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湿颗粒堆力学特性的离散元法模拟研究

赵啦啦 赵跃民 刘初升 李珺

湿颗粒堆力学特性的离散元法模拟研究

赵啦啦, 赵跃民, 刘初升, 李珺
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  • 利用基于线性黏聚接触模型的离散元法对不同颗粒系统的堆积过程进行了数值模拟研究,分析了颗粒形状和湿颗粒间液桥力对颗粒堆积形态的影响机理,获得了球形和块状湿颗粒堆基底表面所受的法向力以及堆中颗粒间的法向力和切向力“中心凹陷”式的分布规律,讨论了颗粒形状和黏聚能量密度对基底表面作用力和颗粒间作用力的影响. 研究结果表明,颗粒形状和液桥力对颗粒堆的堆积形态具有显著的影响. 堆积角随着黏聚能量密度的增加而增大,并且相同条件下的块状颗粒堆积角大于球形颗粒. 颗粒形状和黏聚能量密度对基底表面所受作用力和堆中颗粒间的作用力变化及最大幅值均有影响作用. 当黏聚能量密度值逐渐增大时,颗粒堆的作用力最大幅值均逐渐增大,并且块状颗粒堆的作用力最大幅值大于球形颗粒堆. 当黏聚能量密度值过大时,颗粒堆力学特性更加复杂,液桥力对颗粒堆积特性的影响作用大于颗粒形状的影响.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973计划)(批准号:2012CB214900)、国家自然科学基金(批准号:51134022,51221462,51204181)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20110095120004)、中国博士后科学基金(批准号:20110491485,2013T60576)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:2011QNA10)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-07-15
  • 修回日期:  2013-11-03
  • 刊出日期:  2014-02-05

湿颗粒堆力学特性的离散元法模拟研究

  • 1. 中国矿业大学机电工程学院, 徐州 221116;
  • 2. 中国矿业大学化工学院, 徐州 221116
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(973计划)(批准号:2012CB214900)、国家自然科学基金(批准号:51134022,51221462,51204181)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20110095120004)、中国博士后科学基金(批准号:20110491485,2013T60576)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:2011QNA10)资助的课题.

摘要: 利用基于线性黏聚接触模型的离散元法对不同颗粒系统的堆积过程进行了数值模拟研究,分析了颗粒形状和湿颗粒间液桥力对颗粒堆积形态的影响机理,获得了球形和块状湿颗粒堆基底表面所受的法向力以及堆中颗粒间的法向力和切向力“中心凹陷”式的分布规律,讨论了颗粒形状和黏聚能量密度对基底表面作用力和颗粒间作用力的影响. 研究结果表明,颗粒形状和液桥力对颗粒堆的堆积形态具有显著的影响. 堆积角随着黏聚能量密度的增加而增大,并且相同条件下的块状颗粒堆积角大于球形颗粒. 颗粒形状和黏聚能量密度对基底表面所受作用力和堆中颗粒间的作用力变化及最大幅值均有影响作用. 当黏聚能量密度值逐渐增大时,颗粒堆的作用力最大幅值均逐渐增大,并且块状颗粒堆的作用力最大幅值大于球形颗粒堆. 当黏聚能量密度值过大时,颗粒堆力学特性更加复杂,液桥力对颗粒堆积特性的影响作用大于颗粒形状的影响.

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