极地海冰动力过程的多面体离散元方法

极地海冰影响局部海域的通航条件乃至地质尺度上的气候预测,由于基于连续介质理论的海冰数值模式如网格方法难以应对浮冰尺度的模拟,近年来离散元方法越来越多用于海冰动力学领域。本文使用基于表面网格划分的多面体描述浮冰,通过使用GJK(Gilbert-Johnson-Keerthi)算法以进行初步接触判断并提高计算效率,采用基于能量守恒接触理论确定单元间接触力,由此建立了极地海冰多面体离散元方法。将该方法应用于极地海冰动力过程模拟,并考虑Hopkins提出的冰脊形成导致的海冰间塑性接触力。首先通过两个浮冰间碰撞模拟以验证接触力计算的正确性,再通过对单向均匀风场下浮冰挤压的模拟验证冰脊生成的模拟能力,最后研究冻结强度参数对剪切风场下冰盖断裂和冰脊生成的影响。结果表明,极地海冰多面体离散元方法能够合理地反映地质尺度海冰的动力过程,并且可有效地模拟冰盖线性运动引起的冰隙和冰脊等动力特征。

非规则颗粒与滚筒球磨机相互作用的离散元–有限元耦合分析

非规则颗粒形态显著影响球磨机中颗粒材料的运动行为,同时对球磨机结构产生不同的力学响应。采用超二次曲面方程描述非规则颗粒材料,并发展了离散元(discrete element method,DEM)–有限元(finite element method,FEM)耦合算法以分析非规则颗粒材料与滚筒球磨机间的相互作用。在该算法中,滚筒球磨机被划分为一系列四边形单元,并且超二次曲面颗粒与球磨机间的接触判断可转化为超二次曲面颗粒与四边形单元间的接触判断。将计算得到的碰撞力向节点插值,该节点力作为载荷条件在有限元中进行隐式动力学求解,并通过求解颗粒运动方程和有限元动力方程实现颗粒运动更新和结构力学响应分析。进一步分析了滚筒球磨机中球体、圆柱体和立方体颗粒材料的运动行为以及滚筒球磨机的变形及应力分布规律。研究结果表明:颗粒形状显著影响球磨机研磨效果和球磨机结构位移;立方体颗粒具有最好的研磨效果,而圆柱体颗粒比球体颗粒具有更好的研磨效果;在结构位移上,立方体颗粒有最大的峰值位移,其次是圆柱体和球体颗粒;相比于规则的球体颗粒,超二次曲面颗粒有不规则的表面形状,这会导致更好的研磨效果和更大的结构位移。

基于水平集-离散元方法的球谐函数颗粒材料缓冲性能分析

在自然环境与工业领域中,颗粒材料是一种常见的缓冲材料,其中大量形态各异的非球形颗粒表现出复杂的力学特性并应用于不同工程领域。本文采用球谐函数构造不同球面度和表面凹凸特性的非规则颗粒,通过水平集方法计算球谐函数颗粒间的接触点和碰撞力,并对冲击过程中球形和凹形颗粒的缓冲性能进行离散元分析。数值结果表明,颗粒床厚度、冲击速度和颗粒形状显著影响球谐函数颗粒材料的缓冲性能。颗粒床底部的冲击力峰值随着颗粒床厚度和表面凹凸性的增加而降低,同时冲击力峰值随着冲击速度和颗粒球面度的增加而增加。与球形颗粒相比,球谐函数颗粒具有凹凸表面和多接触点特性,这有利于冲击荷载向四周扩展并提高凹形颗粒的缓冲效果。

GdCl_3—LiCl及GdCl_3—PbCl_2二元系相图的研究

研究稀土熔盐体系相图对于了解稀土化合物的基本物理化学性质,探讨相图规律和开发含稀土的固体配合物具有重要意义。

桩与多层地基相互作用分析的增量传递矩阵法

根据实测得到的桩－土界面的传递函数，用荷载传递法分析桩－土相互作用问题，提出了竖向承载桩与多层地基非线性相互作用分析的增量传递矩阵法。通过割线迭代或切线迭代，得到问题的解。给出了分析过程，并给出了算例及对比结果。

基于超二次曲面的颗粒材料缓冲性能离散元分析

自然界或工业中普遍是由非球形颗粒组成的复杂体系,与球形颗粒相比,非球形颗粒间的高离散和咬合互锁可使冲击载荷引起的能量有效衰减实现缓冲作用.基于连续函数包络的超二次曲面单元能准确地描述非球形颗粒的几何形态,并可精确地计算单元间的接触碰撞作用.本文采用离散元方法对冲击载荷作用下非球形颗粒物质的缓冲性能进行数值分析,并与圆柱体冲击的理论结果和球体冲击的实验结果进行对比验证.在此基础之上,进一步研究了筒底作用力在不同颗粒层厚度和形状等因素影响下的变化规律.计算结果表明:不同颗粒形状都存在一个临界厚度H_c.当H<H_c时,缓冲率随H的增加而增加;当H>H_c时,缓冲率的变化不再显著并趋于稳定值.此外,减小颗粒表面尖锐度和增加或减小圆柱形和长方形颗粒的长宽比都会提高颗粒材料的缓冲效果.

YbCl_3-MCl_n体系相图的研究(M=Li、Mg、Ca、Pb,n=1,2)

借助于DTA与X射线衍射法研究了YbCl3-MCln（M=Li、Mg、Ca、Pb;n=1或2）二元体系相图．发现YbCl3-LiCl体系相图属固液异组成型，有化合物Li3YbCl6生成，它在481℃有一相转变.其无变点分别为xYbCls＝0．410；526℃和xYbCl3=0.340，547℃；YbCl3-MgCl2属类转熔型相图，在富YbCl3相区666℃有一尚不知其性质的热效应，为xYbCl3＝0．380，628℃；YbCl3－CaCl2和YbCl3-PbCl2体系皆属简单低共熔型相图，其低共溶点分别为xYbCl3＝0．530,615℃和xYbCl3＝0．340,415℃.后者在固相下有一不稳定化合物PbYbCl5生成，在392℃分解，同时探讨了相图的某些规律．

考虑等效曲率的超二次曲面单元非线性接触模型

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.

TbCl_3-MCl_n体系相图的研究(M=Li,Mg,Ca,Pb;n=1,2)

借助于DTA与X-射线衍射法研究了TbCl_3-MCl_n(M=Li、Mg、Ca、Pb;n=1,2)二元体系相图,发现它们都属简单低共熔型相图,其低共熔点的组成与温度分别为50.1 mol.-％TbCl_3(445℃)、67.5 mol.-％TbCl_3(589℃)、65.9 mol.-％TbCl_3(563℃)和35.6 mol.-％TbCl_3(445℃);在固相下都有不稳定化合物生成,其化合物分别为:LiTbCl_7、Mg_2TbCI_7、CaTb_2Cl_8和PbTbCl_5。它们的分解温度分别为388(在352℃有一相转变)、500、521(在483℃也有一相转变)、405℃。同时探讨了相图的某些规律。

基于CUDA-GPU架构的超二次曲面离散单元并行算法

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.

ErCl_3-MCl_n体系相图的研究

借助于DTA与X射线衍射法研究了ErCl_3-MCl_n(M=Li,Ca,Pb;n=1,2)二元体系相图.发现ErCl_3-LiCl体系相图属固液异组成型,有一固液异组成化合物Li_3ErCl_6生成,且在466℃有一相转变.其无变点分别为e 40.0mol(％)ErCl_3(479℃)和p31.0mol(％)ErCl_3(522℃);而ErCl_3-CaCl_2,PbCl_2体系皆属简单低共熔型相图.其低共熔点e分别为:46.0 mol(％)ErCl_3(578℃)和38.0mol(％)ErCl_3(405℃).ErCl_3-PbCl_2体系在固相下有一不稳定化合物PbErCl_5生成,在356℃分解.同时探讨了相图的某些规律.

椭球颗粒材料在水平转筒内混合特性的超二次曲面离散元分析

转筒中的颗粒流广泛存在于工业生产中,颗粒形状是影响颗粒流动的重要因素.本文基于超二次曲面方程描述球体和椭球颗粒的几何形态,采用离散元方法对水平转筒中颗粒物质的流动和混合特性进行数值分析,并与椭球混合过程的实验结果进行对比验证.在此基础之上,进一步研究了圆筒转速、颗粒填充分数和颗粒长宽比对混合率的影响规律.计算结果表明:颗粒材料的混合率随着转速的增加或填充分数的减小而增加.在相同转速和填充分数下,椭球颗粒的混合率高于球形颗粒.同时,长宽比为0.75和1.5时椭球颗粒具有最高的混合率.当长宽比小于0.75时,混合率随着长宽比的增加而增加;当长宽比大于1.5时,混合率随着长宽比的增加而减小.此外,椭球颗粒出现更明显的速度分层现象.颗粒长宽比改变颗粒间的接触模式和系统的密集度,增加了颗粒系统的平动而限制了转动,在一定程度上提高了外部能量向颗粒系统转化的效率.

凹形多面体离散单元的水平集函数接触算法

多面体模型理论上可构造任意颗粒形态,然而受单元接触算法的限制,仅用于凸形颗粒材料的离散元模拟。对于具有凹形特征的多面体单元,单个接触点的搜索算法难以精确计算单元间的作用力。考虑多面体单元间存在单个或多个接触点的计算特性,本文发展了适用于凸形和凹形多面体颗粒材料的水平集函数接触算法。该方法通过点-三角形单元距离计算方法和奇-偶数判定方法建立多面体单元的零水平集函数和空间水平集函数,并对水平集函数进行三线性插值,可得到多面体单元间的单个或多个接触点。为检验水平集函数接触算法的可靠性,对球形和凹形多面体颗粒材料的堆积和倒塌过程进行离散元模拟,并分析颗粒形状对堆积密度和休止角的影响规律。

SrO－Y_2O_3－TiO_2体系的相关系与电性质

测定了ＳｒＯ－Ｙ＿２Ｏ＿３－ＴｉＯ＿２体系（１２００℃）的相关系及其电性质，发现：本体系内有７个三相区，１５个二相区，７个单相区。本体系内无三元新相存在。且Ｓｒ＿２ＴｉＯ＿４和ＳｒＴｉＯ＿３存在有限二元固溶体。ＳｒＴｉＯ＿３、Ｓｒ＿３Ｔｉ＿２Ｏ＿７和Ｓｒ＿２ＴｉＯ＿４的介电常数ε＇颇大（＞１００）。添加某些元素以改性，可望获得较好的功能材料。

DyCl_3－MCl_n体系相图的研究

借助于ＤＴＡ与Ｘ射线衍时法研究了ＤｙＣｌ＿３一ＭＣｌ＿ｎ（Ｍ＝Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｐｂ；ｎ＝１或２）二元体系相图。发现ＤｙＣｌ＿－ＬｉＣｌ体系有一固液异组成化合物Ｌｉ＿３ＤｙＣｌ＿６生成，在４７０℃有一相转变。相图属固液异组成相图类型，其无变点分别为ｐ（４７０ｍｏｌ％ＤｙＣｌ＿３，４７５℃），ｅ（５１．５ｍｏｌ％ＤｙＣｌ＿３，４４８℃）；而ＤｙＣｌ＿３一ＭｇＣｌ＿２，ＣａＣｌ＿２，ＰｂＣｌ＿２体系都属简单低共熔型相图。其低共熔点ｅ的组成与温度分别为：６５．１ｍｏｌ％ＤｙＣｌ＿３（５９３℃）、６１．１ｍｏｌ％ＤｙＣｌ＿３（５４６℃）和３２．９ｍｏｌ％ＤｙＣｌ＿３（４３２℃）。同时在固相下都有不稳定化合物生成，其化合物分别为：Ｍｇ＿２ＤｙＣｌ＿７、ＣａＤｙ＿２Ｃｌ＿８和ＰｂＤｙＣｌ＿５。它们的分解温度分别为５５５、４９５和４２３℃（在３９９℃有一相转变）。同时探讨了相图的某些规律。

HoCl_3-MCl_n体系相图的研究(M=Li,Mg,Ca,Pb;n=1,2)

借助于DTA与X射线衍射法研究了HoC_3-MCl_n(M=Li,Mg,Ca,Pb;n=1或2)二元体系相图.发现HoCl_3-LiCl体系相图属固液异组成型,有一化合物Li_3HoCl_6生成,且在483℃有一相转变.其无变点分别为p(34.0mol%HoCl_3,506℃)和e(50.5mol％HoCl_3,452℃); 而HoCl_3-MgCl_2,CaCl_2,PbCl_2。体系皆属简单低共熔型相图.其低共熔点e的组成与温度分别为:50.0mol％HoCl_3(580℃)、49.0mol％HoCl_3(541℃)和37.0mol％HoCl_3(422℃).HoCl_3-PbCl_2体系在固相下有一不稳定化合物PbHoCl_5生成,在408℃分解.同时探讨了RECl_3-LiCl相图的某些规律。

国内粮油企业综合成本效益管理论探讨

现代企业成本管理应该树立成本效益管理原则。粮油行业同质化、科技含量低的特性,决定了要加强成本竞争策略的研究。本文就国内粮油企业如何实行全产业链"综合成本——综合效益"管理进行了阐述。

用钙的络合吸附波直接测定矿物岩石中的氧化钙

氧化钙的测定在含量高时通常采用ED-TA滴定,含量低时则多用原子吸收分析,有时也用GBHA光度法或其它方法,但须反复萃取,手续麻烦.钙的电极反应电势很负,报导极谱法的大多用季铵盐的碱性溶液或非水溶液作为测定底液,其络合波极谱性能的研究仅见有关紫脲酸铵—钙的报导,且未作实际应用.我们发现变色酸2R,钙黄绿素及四环素都能与钙(Ⅱ)形成电活性的吸附络合物.

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

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.

谈大型粮食企业实施国际化发展经营战略问题

大型粮食企业确立国际化发展战略，是贯彻十六大提出的全面建设小康社会和实施“走出去”战略的必然选择。而选择合适的国际化发展模式和经营模式，又是大型粮食企业充分利用两个市场、两种资源，全面参与国际竞争与合作，迅速提高竞争能力，实现可持续发展的成功之路。