基于离散元方法-计算流体力学耦合的渭河盆地水蚀型地裂缝细观成生过程数值模拟

1

作者 张岩 王涪江 王飞永 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第3期386-396,共11页

渭河盆地是我国地裂缝灾害发育最为严重的地区之一,其中水蚀型地裂缝严重制约区域经济发展。采用离散元方法(DEM)和计算流体力学(CFD),基于渭河盆地典型水蚀型地裂缝的三维地质模型,建立了水蚀型地裂缝数值模型,从细观角度分析了浅表水... 渭河盆地是我国地裂缝灾害发育最为严重的地区之一,其中水蚀型地裂缝严重制约区域经济发展。采用离散元方法(DEM)和计算流体力学(CFD),基于渭河盆地典型水蚀型地裂缝的三维地质模型,建立了水蚀型地裂缝数值模型,从细观角度分析了浅表水作用下水蚀型地裂缝的成生演化过程。结果表明:水蚀型地裂缝的成生过程具有明显阶段性,依次可划分为潜蚀成穴、暗穴扩展、塌陷成洞、扩展成缝4个阶段;暗穴是裂缝发生的初级形态,通常先竖向发育,直至地表破裂后再横向扩展成洞,进而延伸成缝;潜蚀成穴与暗穴扩展阶段主要为中小颗粒迁移,历时最长;塌陷成洞与扩展成缝阶段粗颗粒快速流失,发生极快。 展开更多

关键词 地裂缝 水蚀型 离散元方法 计算流体力学 浅表水侵蚀 成生过程 渭河盆地

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基于连续介质力学离散元方法的洒勒山滑坡过程模拟 被引量：3

2

作者 闫由之 刘高 +1 位作者 杨星月 黄迪 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期744-752,共9页

利用连续介质力学的离散元方法力学计算软件中的颗粒流离散元计算程序,结合野外踏勘与室内试验得到的数据,对洒勒山高速远程滑坡过程进行模拟,研究由蠕变导致的下部老滑坡复活并带动上部滑体滑动的滑坡整体运动过程.模拟后得到的滑坡物... 利用连续介质力学的离散元方法力学计算软件中的颗粒流离散元计算程序,结合野外踏勘与室内试验得到的数据,对洒勒山高速远程滑坡过程进行模拟,研究由蠕变导致的下部老滑坡复活并带动上部滑体滑动的滑坡整体运动过程.模拟后得到的滑坡物堆积形态与实际情况基本吻合,对上下部滑体及监测点的位移、速度、加速度进行分析,结果表明:上部滑体运动最大速度较大,可达35 m/s,下部滑体运动距离较远,长达800 m.滑动过程中在撞击面附近与下部滑体前段均存在颗粒抛射现象.下部滑体撞击后的滑动呈显著的流体特征.整个滑动过程可以分为5个阶段:下部启动,下部加速剧滑-上部启动,下部匀速滑移-上部剧滑,上部撞击减速-下部再加速,总体减速自稳阶段.上下部滑体碰撞导致的能量传递是洒勒山滑坡可以高速远程运动的重要原因之一. 展开更多

关键词 连续介质力学的离散元方法 离散元 洒勒山 高速远程滑坡 运动过程

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基于快速虚拟释放算法和离散元方法的颅内动脉瘤治疗中的血液动力学研究

3

作者 李欣卓 耿介文 +2 位作者 冯勇 张鸿祺 王盛章 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期650-650,共1页

目的旨在验证新型颅内扰流装置(intrasaccular flow disruption device,IFD)装置在治疗颅内动脉瘤中的有效性和可行性,并开发包含IFD装置的快速虚拟释放算法(fast virtual deployment algorithm,FVD)和血液动力学计算的虚拟手术规划平... 目的旨在验证新型颅内扰流装置(intrasaccular flow disruption device,IFD)装置在治疗颅内动脉瘤中的有效性和可行性,并开发包含IFD装置的快速虚拟释放算法(fast virtual deployment algorithm,FVD)和血液动力学计算的虚拟手术规划平台。方法采用自适应的贴壁和曲率控制系统来实现IFD装置快速虚拟释放,同时应用离散元(discrete element method,DEM)方法进行血液动力学计算。该算法在理想模型和6例患者特异性模型中进行了验证。结果和结论在理想模型中,FVD算法相较于台架试验和高精度有限元算法,能够准确地预测IFD装置的短缩行为。而在患者特异性模型中,FVD算法与有限元算法相比,能够准确捕捉IFD装置的占位情况,并与造影图像结果吻合。此外,FVD算法在6例病例中的计算时间均在1 min以内,明显快于有限元算法,显示出明显的优势。基于DEM的血液动力学计算也成功地捕捉到了射流形态和壁面特征,验证了IFD装置的治疗有效性,并与基于贴体网格的有限体积法相比,表现出更短的计算时间。综上所述,FVD算法能够在极短的时间内完成IFD装置的虚拟释放,并基于DEM的流体计算方法也能在短时间内获得流场形态。二者的结合为虚拟手术规划平台的搭建提供了有效手段。研究为IFD装置在颅内动脉瘤治疗中的临床应用奠定了基础,并为进一步的研究提供了新的方向。 展开更多

关键词 颅内动脉瘤 血液动力学 离散元方法 虚拟手术 理想模型 有限元算法 流体计算 治疗有效性

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基于颗粒流离散元方法的行人动力学模型及仿真研究 被引量：4

4

作者 杨静 张蕊 +1 位作者 刘荣强 冯焕东 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期51-57,84,共8页

离散元方法是分析和求解复杂离散颗粒系统问题的一种高效力学数值模拟方法,对于提高目前行人动力学模型中的求解效率,细致刻画行人运动中的力学关系具有优势.本文利用颗粒接触理论中的软球模型描述行人的接触及挤压行为,以现有社会力模... 离散元方法是分析和求解复杂离散颗粒系统问题的一种高效力学数值模拟方法,对于提高目前行人动力学模型中的求解效率,细致刻画行人运动中的力学关系具有优势.本文利用颗粒接触理论中的软球模型描述行人的接触及挤压行为,以现有社会力模型中的主观运动力作为外部输入,构建了基于颗粒流理论的行人运动模型,并在离散元EDEM仿真平台上实现.通过对不同密度条件下行人运动行为及平均速度的仿真及统计,对比实测数据,验证了模型的有效性;通过对比不同仿真平台的计算速度,验证了算法的高效性.研究结果表明:模拟得到的行人流在不同密度下的行为符合现场观测,模拟所得行人平均速度数据与实测数据基本吻合,所建模型具有较高计算效率.因此,基于颗粒流理论的离散元方法能够实现对行人运动的模拟,且具有进一步的研究价值. 展开更多

关键词 城市交通 行人动力学仿真 离散元方法 行人运动 颗粒流理论

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月球车与月壤交互作用的离散元-多体动力学耦合建模 被引量：1

5

作者 徐鸿 雷波 刘锦阳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期239-249,共11页

目前,对于散体颗粒物质与复杂机械系统的耦合作用研究,面临着跨尺度、计算规模庞大以及非光滑表面的接触检测困难等问题。为了探究月球车与月壤交互作用,首先对颗粒-多体耦合系统动力学建模与接触算法进行研究。分别用离散元方法(discre... 目前,对于散体颗粒物质与复杂机械系统的耦合作用研究,面临着跨尺度、计算规模庞大以及非光滑表面的接触检测困难等问题。为了探究月球车与月壤交互作用,首先对颗粒-多体耦合系统动力学建模与接触算法进行研究。分别用离散元方法(discrete element method, DEM)和多体动力学(multibody dynamics, MBD)笛卡尔方法建立了散体球形颗粒和含约束多体系统的动力学模型,并基于Hertz-Mindlin模型计算颗粒与刚体的接触力,在此基础上给出顺序耦合策略,建立了离散元和多体耦合的动力学模型。针对月球车齿状车轮的非光滑表面与颗粒之间接触检测规模庞大的问题,提出了非光滑形状物体的分区域局部检测方法,降低了局部检测的规模。通过对比圆柱体冲击颗粒的试验和仿真结果,验证了离散元-多体耦合模型的准确性。在耦合动力学建模和接触算法研究的基础上,对具有齿状车轮的月球车在月壤上行驶过程进行动力学仿真,研究不同驱动参数下的系统动力学特性以及不同轮胎形状对行驶运动的影响,研究结果表明,交错形轮齿的月球车相较直齿形轮齿前进距离多14%,前进效率较高,该研究对月球车的设计具有理论指导意义。 展开更多

关键词 离散元方法(DEM) 多体动力学(MBD) 月球车 耦合建模 高效接触检测

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极地海冰动力过程的多面体离散元方法

6

作者 李继 王嗣强 +1 位作者 王安良 季顺迎 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期651-658,共8页

极地海冰影响局部海域的通航条件乃至地质尺度上的气候预测,由于基于连续介质理论的海冰数值模式如网格方法难以应对浮冰尺度的模拟,近年来离散元方法越来越多用于海冰动力学领域。本文使用基于表面网格划分的多面体描述浮冰,通过使用GJ... 极地海冰影响局部海域的通航条件乃至地质尺度上的气候预测,由于基于连续介质理论的海冰数值模式如网格方法难以应对浮冰尺度的模拟,近年来离散元方法越来越多用于海冰动力学领域。本文使用基于表面网格划分的多面体描述浮冰,通过使用GJK(Gilbert-Johnson-Keerthi)算法以进行初步接触判断并提高计算效率,采用基于能量守恒接触理论确定单元间接触力,由此建立了极地海冰多面体离散元方法。将该方法应用于极地海冰动力过程模拟,并考虑Hopkins提出的冰脊形成导致的海冰间塑性接触力。首先通过两个浮冰间碰撞模拟以验证接触力计算的正确性,再通过对单向均匀风场下浮冰挤压的模拟验证冰脊生成的模拟能力,最后研究冻结强度参数对剪切风场下冰盖断裂和冰脊生成的影响。结果表明,极地海冰多面体离散元方法能够合理地反映地质尺度海冰的动力过程,并且可有效地模拟冰盖线性运动引起的冰隙和冰脊等动力特征。 展开更多

关键词 海冰动力学 离散元方法 冰脊模型 海冰断裂

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离散元与光滑颗粒流体力学耦合方法及应用 被引量：1

7

作者 欧涛 刘杰 陈伟 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期187-193,共7页

磨机尺度极大,采用常规物理相似模拟和物料平衡模型适用性的方法,无法对磨机出料端排矿的动态过程进行观测和开展定量化表征,本文通过耦合离散元方法和光滑粒子流体动力学方法实现基于动态自由面的固液两相流仿真,并应用于量化对比不同... 磨机尺度极大,采用常规物理相似模拟和物料平衡模型适用性的方法,无法对磨机出料端排矿的动态过程进行观测和开展定量化表征,本文通过耦合离散元方法和光滑粒子流体动力学方法实现基于动态自由面的固液两相流仿真,并应用于量化对比不同磨机衬板机械结构对其排矿效率的影响.通过开展流变仪试验及仿真,确定了反映选定矿浆的流变特性参数及对应数值模拟参数.选取直型及弧型出料端衬板设计,基于所开发的数值模拟进行磨机排矿量及矿浆提升器回流量的量化表征.数值模拟结果表明,弧型出料端衬板的排矿量提升了13.4%,且矿浆提升器回流量降低了93.3%,现场工业试验结果与数值结果误差较小,验证了所开发的数值模拟模型的准确性. 展开更多

关键词 数值模拟 离散元方法 光滑粒子流体动力学 固液两相流 磨机衬板

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基于离散元与光滑粒子流体力学耦合的高浓度尾砂浓密过程仿真 被引量：3

8

作者 熊有为 刘福春 +2 位作者 陈伟 刘恩彦 雷显权 《金属矿山》 CAS 北大核心 2021年第11期19-24,共6页

为实现对高浓度尾砂浓密过程的动态可视化观测和定量化表征,弥补常规物理相似模拟和数值模拟方法适用性较差的不足,提出了一种基于离散元(DEM)和光滑粒子流体动力学(SPH)耦合的高浓度尾砂浓密仿真方法,并采用该方法对某矿全尾砂浓密工... 为实现对高浓度尾砂浓密过程的动态可视化观测和定量化表征,弥补常规物理相似模拟和数值模拟方法适用性较差的不足,提出了一种基于离散元(DEM)和光滑粒子流体动力学(SPH)耦合的高浓度尾砂浓密仿真方法,并采用该方法对某矿全尾砂浓密工艺进行了模拟仿真。通过建立与工业机结构一致的全尺寸深锥浓密机模型,基于物理试验标定固液两相流体仿真参数,以浓密机底流浓度作为主要评价指标,将仿真结果与现场生产情况进行对比,结果显示二者误差极小,验证了仿真模型的准确性和可靠性,为矿山充填浓密工艺研究与优化设计提供了一种新方法。 展开更多

关键词 膏体充填 尾砂浓密 数值仿真 离散元方法 光滑粒子流体动力学方法 DEM-SPH耦合

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微反应器计算流体力学与离散元建模及调控 被引量：3

9

作者 郑帅 谭大鹏 +1 位作者 李霖 朱吟龙 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1237-1251,共15页

为了提高微反应器内部流场均匀性,抑制固相颗粒团聚,提出超声波耦合流场强化调控方法.基于计算流体力学与离散元耦合(CFD-DEM)方法,建立微反应器流体动力学模型,得到微反应器流道的多相流场分布与颗粒运动规律.对可实现k-ε湍流模型源... 为了提高微反应器内部流场均匀性,抑制固相颗粒团聚,提出超声波耦合流场强化调控方法.基于计算流体力学与离散元耦合(CFD-DEM)方法,建立微反应器流体动力学模型,得到微反应器流道的多相流场分布与颗粒运动规律.对可实现k-ε湍流模型源项进行修正,得到微型反应器在超声波激振作用下的颗粒碰撞冲击效应与内部流场非线性分布特征.结合分形方法,对流道中的颗粒群混沌态分布进行定量分析.以T形汇流反应器为例,开展数值仿真研究.结果表明,超声波耦合流场强化可以提高反应器内的流场分布均匀性,对离散颗粒团聚进行有效的抑制. 展开更多

关键词 微型反应器 超声波激振 计算流体力学与离散元耦合(CFD-DEM) 颗粒团聚 分形方法

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冰动力学的拉格郎日离散元模式 被引量：7

10

作者 沈洪道 《海洋预报》 北大核心 1999年第3期71-84,共14页

本文描述一种应用于河冰和海冰动力学研究的平滑质点流体力学的离散元模式。该离散元方法是一种自由拉格郎日方法，和传统的欧拉网格数值方法相比，它具有较小的数值扩散并且能够更加灵活地处理复杂的冰过程等许多优点。本文首先给出海... 本文描述一种应用于河冰和海冰动力学研究的平滑质点流体力学的离散元模式。该离散元方法是一种自由拉格郎日方法，和传统的欧拉网格数值方法相比，它具有较小的数值扩散并且能够更加灵活地处理复杂的冰过程等许多优点。本文首先给出海冰动力学的离散元模式的基本方法，并与欧拉有限差分方法和半拉格郎日的质点一网格方法进行了对比，其次，本文还给出了离散元海冰模式在渤海的一个应用。 展开更多

关键词 冰动力学 离散元方法 海冰模式 海冰

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二维导流管喷动床离散颗粒动力学模拟 被引量：5

11

作者 赵永志 程易 金涌 《化学工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期24-28,共5页

采用离散单元法(DEM)-计算流体力学(CFD)双向耦合数值方法对二维导流管喷动床进行了模拟,颗粒的运动通过DEM模型描述,而气体的运动用Navier-Stokes方程进行求解,气体和固体颗粒之间的相互作用通过曳力形式传递。文中将DEM和边界元方法(B... 采用离散单元法(DEM)-计算流体力学(CFD)双向耦合数值方法对二维导流管喷动床进行了模拟,颗粒的运动通过DEM模型描述,而气体的运动用Navier-Stokes方程进行求解,气体和固体颗粒之间的相互作用通过曳力形式传递。文中将DEM和边界元方法(BEM)结合起来解决颗粒在具有复杂边界设备内的运动。通过采用BEM+DEM-CFD相结合的方法进行模拟计算,得到了喷动床的最小喷动速度,研究了不同表观气速下床内的流型,得到了二维导流管喷动床的床层压降与表观气速的关系,统计分析了喷射区、环隙区内颗粒的运动速度和相应的空隙率,全面地描述了二维导流管喷动床内的气固流动特征。 展开更多

关键词 离散单元法 计算流体力学 喷动床 边界元方法

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孔洞形状对层状岩石力学特性影响的FDEM数值模拟研究 被引量：3

12

作者 刘平 刘泉声 +4 位作者 夏明锬 罗勇 陈梓韬 黄兴 伯音 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期595-606,共12页

为揭示孔洞形状对层状岩石力学性质和破坏模式的影响,采用有限元-离散元耦合数值模拟方法(FDEM)开展系列数值模拟研究。首先,阐述FDEM模拟层状岩石的基本原理,然后,开展不同层理倾角完整试样的单轴压缩模拟,并与试验结果进行对比验证。... 为揭示孔洞形状对层状岩石力学性质和破坏模式的影响,采用有限元-离散元耦合数值模拟方法(FDEM)开展系列数值模拟研究。首先,阐述FDEM模拟层状岩石的基本原理,然后,开展不同层理倾角完整试样的单轴压缩模拟,并与试验结果进行对比验证。最后,对含有圆形、椭圆形、三角形、矩形和方形孔洞的层状岩石试样(β为0°、30°、45°、60°和90°)进行单轴压缩模拟研究。研究结果表明:对于不同孔洞形状的试样,抗压强度和试样破坏程度随层理倾角的增大呈V字型变化趋势,且均在层理倾角为0°时抗压强度取得最大值,在90°时破坏程度最为严重;孔洞的存在严重削弱了试样的力学性能,且削弱幅度与孔洞形状密切相关,其中方形和圆形孔洞对抗压强度的削弱能力最弱。将含不同形状孔洞试样的破坏模式随层理倾角的变化主要分为穿层理面拉剪混合破坏(β=0°)、沿层理面与穿层理面混合拉剪破坏(β=30°)、沿层理面剪切破坏(β=45°和60°)和沿层理面拉剪劈裂破坏(β=90°)。 展开更多

关键词 有限元-离散元耦合数值模拟方法 层状岩石 孔洞形状 单轴压缩模拟 力学性质

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离散元颗粒流软件(PFC)在道路工程中的应用 被引量：1

13

《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2944-2944,共1页

著者：黄晓明,E16K,81页,平装,定价：48元,出版单位：人民交通出版社,版次：第1版第2次,出版时间：2016年8月30号,标准书号：ISBN 978-7-114-11667-4。内容简介：本书系统地讲述了在道路工程材料性能分析中应用离散元颗粒流软件PFC2D/3... 著者：黄晓明,E16K,81页,平装,定价：48元,出版单位：人民交通出版社,版次：第1版第2次,出版时间：2016年8月30号,标准书号：ISBN 978-7-114-11667-4。内容简介：本书系统地讲述了在道路工程材料性能分析中应用离散元颗粒流软件PFC2D/3D的基本理论和方法。主要内容包括：离散元方法的基本原理、PFC2D/3D软件介绍、PFC的接触模型及其参数、集料的重构与沥青混合料离散元试件的生成、集料和沥青混凝土基本力学性能的离散元分析实例、沥青混凝土开裂问题的离散元分析实例、 展开更多

关键词 离散元方法 PFC 颗粒流 沥青混凝土 分析实例 基本力学性能 标准书号 高温变形 沥青混合料 集料

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考虑碎冰阻力和静水阻力的高效船型多目标优化方法 被引量：1

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作者 王世超 刘刚 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期97-107,共11页

[目的]针对碎冰环境对船舶性能的影响,以及基于经验公式的传统优化方法在碎冰阻力优化方面的局限性,基于CFD&DEM方法提出一种精确优化碎冰阻力和静水阻力的船型优化方法。[方法]首先,基于CFD和CFD&DEM方法计算静水阻力和碎冰阻... [目的]针对碎冰环境对船舶性能的影响,以及基于经验公式的传统优化方法在碎冰阻力优化方面的局限性,基于CFD&DEM方法提出一种精确优化碎冰阻力和静水阻力的船型优化方法。[方法]首先,基于CFD和CFD&DEM方法计算静水阻力和碎冰阻力,提出一种创新的混合多岛遗传算法(HMIGA),用于模拟真实环境下的碎冰场;然后,结合XGBoost模型建立高效代理模型,并执行NSGA-III算法进行优化求解;最后,以KCS标准模型为例进行验证。[结果]结果显示,优化后船型的碎冰阻力降低了10.58%,静水阻力降低了2.32%;优化船型所承受的峰值载荷更少,同时通过产生波浪推开浮冰,还可进一步降低冰阻力。[结论]所提方法综合考虑了流场和碎冰场的随机性对优化结果的影响,能更精确、有效地改善船舶的碎冰阻力与静水阻力。HMIGA算法和XGBoost模型的引入可提升方法的实际应用效果,从而为未来碎冰环境下船舶的优化设计提供指导。 展开更多

关键词 船舶设计 船型优化设计 多目标优化 计算流体力学 离散元方法 混合多岛遗传算法 集成学习

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碎冰区航行船舶破舱进水过程研究

15

作者 李红霞 陈晔 +1 位作者 陈灵棋 黄一 《船舶力学》 北大核心 2025年第5期681-692,共12页

世界上首个浮动核电站“罗蒙诺索夫院士”号的建成,为高纬度地区能源供应提供了一种切实可行的解决方案。高纬度地区海面可能出现浮冰,浮动核电站若与浮冰发生碰撞,可能导致破舱进水,威胁作业安全。本文基于欧拉多相流模型并结合离散元... 世界上首个浮动核电站“罗蒙诺索夫院士”号的建成,为高纬度地区能源供应提供了一种切实可行的解决方案。高纬度地区海面可能出现浮冰,浮动核电站若与浮冰发生碰撞,可能导致破舱进水,威胁作业安全。本文基于欧拉多相流模型并结合离散元理论,提出一种碎冰区船舶破舱进水数值仿真方法。采用该方法对破舱进水过程及碎冰区航行阻力进行数值模拟,对比数值模拟与模型试验结果,验证了该方法的准确性。以自主设计的某船型核电平台为例,考虑碎冰分布的随机性,采用上述方法模拟了浮式核电平台在碎冰区的破舱进水过程,分析了流入舱内的碎冰对进水过程的影响和作用在船体结构上的冲击载荷。研究结论可为冰区船舶破舱进水过程的研究提供参考。 展开更多

关键词 破舱进水 碎冰 离散元方法 计算流体动力学

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极地浮冰区船舶回转操纵性数值仿真研究

16

作者 闫宏生 陈梓昊 王锡军 《船舶力学》 北大核心 2025年第7期1034-1047,共14页

为探究极地船舶在极地浮冰区中的回转操纵特性,本文采用CFD–DEM相结合的方法,针对一艘中型极地船舶在浮冰区中的回转运动过程进行了数值仿真研究。模拟考虑了船舶在不同舵角以及不同密集度浮冰区中的回转过程,并对船舶回转运动的参数... 为探究极地船舶在极地浮冰区中的回转操纵特性,本文采用CFD–DEM相结合的方法,针对一艘中型极地船舶在浮冰区中的回转运动过程进行了数值仿真研究。模拟考虑了船舶在不同舵角以及不同密集度浮冰区中的回转过程,并对船舶回转运动的参数进行预报。结果表明,浮冰的存在会对船舶的回转运动产生显著阻碍,浮冰区回转战术直径的范围是敞水工况战术直径的1~1.5倍。船体受到的力和力矩具有较强的随机性,航速与艏摇角速度时历曲线瞬时起伏更明显。相同舵角下,船舶受到的冰纵向力随浮冰密集度增加而增加,流体纵向力变化不明显;平均总侧向力、总偏航力矩方向与回转操纵方向一致,平均冰偏航力矩则更多偏向于回转操纵的相反方向。 展开更多

关键词 极地船舶 离散元方法 计算流体力学 浮冰区 操纵性

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含顺倾弱层边坡三维稳定性计算方法研究 被引量：15

17

作者 王东 李广贺 +2 位作者 曹兰柱 徐晓惠 张立国 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期95-101,共7页

为了解决含顺倾弱层边坡弱层暴露长度的计算难题,综合考虑岩体赋存特征与滑体三维空间形态,构建含顺倾弱层边坡三维滑体的简化力学模型,分析滑体边界上的力学条件,基于极限平衡理论,推导获得确定弱层暴露长度的含顺倾弱层边坡三维稳定... 为了解决含顺倾弱层边坡弱层暴露长度的计算难题,综合考虑岩体赋存特征与滑体三维空间形态,构建含顺倾弱层边坡三维滑体的简化力学模型,分析滑体边界上的力学条件,基于极限平衡理论,推导获得确定弱层暴露长度的含顺倾弱层边坡三维稳定性计算方法。将该方法应用于白音华一号露天煤矿,并采用基于连续介质力学的离散元方法(CDEM)进行模拟验证。研究结果表明:白音华一号露天煤矿非工作帮边坡稳定系数Fs与弱层暴露长度L负相关,临界暴露长度约为500 m,允许暴露长度约为300 m;通过该方法确定的弱层暴露长度与模拟结果有显著的一致性。 展开更多

关键词 边坡稳定性 顺倾弱层 三维极限平衡法 暴露长度 基于连续介质力学的离散元方法(cdem)

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颗粒材料计算力学专辑序 被引量：1

18

作者 季顺迎 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期263-264,共2页

颗粒材料是由大量形态各异的固体颗粒相互作用组成的复杂体系,其在不同运动状态、约束条件、流体介质及工程结构的耦合作用下呈现出复杂的力学行为。作为解决颗粒材料力学问题的有力工具,离散元方法从20世纪70年代建立并逐步应用于不同... 颗粒材料是由大量形态各异的固体颗粒相互作用组成的复杂体系,其在不同运动状态、约束条件、流体介质及工程结构的耦合作用下呈现出复杂的力学行为。作为解决颗粒材料力学问题的有力工具,离散元方法从20世纪70年代建立并逐步应用于不同的工程领域,同时该方法伴随着相关学科和计算机技术的发展而不断完善。 展开更多

关键词 颗粒材料 计算力学 离散元方法 流体介质 相关学科 材料力学 复杂体系 有力工具

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颗粒材料计算力学专题序

19

作者 季顺迎 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2355-2356,共2页

颗粒材料广泛地存在于自然环境、工业生产和日常生活等诸多领域,其受加载速率、约束条件等因素的影响具有复杂的力学行为.颗粒材料常与流体介质、工程结构物耦合作用并共同组成复杂的颗粒系统,并呈现出非连续性、非均质性的复杂力学特性... 颗粒材料广泛地存在于自然环境、工业生产和日常生活等诸多领域,其受加载速率、约束条件等因素的影响具有复杂的力学行为.颗粒材料常与流体介质、工程结构物耦合作用并共同组成复杂的颗粒系统,并呈现出非连续性、非均质性的复杂力学特性.目前,离散元方法已成为解决不同工程领域颗粒材料问题的有力工具,然而其在真实颗粒形态的构造、接触算法、颗粒与流体及工程结构的耦合模型、多介质和多尺度问题,以及高性能大规模计算等方面仍面临着诸多亟待解决的问题. 展开更多

关键词 颗粒材料 离散元方法 计算力学 颗粒系统 接触算法 大规模计算 颗粒形态 多尺度问题

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高速颗粒流冲击下负泊松比力学超材料夹芯梁的动态响应及缓冲吸能机理 被引量：1

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作者 胡朝磊 孙海亮 +3 位作者 王志鹏 包兆鹏 崔天宁 秦庆华 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期20-34,共15页

建立了颗粒流子弹发射有限元模型,利用离散元和有限元的联合模拟方法,研究了高速颗粒流冲击负泊松比内凹蜂窝夹芯梁的动态响应及缓冲吸能机理。分析了加载冲量、冲击角、芯材强度以及颗粒流子弹与面板间的摩擦力等因素对夹芯梁动态响应... 建立了颗粒流子弹发射有限元模型,利用离散元和有限元的联合模拟方法,研究了高速颗粒流冲击负泊松比内凹蜂窝夹芯梁的动态响应及缓冲吸能机理。分析了加载冲量、冲击角、芯材强度以及颗粒流子弹与面板间的摩擦力等因素对夹芯梁动态响应的影响。研究结果表明:夹芯梁在正向颗粒流子弹冲击载荷作用下表现为局部凹陷和整体弯曲的耦合变形模式,面内设计芯材因胞壁弯曲呈现局部内凹的变形模式,面外设计芯材因胞壁屈曲呈现局部褶皱的变形模式。在等面密度的条件下,采用面外设计的硬芯夹芯梁面板的跨中最大挠度比采用面内设计的软芯夹芯梁小,但初始冲击力峰值和冲击力整体水平较高,冲击力响应时间较短。夹芯梁前后面板的跨中最大挠度与冲击载荷近似呈对数线性递增关系。与正向冲击相比,斜冲击下夹芯梁的变形模式具有非对称性,局部凹陷程度减小;在颗粒流子弹不同冲击角度作用下,夹芯梁前后面板的跨中最大挠度、初始冲击力峰值以及传递到夹芯梁的动能和动量占比随冲击角度的增大而减小,而颗粒流子弹与夹芯梁面板间的摩擦因数对夹芯梁的动态响应无显著影响。 展开更多

关键词 夹芯结构 力学超材料 负泊松比 高速颗粒流 离散元-有限元耦合方法 动态响应 缓冲吸能

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