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粉末材料堆积的物理模型与仿真系统

钟文镇 周照耀 夏伟 李元元 何克晶

粉末材料堆积的物理模型与仿真系统

钟文镇, 周照耀, 夏伟, 李元元, 何克晶
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出版历程
  • 收稿日期:  2008-12-17
  • 修回日期:  2009-04-23
  • 刊出日期:  2009-12-21

粉末材料堆积的物理模型与仿真系统

  • 1. (1)华南理工大学机械与汽车工程学院,广州 510641; (2)华南理工大学计算机科学与工程学院,广州 510641
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号: 2007CB616905)、国家自然科学基金(批准号: 10805019) 和广东省自然科学基金(批准号: 8451064101000083)资助的课题.

摘要: 研究了粉末材料堆积过程仿真的物理模型和系统,并探讨了适合多种不同粒径颗粒混合堆积过程仿真的高性能计算方法.在该仿真系统中,考虑了重力、接触力、阻尼力、摩擦力和范德瓦耳斯力等多种作用力的影响,集成了多种接触力模型和阻尼模型,使其适用于三维大规模粉末材料堆积过程的计算机仿真.利用该系统对粉末材料领域中的两个典型应用进行了模拟研究.模拟了两种相同密度不同粒径颗粒(粒径比为10)的混合堆积过程.当小颗粒数为大颗粒数的300倍时,得到最大的堆积密度(体积分数)为0.82.另外,还模拟了两种不同密度相同粒径颗粒的混合堆积过程.当堆积结束时,出现了明显的分离(segregation)现象和团聚现象.所研究的物理模型和仿真系统既可用于粉末材料堆积过程研究,亦可用于普通的球形物体堆积过程的模拟研究.

English Abstract

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