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运用离散法实现数控加工仿真 被引量:6
1
作者 李光耀 王东云 李启炎 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第9期1112-1115,共4页
数控加工仿真的基础是三维实体的表示方法和图形学处理算法 .讨论了一种新的适合三轴数控仿真加工的三维实体表示方法 ,即三角面离散法 .针对三角面离散法 ,编写了直线走刀及弧线走刀的基本算法 .同时提出了一种新的图形学算法 ,即视向... 数控加工仿真的基础是三维实体的表示方法和图形学处理算法 .讨论了一种新的适合三轴数控仿真加工的三维实体表示方法 ,即三角面离散法 .针对三角面离散法 ,编写了直线走刀及弧线走刀的基本算法 .同时提出了一种新的图形学算法 ,即视向离散法 .达到了预期的效果 . 展开更多
关键词 数控加工 计算机仿真 三维实体 三角面离散法 图形学处理算 视向离散法
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并联机器人工作空间的区间离散法 被引量:5
2
作者 叶鹏达 尤晶晶 +2 位作者 仇鑫 徐帅 茹煜 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1847-1856,共10页
鉴于运用传统的点离散法计算并联机器人的工作空间时存在计算精度低、有漏判点等不足,以3-RPR平面并联机器人为研究对象,基于区间数学理论提出一种高精度、无漏判点的区间离散法。推导了机器人运动学反解的解析表达式,运用区间离散法计... 鉴于运用传统的点离散法计算并联机器人的工作空间时存在计算精度低、有漏判点等不足,以3-RPR平面并联机器人为研究对象,基于区间数学理论提出一种高精度、无漏判点的区间离散法。推导了机器人运动学反解的解析表达式,运用区间离散法计算其位置/姿态工作空间,从效率、精度和误差灵敏度这三个方面对比了区间离散法和点离散法。结果显示:随着计算精度的提高,区间离散法的效率优势越来越明显;区间离散法和点离散法的计算误差分别为0.002%和0.272%;区间离散法和点离散法对机器人结构尺寸误差的敏感度分别为0.394和0.396。这表明区间离散法的数值性态明显优于点离散法。该研究方法及结论为并联机器人的拓扑优化、轨迹规划等工作提供了理论指导。 展开更多
关键词 并联机器人 工作空间 区间离散法 离散法 数值性态
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悬索非线性动力学中的直接法与离散法 被引量:13
3
作者 赵跃宇 王连华 +1 位作者 刘伟长 周海兵 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期329-338,共10页
以悬索为例对结构非线性动力学中直接法与离散法的应用进行了研究.针对悬索面内运动的第n阶模态的主共振,分别利用这两种方法对悬索的非线性响应进行求解,得到悬索非线性响应的二次近似解以及相应的幅频响应曲线,并比较和讨论了这两种... 以悬索为例对结构非线性动力学中直接法与离散法的应用进行了研究.针对悬索面内运动的第n阶模态的主共振,分别利用这两种方法对悬索的非线性响应进行求解,得到悬索非线性响应的二次近似解以及相应的幅频响应曲线,并比较和讨论了这两种方法得到的结果及其差异.通过分析得知:离散法在用于非对称结构非线性动力学的求解时可能导致错误的结果. 展开更多
关键词 非线性动力学 离散法 直接 悬索 非线性响应 非对称结构 响应曲线 主共振 近似解 求解 模态
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用解析离散法构造 WENO-FCT 格式 被引量:12
4
作者 沈孟育 李海东 刘秋生 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第1期56-63,共8页
本文利用解析离散法的导数计算公式构造高精度WENO格式,并引入FCT通量修正技术以消除非物理解振荡。通过激波-边界层干扰,激波-旋涡相干结构的数值模拟证明方法既能够有效地捕捉激波间断,又对边界层分离及旋涡结构有很好的... 本文利用解析离散法的导数计算公式构造高精度WENO格式,并引入FCT通量修正技术以消除非物理解振荡。通过激波-边界层干扰,激波-旋涡相干结构的数值模拟证明方法既能够有效地捕捉激波间断,又对边界层分离及旋涡结构有很好的分辨率,是一类有效的高精度计算格式。 展开更多
关键词 解析离散法 WENO格式 FCT方 计算流体力学
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悬索在外激励作用下的1∶3内共振分析Ⅰ∶离散法 被引量:4
5
作者 王连华 赵跃宇 +1 位作者 金怡新 胡建华 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期654-658,682,共6页
研究了悬索在受到外激励作用和考虑1∶3内共振情况下的两模态非线性响应。对于一定范围内的悬索弹性-几何参数而言,悬索第三阶面内对称模态的固有频率接近于第一阶面内对称模态的固有频率的3倍,从而导致1∶3内共振的存在。首先利用Galer... 研究了悬索在受到外激励作用和考虑1∶3内共振情况下的两模态非线性响应。对于一定范围内的悬索弹性-几何参数而言,悬索第三阶面内对称模态的固有频率接近于第一阶面内对称模态的固有频率的3倍,从而导致1∶3内共振的存在。首先利用Galerkin方法把悬索的面内运动方程进行离散,然后利用多尺度法对离散的运动方程进行摄动,可得到两组不同主共振情况下的平均方程。 展开更多
关键词 离散法 悬索 1∶3内共振 多尺度
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用轮廓离散法研究粗糙表面间的接触导热 被引量:5
6
作者 赵兰萍 徐烈 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2000年第6期52-57,共6页
通过STAR-1型表面轮廓仪对粗糙表面实际形貌的测定,分析得到了实际表面微凸体的高度分布和曲率分布,发现微凸体的高度分布并非高斯,而曲率分布则呈随机状态。运用轮廓离散的方法和显微硬度的概念,得到了各高度下微凸体的数量... 通过STAR-1型表面轮廓仪对粗糙表面实际形貌的测定,分析得到了实际表面微凸体的高度分布和曲率分布,发现微凸体的高度分布并非高斯,而曲率分布则呈随机状态。运用轮廓离散的方法和显微硬度的概念,得到了各高度下微凸体的数量和实际形变,建立了粗糙表面接触热导的离散化模型。该模型消除了常规模型中有关微凸体高度分布和形变类型的人为假设。模型与实验数据的吻合程度良好,其预测精度比G-W模型和Y模型高。 展开更多
关键词 粗糙表面 微凸体 接触导热 轮廓离散法
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三角片离散法实现数控铣床加工仿真 被引量:24
7
作者 罗堃 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第11期1024-1028,共5页
三角片离散法是根据三轴数控铣床加工中的特点提出的加工仿真方法 .文中结合笔者在微机上制作仿真软件的经验 ,使用三角片离散法实现数控铣床加工仿真 ;并详细地介绍了三角片离散法的原理、简化模型、计算方法以及提高效率的途径 .该方... 三角片离散法是根据三轴数控铣床加工中的特点提出的加工仿真方法 .文中结合笔者在微机上制作仿真软件的经验 ,使用三角片离散法实现数控铣床加工仿真 ;并详细地介绍了三角片离散法的原理、简化模型、计算方法以及提高效率的途径 .该方法简单易行 ,而且有很好的真实感效果 . 展开更多
关键词 数控铣床 加工 仿真 三角片离散法
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基于矩阵离散法的地铁列车节能优化操纵方法及实现 被引量:9
8
作者 贺德强 周继续 +2 位作者 李宇轩 陈二恒 向伟彬 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期9-14,共6页
综合考虑由坡道、弯道组成的复杂线路,通过研究列车特定运行规律,对线路隔断分离分析,进而采用拉格朗日乘数法建立限定时间、速度、加速度等约束条件下的最小能耗模型,提出将地铁列车各阶段参数进行离散化分解并编码,继而对不同控制序... 综合考虑由坡道、弯道组成的复杂线路,通过研究列车特定运行规律,对线路隔断分离分析,进而采用拉格朗日乘数法建立限定时间、速度、加速度等约束条件下的最小能耗模型,提出将地铁列车各阶段参数进行离散化分解并编码,继而对不同控制序列建立离散化矩阵模型,以寻找最佳节能操纵策略的矩阵离散方法。引入基于粒子群寻优算法的组合计算以提高算法精确度和增强全局寻优能力,以此为基础设计基于矩阵离散法的地铁列车优化操作智能系统,为列车安全、节能行驶提供理论和实践参考。案例证明该方法有效且计算精确。 展开更多
关键词 矩阵离散法 能耗模型 节能操作 拉格朗日乘数
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桁架网架结构分析的一种非经典综合离散法 被引量:1
9
作者 刘永仁 周汉斌 《计算结构力学及其应用》 CAS CSCD 1995年第3期281-284,共4页
本文提出一种基于非经典变形理论的综合离散法,并用于网架结构的力学分析.文末给出了平面桁架稳定分析和平板网架静力分析的数值算例.表明了本文所提出的新方法的有效性和简捷性.
关键词 桁架 综合离散法 网架 结构力学
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分条离散法求解冷轧带材张力分布的改进 被引量:1
10
作者 刘玉礼 连家创 段振勇 《东北重型机械学院学报》 1990年第4期33-38,共6页
本文采用分条离散法分析冷轧带材的三维变形,求解出前后张力分布。通过考虑入口非接触变形,使变形区入口处不产生速度间断。同时,采用了更为合理的横向位移函数,使横向位移与压下规律相一致,从而进一步完善了求解三维轧制问题的分条离... 本文采用分条离散法分析冷轧带材的三维变形,求解出前后张力分布。通过考虑入口非接触变形,使变形区入口处不产生速度间断。同时,采用了更为合理的横向位移函数,使横向位移与压下规律相一致,从而进一步完善了求解三维轧制问题的分条离散法。 展开更多
关键词 分条离散法 冷轧带材 张力分布
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高层筒体结构分析的样条子结构—综合离散法 被引量:1
11
作者 李宁 严士超 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1992年第3期17-25,共9页
吸取样条函数子结构法和综合离散法的优点,形成了高层筒体结构动力特性分析的新方法:样条子结构—综合离散法。推导了正交各向异性的4结点平面应力单元,还对独立柱子结构提出了处理方法。对于结点位移模式,沿子结构的纵向采用3次B样条函... 吸取样条函数子结构法和综合离散法的优点,形成了高层筒体结构动力特性分析的新方法:样条子结构—综合离散法。推导了正交各向异性的4结点平面应力单元,还对独立柱子结构提出了处理方法。对于结点位移模式,沿子结构的纵向采用3次B样条函数,沿周向采用3次不等距样条函数。根据动势能驻值原理,建立以广义位移为未知量的筒体结构平扭耦连自由振动方程。计算中结构自由度数目与水平位移函数的项数在关,而与结构的层数无关。本文方法概念明晰,精确度高,计算工作量少。算例结果表明,本文结果与实验结果吻合良好。 展开更多
关键词 筒体结构 样条子结构 综合离散法
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基于三阶牛顿–埃尔米特插值全离散法的铣削稳定性预测 被引量:3
12
作者 黄超 杨文安 +2 位作者 黄久超 解菲菲 杨有成 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第8期92-101,共10页
铣削加工过程中的颤振通常会导致加工零件表面质量差、刀具磨损加剧,甚至会降低数控机床寿命。针对基于再生颤振理论构建的铣削动力学模型,提出了一种三阶牛顿–埃尔米特插值全离散法来预测铣削稳定性。考虑再生颤振的动态铣削过程可以... 铣削加工过程中的颤振通常会导致加工零件表面质量差、刀具磨损加剧,甚至会降低数控机床寿命。针对基于再生颤振理论构建的铣削动力学模型,提出了一种三阶牛顿–埃尔米特插值全离散法来预测铣削稳定性。考虑再生颤振的动态铣削过程可以表示为时滞微分方程组,运用三阶牛顿插值多项式和三阶埃尔米特插值多项式分别对积分项中的状态项和时滞项进行拟合,从而推导出转移矩阵。利用Floquet理论判断系统的稳定性,进而获得铣削稳定性叶瓣图。大量仿真结果表明,所提出方法的收敛速度要快于一阶全离散法(1stFDM)和改进三阶全离散法(3rdUFDM)。在离散数相同情况下,文中方法的局部离散误差最小。此外,在单自由度动力学模型下,文中方法的计算效率不仅高于1stFDM和3rdUFDM,而且预测精度远好于1stFDM,稍好于3rdUFDM。通过切削试验数据表明,所提出的方法可高效准确地预测铣削稳定性。 展开更多
关键词 三阶牛顿插值 三阶埃尔米特插值 离散法 稳定性分析 叶瓣图
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基于精细积分全离散法的变齿距铣削稳定性研究 被引量:1
13
作者 黄超 杨文安 +3 位作者 蔡旭林 郑方志 穆英娟 郭国强 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第7期110-115,共6页
变齿距铣刀铣削作为一种有效的颤振抑制方法,受到了国内外学术界和工业界的广泛关注。针对变齿距引发的系统多时滞问题,提出了一种适用于变齿距铣削稳定性高效预测的精细积分全离散法。基于再生颤振原理,构建了考虑螺旋角的变齿距铣削... 变齿距铣刀铣削作为一种有效的颤振抑制方法,受到了国内外学术界和工业界的广泛关注。针对变齿距引发的系统多时滞问题,提出了一种适用于变齿距铣削稳定性高效预测的精细积分全离散法。基于再生颤振原理,构建了考虑螺旋角的变齿距铣削动力学时滞微分方程。对时滞微分方程中的状态项与时滞项进行线性插值,构建状态传递矩阵,然后基于Floquet理论,获得系统的稳定性叶瓣图。在稳定性预测过程中,运用精细积分算法,避免了求解矩阵指数时的求逆运算,有效提升了计算效率。改进半离散法的对比及时域仿真试验表明,该方法具有更高的预测精度和计算效率。 展开更多
关键词 变齿距 精细积分 稳定性预测 离散法 再生颤振
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基于离散单元法的双振型下钻井液振动筛不同颗粒筛分效率对比研究 被引量:1
14
作者 刘洪斌 李传杰 +2 位作者 朱天际 罗伟 孙浩宾 《应用力学学报》 北大核心 2025年第3期687-693,共7页
直线型振动筛和平动椭圆振动筛作为钻井液振动筛的2种发展形式,研究2种振型振动筛在不同工作参数下的筛分效率,对实际生产、选型具有价值和意义。基于离散单元法,采用EDEM计算分析软件,对直线振型和平动椭圆振型下钻井液振动筛筛分效率... 直线型振动筛和平动椭圆振动筛作为钻井液振动筛的2种发展形式,研究2种振型振动筛在不同工作参数下的筛分效率,对实际生产、选型具有价值和意义。基于离散单元法,采用EDEM计算分析软件,对直线振型和平动椭圆振型下钻井液振动筛筛分效率进行仿真计算;研究多种颗粒在2种振型下的运动参数、黏结作用、抛物运动次数,计算透筛及出口脱筛率。研究发现:在相同振动参数下,直线振型在处理不透筛颗粒方面脱筛效果优于椭圆振型,而平动椭圆振型在避免产生颗粒团形成方面优于直线振型;颗粒黏结作用越大,颗粒在筛网上所作抛物运动次数越多,颗粒团的形成降低颗粒运移速度,导致在单位时间内筛网对不透筛颗粒处理效率降低,在实际操作中,应当尽量避免颗粒团的形成;在振动频率25~30 Hz内,黏结作用对颗粒速度的影响迅速增加,降低出口脱筛率。 展开更多
关键词 钻井液振动筛 双振型 离散单元 EDEM 筛分效率
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基于离散里兹法的任意形状Mindlin板弯曲分析
15
作者 景钊 王思齐 刘彦杰 《计算力学学报》 北大核心 2025年第4期597-606,共10页
里兹法需构造满足边界条件的全域试函数并在板域上对应变能积分,求解定义在复杂几何域上的变分问题极为困难.为此,本文提出了一种离散能量的新型无网格数值方法,即离散里兹法(DRM).该方法将任意几何构型板置入一个可覆盖它的最小标准矩... 里兹法需构造满足边界条件的全域试函数并在板域上对应变能积分,求解定义在复杂几何域上的变分问题极为困难.为此,本文提出了一种离散能量的新型无网格数值方法,即离散里兹法(DRM).该方法将任意几何构型板置入一个可覆盖它的最小标准矩形域,通过在标准矩形域内板的真实几何边界内外开孔模拟其几何构型;之后,基于勒让德多项式构造满足位移边界条件的全域试函数;再建立标准矩形域上的能量泛函并用高斯积分点对板域进行离散,其中任意几何构型板的能量分布可通过标准矩形域开孔内高斯积分点处刚度置零模拟,即通过扩展区间积分、全域高斯积分点离散、全域变刚度表征与全域试函数模拟任意几何构型板的应变能;最后,基于最小势能原理求泛函驻值获得任意几何构型板弯曲问题的数值解.离散里兹法解决了里兹法在复杂几何域上无法求解的问题,且求解公式与计算程序完全标准.基于离散里兹法对复杂几何构型Mindlin板进行弯曲分析,并与已有文献和有限元法(FEM)结果进行对比,验证了该方法的准确性、稳定性和通用性. 展开更多
关键词 离散里兹 弯曲 数值方 任意形状板 变刚度
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离散求和法在多分区洪水地区组成中的应用研究
16
作者 曾强 马顺刚 +3 位作者 张军良 余春涛 李玉琼 樊明兰 《水文》 北大核心 2025年第3期25-31,39,共8页
洪水地区组成分析是受梯级水库群调度影响的下游断面设计洪水计算的基础。离散求和法是我国《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44-2006)推荐的洪水地区组成计算方法之一。在使用该方法之前需要对各分区变量进行独立性检验和转换,但规... 洪水地区组成分析是受梯级水库群调度影响的下游断面设计洪水计算的基础。离散求和法是我国《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44-2006)推荐的洪水地区组成计算方法之一。在使用该方法之前需要对各分区变量进行独立性检验和转换,但规范未明确给出三个及以上分区情况下的独立性转换方法,在分析多分区洪水地区组成时只能逐级进行离散求和。基于协方差矩阵LDLT分解的多变量独立变换方法,提出了基于LDLT分解的独立变换离散求和法,可直接对多个组合变量进行独立变换后离散求和。以雅砻江流域梯级水库下游断面设计洪水计算为例,分析比较逐级组合的离散求和法、基于Copula函数改进的离散求和法和基于LDLT分解的独立变换离散求和法所得的设计洪水成果。结果表明,三种方法计算的受上游水库调蓄影响的下游断面设计洪量削减率基本接近,基于LDLT分解的独立变换离散求和法可为多分区情况下梯级水库下游断面设计洪水计算提供比选方案。 展开更多
关键词 洪水地区组成 离散求和 梯级水库 设计洪水 独立变换
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基于离散元法的SLM刮刀倾角对粉末铺展行为的影响研究 被引量:3
17
作者 李雯 刘其鹏 +3 位作者 高月华 楚锡华 张昭 王振军 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期774-784,共11页
刮刀倾角对选区激光熔化过程粉末铺展行为有重要影响.基于离散元法建立铺粉数值模型,对不同刮刀倾角的铺粉过程及粉层质量进行模拟研究.针对不同的刮刀倾角,提出一个量化指标对粉层铺展的致密度和均匀性进行综合评估,获得刮刀倾角对粉... 刮刀倾角对选区激光熔化过程粉末铺展行为有重要影响.基于离散元法建立铺粉数值模型,对不同刮刀倾角的铺粉过程及粉层质量进行模拟研究.针对不同的刮刀倾角,提出一个量化指标对粉层铺展的致密度和均匀性进行综合评估,获得刮刀倾角对粉层质量的影响规律.根据颗粒分布及运动特征将粉堆颗粒体系划分为底层区、斜坡区、刮刀影响区和内部区4个区域.针对各区域进行铺粉过程动力学机理的深入研究,包括颗粒运动轨迹和速度场、刮刀前方剪切带、颗粒间力链分布及演化等.研究发现:刮刀倾角小于0时,颗粒体系难以形成完整的环流运动,剪切带较小,流向沉积层的颗粒较少,颗粒间强力链较少,刮刀间隙前方易形成力拱导致颗粒堵塞,进而形成空斑使得沉积层的致密度和均匀性较低.刮刀倾角大于0时,颗粒体系的环流运动较充分,剪切带较大,流向沉积层的颗粒增多,随倾角增大强力链增多,刮刀压实作用增强,有利于沉积层致密度和均匀性的提高.本研究为优化工艺参数、提高粉层沉积质量提供了理论基础. 展开更多
关键词 选区激光熔化 离散单元 铺粉过程 刮刀倾角 流动机理
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基于离散单元法的渗流侵蚀作用下桩基位移与承载特性研究 被引量:2
18
作者 张冬梅 张学亮 杜伟伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1181-1189,1200,共10页
随着城市地下空间桩基与隧道立体交叉分布体系的日渐复杂,隧道渗流侵蚀引发的桩基稳定性问题越发突出。然而,目前关于隧道破损引发渗流侵蚀方面的研究工作主要聚焦于侵蚀发生机制方面,其与邻近桩基的相互作用尚欠关注。因此,在物理试验... 随着城市地下空间桩基与隧道立体交叉分布体系的日渐复杂,隧道渗流侵蚀引发的桩基稳定性问题越发突出。然而,目前关于隧道破损引发渗流侵蚀方面的研究工作主要聚焦于侵蚀发生机制方面,其与邻近桩基的相互作用尚欠关注。因此,在物理试验揭示渗流侵蚀机制的基础上,通过建立土体临界细粒含量表达式,量化表征了地层侵蚀形态;随后,采用随机定量删除细颗粒的方法,基于离散单元法DEM建立了多区域侵蚀地层模型,进而分析了不同桩基位置、沉桩方式、桩基荷载和基础类型条件下桩基结构的侵蚀响应特征。结果表明,桩基受侵蚀后均产生不同程度的下沉位移,并在不平衡力的驱动下向侵蚀区倾斜;桩端阻力受损后随桩体下沉逐渐上升,侧摩阻力损失则基本无法恢复。此外,不同沉桩方式与桩基荷载下,桩体的位移与阻力变化模式基本一致,主要是变化量的不同;相比单桩,群桩具有更好的抗侵蚀能力。 展开更多
关键词 模型试验 离散单元 侵蚀地层模型 影响因素 桩基响应
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三维可变形圆化多面体离散单元法
19
作者 毛佳 余健坤 +1 位作者 邵琳玉 赵兰浩 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期908-916,共9页
为真实模拟岩体的变形特性与运动形态,将圆化多面体离散元法与有限单元法结合,提出一种三维可变形圆化多面体离散单元法。该方法既能真实表征块体的不规则特征,又降低了接触判断的难度,同时能准确反映块体的变形特性。在求解切向接触力... 为真实模拟岩体的变形特性与运动形态,将圆化多面体离散元法与有限单元法结合,提出一种三维可变形圆化多面体离散单元法。该方法既能真实表征块体的不规则特征,又降低了接触判断的难度,同时能准确反映块体的变形特性。在求解切向接触力时,将接触判断对象从接触对简化为单元整体,显著提高了计算效率。为分析块体变形特性,在块体离散单元内部划分有限元网格,将最外层有限元网格作为最小接触单元。采用直接平均法,将接触力转化为等效节点力,并采用非线性有限单元法实现对单元变形特性的精确模拟,克服了圆化多面体无法反映单元变形的缺陷。通过5个算例论证了新方法在捕捉单元变形、运动形态以及其力学特征等方面的准确性和高效性。 展开更多
关键词 圆化多面体离散单元 有限元 可变形单元 等效节点力
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基于DEM-PPM方法的非球形颗粒流动特性
20
作者 陈巨辉 张谦 +6 位作者 李丹 李魏康 陈轲 周欢 ZHURAVKOV Michael LAPATSIN Siarhel 姜文锐 《化工进展》 北大核心 2025年第6期3382-3392,共11页
将颗粒形状简化为球形进行模拟会导致模拟与实际情况相差较大,多面体法(polyhedral particle method,PPM)能够提供更准确的几何表示和碰撞检测,基于离散单元法(discrete element method,DEM)耦合PPM法对非球形颗粒建模,结合非球形Ganse... 将颗粒形状简化为球形进行模拟会导致模拟与实际情况相差较大,多面体法(polyhedral particle method,PPM)能够提供更准确的几何表示和碰撞检测,基于离散单元法(discrete element method,DEM)耦合PPM法对非球形颗粒建模,结合非球形Ganser曳力系数耦合Di Felice曳力模型,采用适用于非球形颗粒的Di Felice-Ganser曳力模型。本文基于DEM-PPM方法模拟非球形颗粒在鼓泡流化床内的流动并分析其运动特性。对比非球形颗粒与球形颗粒在流化床中的运动过程,得到非球形颗粒和球形颗粒的颗粒数量、颗粒速度及颗粒旋转速度的分布,并计算各时刻的Lacey混合指数。结果表明,圆柱颗粒床层高度大于球形颗粒的床层高度,且圆柱颗粒的旋转速度远高于球形颗粒旋转速度。在球形颗粒的运动过程中,颗粒分布较为均匀,而在圆柱颗粒的运动过程中,颗粒更易于聚集。随着流化床高度的增加,圆柱颗粒的速度和旋转速度逐渐增大。圆柱颗粒在两侧分布较多,且两侧颗粒具有较大的速度与旋转速度。流化床中各层圆柱颗粒数量到达一定数量造成颗粒堆积后,随着颗粒数量的增加,颗粒速度和颗粒旋转速度减小,颗粒所受曳力增大。气泡的产生和破碎会促进圆柱颗粒混合,圆柱颗粒在流化床内混合效果较好。 展开更多
关键词 多面体 非球形颗粒 离散单元 鼓泡流化床 数值模拟
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