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粗粒化强化有限-离散元多尺度耦合方法在颗粒-连续体表面动态作用问题上的应用
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作者 程宏旸 Stefan Luding Thomas Weinhart 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第1期110-123,共14页
颗粒材料和可变形结构之间的相互作用与采矿、施工、粉末加工等许多工业过程相关.离散(DEM)和有限元法(FEM)之间的表面耦合通常用来模拟颗粒材料与连续体介质间的相互作用.本文使用最新提出“广义表面耦合”方法,通过粗粒化(CG)强化连... 颗粒材料和可变形结构之间的相互作用与采矿、施工、粉末加工等许多工业过程相关.离散(DEM)和有限元法(FEM)之间的表面耦合通常用来模拟颗粒材料与连续体介质间的相互作用.本文使用最新提出“广义表面耦合”方法,通过粗粒化(CG)强化连续物理场从离散颗粒尺度数据中的提取,在离散-连续体接触面实现微观-宏观过渡.本文着重研究了颗粒-连续耦合系统中动量和能量的时间演化及其在CG宽度(即平滑内核有效范围)上的依赖性.通过三个数值算例,包括(1)密实颗粒流撞击柔性障碍物,(2)粘弹性立方体坠落并静止于颗粒床,(3)悬臂梁表面受重力作用滑动继而使梁弯曲的颗粒流,证明了CG强化的FEM-DEM表面耦合可以使数值结果更加准确,并减少耦合系统中的多余能量.通过比较三个计算实例,本文发现随着颗粒-连续体相互作用从静态到动态过度,CG强化面耦合方法的优势更加明显.随着CG宽度增加,耦合系统中过剩能量的衰减越强,高频振荡的振幅也越小,从而促进耦合系统中的应力松弛过程.但是最佳CG宽度的选择仍然取决于具体的耦合问题. 展开更多
关键词 颗粒材料 粗粒化 多尺度耦合 高频振荡 可变形结构 耦合系统 连续体 颗粒流
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Trending topics in computational mechanics of granular materials: from fundamentals to applications
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作者 Xiaoyan Ye hongyang cheng 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第1期1-3,共3页
Granular matter is the second most handled material after water in the global industry.Its macroscopic behavior arises from a collisional to a collective motion of the constituent grains,with varying lengths and time ... Granular matter is the second most handled material after water in the global industry.Its macroscopic behavior arises from a collisional to a collective motion of the constituent grains,with varying lengths and time scales.The fluid-like and solid-like behaviors of granular materials and their transitions[1]are relevant to many industrial problems,such as mining excavation[2],selective laser sintering and powder spreading[3],thawing-induced slope failure[4],and granular impact[1].Designing and optimizing these processes require a synergy of understandings obtained from studies of contact theories[5],particle morphology or shape representation[5,6],interparticle friction[7],and micro-tomacro[4,7,8]and discrete-to-continuum transitions[1,2]. 展开更多
关键词 FRICTION TRANSITIONS COLLECTIVE
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