共引文献
(0)
参考文献
(0)
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2022(0)
参考文献(0)
二级参考文献(0)
引证文献(0)
二级引证文献(0)
研究主题发展历程
节点文献
离散元方法
立方体颗粒
有序堆积
微重力
研究起点
研究来源
研究分支
研究去脉
引文网络交叉学科
相关学者/机构
期刊影响力
力学学报
主办单位:
中国科学院力学研究所
出版周期:
双月刊
ISSN:
0459-1879
CN:
11-2062/O3
开本:
大16开
出版地:
北京市北四环西路15号2号楼 324 房间
邮发代号:
2-814
创刊时间:
1957
语种:
chi
出版文献量(篇)
2863
总下载数(次)
1
总被引数(次)
35048
相关基金
国家自然科学基金
英文译名:
the National Natural Science Foundation of China
官方网址:
http://www.nsfc.gov.cn/
项目类型:
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学科类型:
数理科学
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