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Micromorphological characterization and random reconstruction of 3D particles based on spherical harmonic analysis 被引量:3
1
作者 SHI Chong SHEN Jun-liang +2 位作者 XU Wei-ya WANG Ru-bin WANG Wei 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第5期1197-1206,共10页
The microscopic characteristics of skeletal particles in rock and soil media have important effects on macroscopic mechanical properties. A mathematical procedure called spherical harmonic function analysis was here d... The microscopic characteristics of skeletal particles in rock and soil media have important effects on macroscopic mechanical properties. A mathematical procedure called spherical harmonic function analysis was here developed to characterize micromorphology of particles and determine the meso effects in a discrete manner. This method has strong mathematical properties with respect to orthogonality and rotating invariance. It was used here to characterize and reconstruct particle micromorphology in three-dimensional space. The applicability and accuracy of the method were assessed through comparison of basic geometric properties such as volume and surface area. The results show that the micromorphological characteristics of reproduced particles become more and more readily distinguishable as the reproduced order number of spherical harmonic function increases, and the error can be brought below 5% when the order number reaches 10. This level of precision is sharp enough to distinguish the characteristics of real particles. Reconstructed particles of the same size but different reconstructed orders were used to form cylindrical samples, and the stress-strain curves of these samples filled with different-order particles which have their mutual morphological features were compared using PFC3D. Results show that the higher the spherical harmonic order of reconstructed particles, the lower the initial compression modulus and the larger the strain at peak intensity. However, peak strength shows only a random relationship to spherical harmonic order. Microstructure reconstruction was here shown to be an efficient means of numerically simulating of multi-scale rock and soil media and studying the mechanical properties of soil samples. 展开更多
关键词 MESO particle three-dimensional MICROMORPHOLOGY spherical harmonic function random RECONSTRUCTION MULTI-SCALE
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NUMERICAL SIMULATIONS OF POLARIZED SCATTERING FROM RANDOM CLUSTERS OF SPATIALLY-ORENTED, NON-SPHERICAL SCATTERS
2
作者 Huang Xingzhong Jin Yaqiu(Department of Electronics Engineering Wave Scattering and Remote Sensing Centre, Aidan University, Shanghai 200433) 《Journal of Electronics(China)》 1998年第3期267-273,共7页
Employing multiple scattering formulation of T-matrix method, numerical simulations are developed and applied to polarized scattering from random clusters of spatially-oriented, non-spherical particles. Polarized scat... Employing multiple scattering formulation of T-matrix method, numerical simulations are developed and applied to polarized scattering from random clusters of spatially-oriented, non-spherical particles. Polarized scattering is numerically presented for the functional dependence on particle shape, size, spatial distribution and orientation, and other physical parameters. Numerical calculations of backscattering from randomly clustered particles are well compared with that from independent particles and clusters. It can be seen that spatial distribution and orientation of non-spherical particles can have significant effect on scattering. 展开更多
关键词 random distribution NON-spherical particles Multiple SCATTERING
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非球形颗粒碰撞壁面反弹特性的试验及模型
3
作者 岑周涛 王景玉 +2 位作者 赵东强 李敏 吴玉新 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期171-179,共9页
气固分离过程中,颗粒碰撞壁面的反弹行为对颗粒运动及装置的分离效率将产生重要影响。已有研究多针对球形颗粒的碰撞行为,然而实际工业过程中,煤粉、生物质、矿石等颗粒均为非球形颗粒,该类颗粒与壁面碰撞后的反弹行为与球形颗粒存在显... 气固分离过程中,颗粒碰撞壁面的反弹行为对颗粒运动及装置的分离效率将产生重要影响。已有研究多针对球形颗粒的碰撞行为,然而实际工业过程中,煤粉、生物质、矿石等颗粒均为非球形颗粒,该类颗粒与壁面碰撞后的反弹行为与球形颗粒存在显著差异。为深入掌握非球形颗粒碰撞壁面的反弹行为,搭建了颗粒壁面碰撞试验装置,采用高速摄像及图像处理方法获得典型非球形颗粒碰撞壁面的基础数据,分析颗粒材质、球形度、壁面粗糙度、撞击角度、撞击速度等关键参数对颗粒-壁面反弹行为的影响。基于颗粒壁面碰撞四参数模型和神经网络模型分别预测了非球形颗粒与壁面的反弹行为的统计和随机分布特性。结果表明各类非球形颗粒与粗糙壁面碰撞的反弹行为存在一致性,说明球形度低于一定数值后,将成为颗粒壁面碰撞反弹行为的主导因素。四参数模型能很好地预测碰撞结果及随机分布特征,而基于试验数据训练的神经网络模型可达到更好的预测效果。 展开更多
关键词 气固分离 非球形颗粒 颗粒-壁面碰撞 反弹模型 碰撞随机分布
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非球体填充的组合球模型及松弛算法 被引量:9
4
作者 李水乡 赵健 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期454-460,共7页
现有的松弛算法由于仅用于球填充而只考虑颗粒的平动,故提出考虑非球体转动的改进松弛算法并采用组合球模型,使其能够模拟任意形状非球体的随机填充以及多种非球体的混合填充.用多个球体的外包络面近似一个非球体外形的组合球模型,将非... 现有的松弛算法由于仅用于球填充而只考虑颗粒的平动,故提出考虑非球体转动的改进松弛算法并采用组合球模型,使其能够模拟任意形状非球体的随机填充以及多种非球体的混合填充.用多个球体的外包络面近似一个非球体外形的组合球模型,将非球体之间的接触转化为球体之间的接触,从而简化并统一非球体接触判断算法.通过引入非球体的转矩和转角松弛机制,使改进松弛算法克服了"自锁"现象,并能生成非球体的随机密填充.算例表明,填充结果与现有的数值模拟及实验结果相符. 展开更多
关键词 填充 堆积 非球形颗粒 松弛算法 随机密填充 组合球
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基于随机森林的永磁球形电机优化通电策略 被引量:3
5
作者 过希文 宫能伟 +2 位作者 王群京 文彦 吴涛 《控制工程》 CSCD 北大核心 2021年第6期1100-1107,共8页
针对永磁球形电机的复杂转矩建模问题,提出了一种基于随机森林建模方法,同时提出了基于粒子群优化方案来解决永磁球形电机的优化通电策略问题。首先,通过电磁分析得到永磁球形电机转子与定子线圈在不同角度下驱动线圈产生的转矩值。然后... 针对永磁球形电机的复杂转矩建模问题,提出了一种基于随机森林建模方法,同时提出了基于粒子群优化方案来解决永磁球形电机的优化通电策略问题。首先,通过电磁分析得到永磁球形电机转子与定子线圈在不同角度下驱动线圈产生的转矩值。然后,采用随机森林法建立了位置-转矩的黑箱模型。并在此基础上结合倾斜轨迹,采用粒子群算法对其通电策略进行优化设计,使得通电损耗降低了5%~10%。仿真和实验结果均表明,该方法能有效地实现永磁球形电机的稳定控制且通电损耗较小,可为下一步实现永磁球形电机高精度的轨迹跟踪控制提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 永磁球形电机 随机森林 粒子群算法 通电策略
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随机分布的多个非球形群聚散射体的极化散射及其数值模拟 被引量:2
6
作者 黄兴忠 金亚秋 《电子科学学刊》 CSCD 1997年第3期376-381,共6页
本文利用T矩阵法,通过严格求解N个粒子的多次散射方程,发展了随机分布的多个非球形群聚散射体的集合性相干散射的计算机数值模拟方法。数值地给出了在空间随机分布的群聚散射体的极化散射与粒子的形状、大小、空间分布和取向等参量之间... 本文利用T矩阵法,通过严格求解N个粒子的多次散射方程,发展了随机分布的多个非球形群聚散射体的集合性相干散射的计算机数值模拟方法。数值地给出了在空间随机分布的群聚散射体的极化散射与粒子的形状、大小、空间分布和取向等参量之间定量的函数关系。并将随机分布的群聚散射体的后向散射与单个粒子和单个群聚体独立散射的数值结果进行了比较,表明多个粒子的群聚分布对散射特性产生显著的影响。 展开更多
关键词 随机分布 非球形粒子 群聚粒子 多次散射 电磁学
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随机小介质球散射的稀疏矩阵/规则网格法分析
7
作者 黄斌科 陈志豪 +1 位作者 汪文秉 蒋延生 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第10期1012-1015,共4页
利用张量电场积分方程和稀疏矩阵/规则网格 (SMCG)法分析了随机分布小介质球的散射问题 .SMCG法根据离散单元间场作用的强弱 ,将阻抗元素分解为强作用的稀疏矩阵和弱作用的补充矩阵 .在共轭梯度法迭代求解矩阵方程时 ,直接计算强作用稀... 利用张量电场积分方程和稀疏矩阵/规则网格 (SMCG)法分析了随机分布小介质球的散射问题 .SMCG法根据离散单元间场作用的强弱 ,将阻抗元素分解为强作用的稀疏矩阵和弱作用的补充矩阵 .在共轭梯度法迭代求解矩阵方程时 ,直接计算强作用稀疏阵与待求向量的乘积 ;而对弱作用的补充矩阵 ,则将阻抗元素在规则网格上应用Taylor级数展开 ,由于级数项中存在平移不变性的核 ,因而可利用快速傅里叶变换实现补充矩阵与待求向量的乘积 .实验算例表明 :SMCG法和矩量法的数值曲线吻合性很好 ,在分析电大目标散射时减少了计算机内存和CPU时间要求 。 展开更多
关键词 稀疏矩阵/规则网格法 傅里叶变换 级数展开 随机小介质球 电磁散射 SMCG法 共轭梯度法
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无规共聚物自组装球形胶束表面亲水性的耗散粒子动力学模拟 被引量:2
8
作者 陈美玲 汪理想 +1 位作者 陈姗姗 刘晓亚 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1201-1208,共8页
建立了含不同亲疏水粒子比的双亲性无规共聚物粗粒化模型.采用耗散粒子动力学方法模拟了两亲性无规共聚物选择性溶剂自组装球形胶束表面的亲水性能.模拟结果表明,无规共聚物在选择性溶剂中自组装得到实心球形胶束,球形胶束表面的亲水性... 建立了含不同亲疏水粒子比的双亲性无规共聚物粗粒化模型.采用耗散粒子动力学方法模拟了两亲性无规共聚物选择性溶剂自组装球形胶束表面的亲水性能.模拟结果表明,无规共聚物在选择性溶剂中自组装得到实心球形胶束,球形胶束表面的亲水性与聚合物链亲水粒子含量、溶剂的选择性有关.随着聚合物链所含亲水粒子增加,球形胶束表面的亲水性增强.球形胶束表面的亲水性随着疏水粒子与溶剂粒子间的排斥参数增大而增强,模拟结果与实验结论一致.该模拟方法给出的胶束微结构信息可以为双亲无规共聚物分子设计及自组装双亲胶束制备提供一定的理论指导. 展开更多
关键词 双亲无规共聚物 自组装 耗散粒子动力学 球形胶束 亲水性
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磁场对超导纳米粒子电子热容的影响 被引量:1
9
作者 姚勇 李习林 +2 位作者 潮兴兵 蓝华山 陈志谦 《西南师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期59-64,共6页
采用随机矩阵理论,考虑能级分离、系统电子总自旋和平均能级间距及转变温度对电子热容的影响,用静态路径近似(SPA)计算了高斯系综中正交系综(GOE)、辛系综(GSE)所对应的电子能级分布下处于弱磁场中超导纳米粒子的电子热容.计算中取了几... 采用随机矩阵理论,考虑能级分离、系统电子总自旋和平均能级间距及转变温度对电子热容的影响,用静态路径近似(SPA)计算了高斯系综中正交系综(GOE)、辛系综(GSE)所对应的电子能级分布下处于弱磁场中超导纳米粒子的电子热容.计算中取了几个典型的温度和电子自旋,并对计算结果做了分析. 展开更多
关键词 电子热容 常规超导纳米粒子 随机矩阵理论 磁场
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橡胶混凝土细观性能的数值分析 被引量:3
10
作者 罗麒锐 王威 +2 位作者 郭琦 孙壮壮 王冰洁 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2020年第5期74-83,共10页
从细观角度出发,以骨料、橡胶颗粒、砂浆基质、骨料砂浆界面、橡胶砂浆界面及砂浆-砂浆界面六相成分组成的橡胶混凝土细观有限元模型为切入点,建立了基于黏结裂缝模型的混凝土细观模型,以单轴受拉为例,研究了掺量及粒径对橡胶混凝土细... 从细观角度出发,以骨料、橡胶颗粒、砂浆基质、骨料砂浆界面、橡胶砂浆界面及砂浆-砂浆界面六相成分组成的橡胶混凝土细观有限元模型为切入点,建立了基于黏结裂缝模型的混凝土细观模型,以单轴受拉为例,研究了掺量及粒径对橡胶混凝土细观性能的影响。结果表明:合理减小橡胶颗粒的粒径可以使橡胶更为均匀的分布在砂浆基质中,从而提高强度和变形能力,这种方法是一种有效改善橡胶混凝土力学性能的方式;采用黏结裂缝单元建立的细观模型可以很好解决小粒径的仿真问题。 展开更多
关键词 橡胶混凝土 细观仿真 随机骨料模型 黏结裂缝模型 小粒径 掺量
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基于捕捉效用分析的直流GIL微粒陷阱设计与参数优化 被引量:16
11
作者 王健 常亚楠 +3 位作者 王靖瑞 胡琦 梁瑞雪 李庆民 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第15期5050-5060,共11页
微粒陷阱是抑制气体绝缘输电线路(gasinsulated transmission line,GIL)金属微粒污染物的重要措施,但对于直流GIL,微粒陷阱的设计仍缺乏明确的指导原则,且鲜有针对微粒陷阱的理论研究。该文研究直流下微粒陷阱的作用机制,认为电场屏蔽... 微粒陷阱是抑制气体绝缘输电线路(gasinsulated transmission line,GIL)金属微粒污染物的重要措施,但对于直流GIL,微粒陷阱的设计仍缺乏明确的指导原则,且鲜有针对微粒陷阱的理论研究。该文研究直流下微粒陷阱的作用机制,认为电场屏蔽和碰撞能量损耗是微粒陷阱抑制球形微粒活性的主要原因,基于该机制提出一种微粒陷阱设计——楔形微粒陷阱。将楔形微粒陷阱与传统陷阱进行比较,楔形微粒陷阱可以更高效地屏蔽陷阱底部电场,并对球形微粒逃逸起阻挡作用。进一步地,基于微粒的碰撞动力学模型,考虑微粒碰撞运动的强随机性,建立陷阱捕捉概率仿真模型。通过随机释放大量球形金属微粒,模拟微粒随机碰撞运动,以捕获率为优化目标,微粒陷阱槽口宽度、倾斜度为优化变量,设计场强为边界条件,实现了对陷阱参数的定量优化。最后,通过观测实验验证了模型的可靠性。该微粒陷阱设计及优化方法可以为不同电压等级的直流GIL微粒陷阱设计提供指导。 展开更多
关键词 球形金属微粒 楔形微粒陷阱 捕获机制 随机性 设计优化
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