用DEM软球模型研究颗粒间的接触力

本文采用 DEM（Discrete Element Method）软球模型来研究颗粒间的碰撞过程,用金属球代替流场中的颗粒,研究这些金属球在平面上的运动。运用DEM软球模型求出碰撞过程中小球所受的瞬时接触力以及碰撞时间,并分析这些参数随颗粒物性以及运动参数的变化规律。计算得出:颗粒间的接触力以及碰撞时间与颗粒的相对速度、碰撞角度以及杨氏模量等参数有关。

不等粒径流化床的软球模拟

基于颗粒轨道模型,提出了粒径分别服从均匀分布与正态分布的软球方法,其中流体运动用Navier-Stokes方程描述,颗粒运动服从牛顿第二定理.模拟了不等粒径流化床中的气泡和节涌现象,并分别研究了表观气速、颗粒刚度系数、粒径分布不同时,固相颗粒的速度分布规律.其研究结果表明:分布板结构和表观气速对气泡行为有一定影响,随表观气速的增加,气泡形成、上升、破裂的速度加快;并且刚度系数越大,颗粒轴向速度随时间衰减越快;宽粒径分布的颗粒轴向速度大于窄粒径分布的颗粒轴向速度.

流化床中动态行为硬球模拟与软球模拟的比较

用硬球方法和软球方法分别模拟了不等粒径流化床中的动态行为;比较了颗粒平均速度、运动轨迹的差异;研究了恢复系数对流化床中动态行为、颗粒平均速度的影响.研究结果表明对流化床中动态行为进行模拟的数值结果强烈地依赖于恢复系数,恢复系数较小时,硬球方法可以模拟出鼓泡现象,恢复系数较大时,软球方法可以模拟出鼓泡现象;并且恢复系数越大时,硬球方法中颗粒平均速度随时间的变化越大,而软球方法中颗粒平均速度随时间的变化越小;尽管硬球方法比软球方法更加准确地考虑了颗粒碰撞,但由于硬球方法和软球方法处理颗粒碰撞方式的不同,以及颗粒碰撞时间步长选取原则的差异,使得硬球模拟需要的计算时间远大于软球模拟需要的计算时间.

脂质体结构稳定性的原子力显微镜观测与软球数学模型分析

利用原子力显微镜和激光粒度分析仪,研究手摇法和超声薄膜法制得脂质体的粒度特性、粘连性与刚性特性.结果表明:手摇法制得脂质体粒径较大、易粘连且刚性较弱.超声薄膜法制得脂质体粒径较小、分散性较好且刚性较强.根据脂质体本身的特性建立了软球数学模型,进行粘连性、刚性的理论分析,并将实验测得的数据带入模型计算,理论计算与实验观测结果一致,表明软球数学模型可为脂质体的结构稳定性提供定量的评价标准.

鼓泡流化床中多组分颗粒分离的软球模拟

基于颗粒轨道模型,建立了粒径服从均匀分布的多组分颗粒体系分离的软球模型,模拟了粒径服从均匀分布的连续组分、三组分颗粒体系在流化床中的分离行为,并研究了表观气速不同时,连续组分、三组分颗粒体系的分离规律;同时讨论了粒径分别服从均匀分布与正态分布时,三组分颗粒体系分离行为的差异。研究结果表明:表观气速对连续组分、三组分颗粒体系的分离行为都有重要影响,但影响不同,粒径分布不同对三组分颗粒体系的分离行为没有显著影响。

软球模型在颗粒流全尺度模拟中的验证和分析

针对颗粒流全尺度模拟时的干碰撞问题,在内嵌边界多重直接力全尺度算法中加入软球碰撞模型.通过空气中小球碰撞壁面和小球在粗糙表面上滚动2个典型算例,验证了软球模型在全尺度模拟中对干碰撞作用求解的适用性和准确性.对软球模型各主要参数的敏感度分析表明:时间步长越小,碰撞计算越精确;弹簧刚度系数越小,软球模型的接触特征时间越长,全尺度计算受到的资源限制越小;网格尺度、速度恢复系数对软球模型在全尺度模拟中的求解精度影响不大.实验室尺度气固鼓泡床的全尺度模拟结果表明,该方法可用于计算复杂的稠密流动体系.

气固流化床中颗粒分离的软球模拟

基于颗粒轨道模型,建立了粒径服从均匀分布的二组分颗粒分离的软球模型.其中流体运动用Navier-Stokes方程描述,颗粒运动满足牛顿第二定理,两相间的耦合由牛顿第三定理确定.研究了表观气速、颗粒平均质量、颗粒直径分布范围、颗粒碰撞参数对二组分颗粒分离的影响.研究结果表明:表观气速太大或太小都会减弱二组分颗粒的分离行为;在各组分颗粒密度不同条件下,不同组分颗粒的平均质量相差越大,颗粒分离越明显;在各组分颗粒密度相同条件下,不同组分颗粒的直径分布范围差别越大,颗粒分离越好;理想状态下,颗粒分离的速度较快,且分离较完全.

软球系统的玻璃化转变

采用分子动力学方法，选取软球型偶势描写系统中粒子间的相互作用，得到了玻璃化转变温度与粒子浓度以及相互作用势的软硬程度的相互关系．

用P(MMA-BA)聚合物软球制备弹性胶体晶体薄膜

采用自组装甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯的共聚物P(MMA-BA)软球的方法制备在润湿状态下具有明亮的颜色的弹性胶体晶体膜。弹性胶体晶体膜完全由软球自组装而成,因此它的拉伸能力不低于500%,弥补了刚性微球自组装而成的胶体光子晶体膜的不足。在软球中引入了疏水基团,当膜被水浸泡后,水分子进入到软球之间的结合处,使得原先融合在一起的软球由于疏水作用而相互排斥,使结合在一起的软球相互分离。实验结果显示制备出较好的弹性胶体晶体膜的VBA∶VMMA大于1.22,当该比值介于1.86和2.33之间时,制备出的弹性胶体晶体膜具有最佳的韧性和可拉伸性。

重力作用下软球壳堆积结构的有限元分析

基于结构力学的有限元方法,采用软球的面积和相邻球数分布研究重力作用下软球壳的二维堆积结构,并分析堆积结构的填充率、势能等特性。研究表明:软球壳堆积过程是无序的,并没有取向偏好。堆积结构有不同的类型,且不同类型对应不同的面积和相邻球数分布,其呈现多分散特征。堆积结构的面积变化率与堆积结构的势能正相关,面积变化率越大,势能越大,且结构类型的势能随着模量增大而减少。对于具有不同半径的双分散软球壳的堆积结构,软球的面积与相邻球数之间,呈现出近似线性关系,且结构中半径较大的软球数量越多,结构所具有的势能越大。本研究有助于提高对细胞等软物质堆积结构的几何和拓扑性质的理解,为分析软球壳等活组织和材料提供了计算依据。

悬浮共聚合法制备聚丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸甲酯软微球及动力学研究

以软单体丙烯酸乙酯（EA）、硬单体甲基丙烯酸甲酯（MMA）为共聚合单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGD-MA）为交联剂、聚乙烯醇（PVA）为分散剂,采用悬浮聚合法制备出软微球,研究了搅拌转速、水油比、分散剂和交联剂用量等对交联软微球成球性及平均粒径的影响,通过微球在受定压力作用后形变度的变化研究了聚合的动力学规律.结果表明：交联剂的使用是聚合形成微球的关键因素;搅拌速度对微球的平均粒径影响最为显著;所得软微球平均粒径0.3-0.7 mm;聚合2 h单体转化完全.

海量数据分类v--SVM问题的软最小球方法

海量数据分类问题是目前SVM学习算法研究的一个热点。传统的SVM方法是通过计算二次规划问题求解的，当训练样本数较大时存在一定的困难。文章介绍一种新的方法，该方法把二分类问题看作特殊的软最小球覆盖问题。提出求解SVM问题的全新的最小球覆盖几何解释，通过软最小球算法进行求解，避免了计算复杂度高的问题。可以用来求解11目标函数海量数据v-SVM分类问题。实验结果表明，文章提出的算法与同类算法相比具有相当的竞争力。

飞乐牌Hi—Fi球顶高音扬声器

近年来,随着国内生活水平的迅速提高,音响系统逐步开始普及,进口机、国产机,林林总总,让人目不暇接,特别是高档的音响组合倍受发烧朋友的青睐。现在发烧朋友们选择的音源、功放等器材,其电声指标都已能达到很理想的水准,但就是整个系统的最后一环——音箱,令发烧友们伤透脑筋。 进口的名牌音箱,纯真的音质让人百听不厌,但价格昂贵又使许多人望而生畏。转而选择国产音箱,又对其表现力不甚有信心,让人感到无所适从。确实,对整套音响系统音质的评判,最终都是由音箱来表现的,音箱本身的保真度和表现力就显得非常重要。

涡流空气分级流场中团聚体破碎规律研究

为探究颗粒团聚体在分级机流场内的破碎规律,基于软球模型研究了涡流空气分级流场中团聚体破碎行为及组成团聚体的单颗粒粒径、单颗粒数和团聚体形状对团聚体破碎的影响。结果表明:团聚体进入分级流场后在流体曳力的作用下先发生变形随后破碎;颗粒越小,其组成的团聚体团聚性越强;球形团聚体团聚性最强,圆柱体团聚体次之,立方体团聚体团聚性最弱;组成团聚体的单颗粒数越多,其在分级流场中完全解团所需时间越长,当团聚体大到一定程度时可能无法完全解团则被收集为粗粉,导致“鱼钩效应”。因此,通过优化流场延缓团聚体沉降或对粉体原料预分散处理有利于团聚体解团。

软性隐形眼镜在散光矫正中的验配

验配散光软性隐形眼镜是软镜验配中的一个难点,本文详细介绍球性软镜、散光软镜矫正散光的原理、方法及注意事项。

颗粒流动力学及其离散模型评述

颗粒流是由众多颗粒组成的具有内在相互作用的非经典介质流动.自然界常见颗粒流都是密集流,颗粒间接触形成力链,诸多力链相互交接构成支撑整个颗粒流重量和外载荷的网络,其局部构型及强度在外载荷下演化,是颗粒流摩擦特性和接触应力的来源.本文介绍球形颗粒间无粘连作用时的Hertz法向接触理论和Mindlin-Deresiewicz切向接触理论.Campbell依据是否生成较为稳定的力链把颗粒流分为弹性流和惯性流两大类,其中弹性-准静态流和惯性-碰撞流分别对应准静态流和快速流,作为两种极端流动情况通常处理成连续体,分别采用摩擦塑性模型和动理论予以描述,但是表征接触力链的颗粒弹性参数并不出现这两个模型和理论框架中,如何进一步考虑颗粒弹性参数将非常困难.目前离散动力学方法逐渐成为复现其复杂颗粒流动现象、提取实验不可能获得的内部流动信息进而综合起来探索颗粒流问题的一种有效工具,其真实性强于连续介质理论的描述.软球模型对颗粒间接触力简化处理,忽略了切向接触力对法向接触力及其加载历史的依赖,带来了法向和切向刚度系数如何标度等更艰难的物理问题,但由于计算强度小而广泛应用于工程问题中.硬球模型不考虑颗粒接触变形,因而不能描述颗粒流内在接触应变等物理机理,仅适用于快速颗粒流,这不仅仅是由于两体碰撞的限制.因此基于颗粒接触力学的离散颗粒动力学模型是崭新的模型,适用于准静态流到快速流整个颗粒流态的模拟,可以细致考虑接触形变及接触力的细节,建立更为合理的颗粒流本构关系,进而有力的促进颗粒流这一非经典介质流动的研究.

垂直简谐激励下颗粒阻尼耗能特性的仿真研究

在垂直简谐激励下,通过控制激励水平和激振频率,利用软球模型(通常称为离散单元体法,DEM)对颗粒阻尼器的耗能特性进行了三维数值仿真研究,而在控制激励水平时,不仅仅关注了振动加速度幅值,同时研究了振动速度幅值和位移幅值对颗粒阻尼器耗能特性的影响。仿真结果表明:在控制激励频率时,颗粒阻尼器的损耗功率随激励加速度幅值、速度幅值以及位移幅值的增加而增加;而在控制激励水平时,则发现了三种不同的规律:加速度幅值固定时,损耗功率随激励频率的增加而减小;速度幅值固定时,激励频率的变化对损耗功率的影响很小;而当位移幅值固定时,损耗功率随激励频率的增加而增加;在对颗粒阻尼两种不同的耗能机理的研究中发现摩擦耗能占总耗能的比例随激励幅值的增加而降低,冲击耗能占总耗能的比例随激励幅值的增加而增加。并通过与试验结果的对比,验证了仿真结果的正确性。

玉米秸秆粉料单模孔致密成型过程离散元模拟

为模拟粉碎后的玉米秸秆在单向受压状态下的力学行为,参照实际单模孔致密成型实验,建立了基于软球模型的秸秆粉料颗粒体系三维离散元模型,其约束边界条件与成型实验几何边界形态及尺寸一致。进行模拟分析时,颗粒接触模型的力学特性参数,如颗粒间法向刚度系数kn,切向刚度系数ks及摩擦系数μ,利用离散元模拟程序调试得出参数取值范围。将模拟得到的结果与实验测试数据进行比对与假设检验验证,结果显示数据一致性较好。得出离散元模拟时颗粒间力学特性参数最佳取值范围,分别为法向刚度系数（1.2~1.8）×104 N/m,切向刚度系数（0.8~1.3）×104 N/m,摩擦系数0.10~0.12。通过分析不同压缩位移、不同孔径以及不同锥角下的压缩与应力松弛曲线,建议成型模具孔径Φd=8 mm,锥角θ=45°,且应尽量增大压缩位移以防止秸秆成型块发生松散。离散单元法为研究玉米秸秆粉料致密过程力学行为提供了一种有效的分析手段。

颗粒流研究评述

颗粒流可看作一种颗粒间直接作用占优势的特殊两相流,它涉及自然界和工程实际中的许多流动问题,例如泥石流、雪崩、滑坡及固体物料的管道输送等,现阶段在国际上对颗粒流的研究正形成一个热点,而在国内这方面的工作才刚刚开始,本文在广泛收集资料的基础上对颗粒流研究现状作了全面的评述,内容包括颗粒流动现彖、实验研究、基本理论、数值模拟,颗粒流研究中的主要问题及将来的发展方向.