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基于离散元法的路基填料软岩颗粒破碎特性及关键因素分析
1
作者 陆瑞 罗强 +2 位作者 王腾飞 蒋良潍 张良 《铁道学报》 北大核心 2025年第4期155-164,共10页
软岩颗粒破碎特性对路基填料路用性能具有重要影响。通过构建考虑岩质矿物组分的等效晶质模型(GBM),开展模拟软岩颗粒点荷载强度和压碎值试验的离散元仿真,分析元素单元间黏结强度细观参数与点荷载强度I_(s)、压碎值CA的映射关系;采用... 软岩颗粒破碎特性对路基填料路用性能具有重要影响。通过构建考虑岩质矿物组分的等效晶质模型(GBM),开展模拟软岩颗粒点荷载强度和压碎值试验的离散元仿真,分析元素单元间黏结强度细观参数与点荷载强度I_(s)、压碎值CA的映射关系;采用正交设计方法,讨论土体结构、颗粒强度、填料密度3因素影响软岩填料CA的主次关系。研究表明:GBM能较好描述非均质软岩颗粒沿非最小截面破坏的特征;I_(s)主要受矿物间元素黏结折减系数α_(1)影响,CA决定于晶格内元素黏结折减系数α_(2);土体结构为影响路基填料软岩颗粒破碎的主导因素,颗粒强度、堆积密度次之。路基软岩填料宜采用骨架密实型土体结构及较高的压实指标,以增强抗破碎能力。 展开更多
关键词 软岩颗粒破碎 等效晶质模型 点荷载强度 压碎值 离散元法
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稠油出砂冷采颗粒离散元数学模型 被引量：8
2
作者 王伯军 张霞 +3 位作者 马德胜 范建平 王凤刚 梁金中 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期469-473,共5页
疏松砂岩油藏渗流出砂问题的实质是砂岩地层微粒的剥蚀与运移,鉴于传统物理模拟方法的复杂性以及现有数值模拟方法在描述非连续介质方面的不足,建立了考虑流固耦合的颗粒离散元稠油出砂冷采数学模型,优选了Mohr-Coulomb屈服准则作为颗... 疏松砂岩油藏渗流出砂问题的实质是砂岩地层微粒的剥蚀与运移,鉴于传统物理模拟方法的复杂性以及现有数值模拟方法在描述非连续介质方面的不足,建立了考虑流固耦合的颗粒离散元稠油出砂冷采数学模型,优选了Mohr-Coulomb屈服准则作为颗粒从母岩剥离的破坏准则,从微观角度定量描述出砂机理。数学模型模拟产砂速率、产油速率及井底压力结果与一维物理模型实验实测值均吻合较好,验证了模型的正确性和可靠性,在此基础上,定量描述了稠油出砂冷采的临界条件及蚓洞扩展规律。把所建立数学模型拓展到现场,计算结果表明,颗粒离散元数学模型能够正确描述稠油出砂冷采出砂规律,为研究稠油出砂冷采提供了一种新手段。 展开更多
关键词 颗粒流 离散元法 出砂冷采 蚯蚓洞 数学模型
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基于颗粒流离散元模型的弹丸侵彻细观混凝土数值模拟方法研究 被引量：10
3
作者 刘志林 孙巍巍 王晓鸣 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期162-169,176,共9页
利用颗粒离散单元法,研究弹丸侵彻细观混凝土模型中弹丸受到介质的阻应力与侵彻速度的关系。采用蒙特卡罗法随机生成并投放混凝土骨料且骨料的粒径分布满足级配曲线。通过对混凝土颗粒离散元细观力学模型进行单轴压缩实验、巴西劈裂实... 利用颗粒离散单元法,研究弹丸侵彻细观混凝土模型中弹丸受到介质的阻应力与侵彻速度的关系。采用蒙特卡罗法随机生成并投放混凝土骨料且骨料的粒径分布满足级配曲线。通过对混凝土颗粒离散元细观力学模型进行单轴压缩实验、巴西劈裂实验和双轴压缩实验的参数反演,确定细观模型参数,能使细观混凝土模型具有和一般混凝土等效的力学性能。分析了骨料、过渡层和砂浆三相材料各细观参数对混凝土单轴压缩应力应变关系影响以及锥形弹和平头弹弹丸直径对侵彻阻应力的影响。将颗粒离散元细观力学模型方法计算的弹丸阻应力与空腔膨胀理论计算模型相比较,表明计算离散元方法具有良好的精度和实用性。 展开更多
关键词 离散元 颗粒流 细观模型 混凝土 侵彻
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颗粒阻尼线性离散元模型参数的选取方法 被引量：4
4
作者 张超 陈天宁 +1 位作者 王小鹏 陈卫华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期96-101,共6页
为了研究不同形式颗粒阻尼的减振特性及其在旋转条件下的阻尼效果,建立颗粒阻尼的线性离散元模型,提出了一种颗粒接触线性模型的参数选取方法。根据Hertz接触非线性模型,假设颗粒相对运动在达到屈服极限时,Hertz接触模型接触力所做的功... 为了研究不同形式颗粒阻尼的减振特性及其在旋转条件下的阻尼效果,建立颗粒阻尼的线性离散元模型,提出了一种颗粒接触线性模型的参数选取方法。根据Hertz接触非线性模型,假设颗粒相对运动在达到屈服极限时,Hertz接触模型接触力所做的功和线性模型接触力所做的功相等,对颗粒接触的力和位移的关系进行了线性化处理;利用离散元法对重力场下不同材料的非阻塞性颗粒阻尼(NOPD)、柔性约束颗粒阻尼和旋转条件下的NOPD进行建模;根据颗粒材料的屈服强度、泊松比、弹性模量等物理属性确定了仿真计算的相关接触参数。与实验确定颗粒接触参数的方法相比,所提方法适用范围更广。数值计算结果与实验结果在趋势和数值上吻合得较好,为颗粒阻尼的进一步研究奠定了基础。 展开更多
关键词 颗粒阻尼 离散元 参数选取 线性模型
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离散颗粒多尺度分级模型与破碎模拟 被引量：10
5
作者 楚锡华 李锡夔 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期319-326,共8页
在所建议传统离散颗粒模型基础上引入了多尺度分级模型,定义了不同尺度的基本颗粒和颗粒簇模拟颗粒破碎现象.在统计断裂力学W e ibu ll分布公式基础上利用名义应力给出了多尺度分级模型意义下颗粒破碎概率;结合颗粒簇的解簇模型建议了... 在所建议传统离散颗粒模型基础上引入了多尺度分级模型,定义了不同尺度的基本颗粒和颗粒簇模拟颗粒破碎现象.在统计断裂力学W e ibu ll分布公式基础上利用名义应力给出了多尺度分级模型意义下颗粒破碎概率;结合颗粒簇的解簇模型建议了一个可模拟颗粒破碎的多尺度分级离散颗粒模型.数值例题初步显示了所建议模型模拟颗粒破碎现象的有效性.并利用所提出的名义有效应变和名义体积应变显示了颗粒破碎过程对颗粒材料结构物变形的影响. 展开更多
关键词 离散颗粒模型 破碎 解簇 诱导应力 破碎概率 颗粒材料
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宽筛分流化床气固两相流动结构离散颗粒模型 被引量：5
6
作者 周浩生 陆继东 钱诗智 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 1999年第3期270-275,共6页
建立了适合描述宽筛分流化床气 固两相流动结构的离散颗粒模型。颗粒的运动满足牛顿第二定律 ,流体相的运动规律由局部平均的纳维 斯托克斯方程求解 ,两相间的耦合由牛顿第三定律决定。对宽筛分流化床中气泡的形成、颗粒的流化过程进... 建立了适合描述宽筛分流化床气 固两相流动结构的离散颗粒模型。颗粒的运动满足牛顿第二定律 ,流体相的运动规律由局部平均的纳维 斯托克斯方程求解 ,两相间的耦合由牛顿第三定律决定。对宽筛分流化床中气泡的形成、颗粒的流化过程进行了数值模拟 ,结果与实验现象相符合 ;模拟结果还发现单颗粒的运动速度表现出不可预测特性 ,颗粒的总体速度不完全满足正态分布。 展开更多
关键词 流化床 气固两相流动 离散颗粒模型 颗粒分布
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模拟风沙运动的离散颗粒动力学模型 被引量：18
7
作者 孙其诚 王光谦 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2001年第4期12-18,共7页
根据风沙运动的特点 ,建立了基于单沙粒动力学的离散颗粒动力学模型。依据该模型 ,模拟了 90 0 0个沙粒在风力作用下由静止不动到充分发展的稳定态的全过程 ,细致研究了沙床处于稳定态时床面形态、跃移轨迹以及跃移质 蠕移质间交换规律 ... 根据风沙运动的特点 ,建立了基于单沙粒动力学的离散颗粒动力学模型。依据该模型 ,模拟了 90 0 0个沙粒在风力作用下由静止不动到充分发展的稳定态的全过程 ,细致研究了沙床处于稳定态时床面形态、跃移轨迹以及跃移质 蠕移质间交换规律 ,所得结果有助于理解风沙运动的内部机理 ,这是目前常用的模型所做不到的。研究表明 :离散颗粒动力学模型能够真实的模拟风沙运动现象 ,研究范围涉及风沙运动规律和床面形态的发生与发展等关键的问题 ,因而比其它模型更具优势。 展开更多
关键词 风沙运动 风沙流结构 模型 计算机模拟 离散颗粒动力学模型
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双剪类流动模型的非圆形颗粒离散元数值验证 被引量：3
8
作者 蒋明镜 李立青 申志福 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期619-626,共8页
双滑移自由转动模型、双剪模型和双滑移转动率(DSR2)模型这3种双剪类模型均是基于运动理论的塑性模型,其关键区别在于转动率参量的选取。采用改进后的NS2D离散元程序,对长短轴比例分别为1.4和1.7的椭圆颗粒试样进行不排水单剪试验以验... 双滑移自由转动模型、双剪模型和双滑移转动率(DSR2)模型这3种双剪类模型均是基于运动理论的塑性模型,其关键区别在于转动率参量的选取。采用改进后的NS2D离散元程序,对长短轴比例分别为1.4和1.7的椭圆颗粒试样进行不排水单剪试验以验证上述双剪类模型中转动率参量选取的合理性。数值试验结果表明:①双滑移自由转动模型中的限定条件因未考虑能量消散过程中颗粒转动的影响而过于严格;②双剪模型中转动率参量为主应力方向变化率的假定与数值试验结果差距显著;③DSR2模型中采用平均纯转动率(APR)可很好地预测转动率参量的变化,且该模型可用于砂土非共轴微观机制的研究;④参量APR能考虑剪切过程中颗粒转动对能量耗散的影响,可将离散介质力学和连续介质力学有机结合起来,是运动模型中合理且重要的参量。 展开更多
关键词 砂土流动 双滑移自由转动模型 双剪模型 双滑移转动率模型 离散单元法 椭圆颗粒
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含液颗粒材料液固耦合分析的离散颗粒模型及特征线SPH法 被引量：2
9
作者 楚锡华 李锡夔 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期719-726,共8页
对含液颗粒材料流固耦合分析建议了一个基于离散颗粒模型与特征线SPH法的显式拉格朗日-欧拉无网格方案。在已有的用以模拟固体颗粒集合体的离散颗粒模型[1]基础上,将颗粒间间隙内的流体模型化为连续介质,对其提出并推导了基于特征线的SP... 对含液颗粒材料流固耦合分析建议了一个基于离散颗粒模型与特征线SPH法的显式拉格朗日-欧拉无网格方案。在已有的用以模拟固体颗粒集合体的离散颗粒模型[1]基础上,将颗粒间间隙内的流体模型化为连续介质,对其提出并推导了基于特征线的SPH法。数值例题显示了所建议方案在模拟颗粒材料与间隙流相互作用的能力和性能以及间隙流体对颗粒结构承载能力及变形的影响。 展开更多
关键词 离散颗粒模型 光滑质点流体动力学 特征线 颗粒材料 流-固耦合
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基于颗粒离散元岩石模型的熵变规律研究 被引量：2
10
作者 宿辉 高轩 +2 位作者 胡宝文 袁周祥 李文星 《水电能源科学》 北大核心 2018年第6期106-109,共4页
以岩石单轴压缩试验为基础,借助离散元软件PFC 2D建立岩石破坏的数值模型,将熵变曲线与试样的应力应变曲线、裂缝数量及能量曲线等进行对比分析,以便研究岩石破坏时的熵变规律。结果表明,岩石在破坏过程中,微裂隙的产生会造成熵值的下降... 以岩石单轴压缩试验为基础,借助离散元软件PFC 2D建立岩石破坏的数值模型,将熵变曲线与试样的应力应变曲线、裂缝数量及能量曲线等进行对比分析,以便研究岩石破坏时的熵变规律。结果表明,岩石在破坏过程中,微裂隙的产生会造成熵值的下降;岩石在峰值应力点破坏时,熵值曲线会有明显的下降趋势;在不同围压条件下,高围压试样的初始熵值较高。因此,以熵变规律分析岩石的破坏过程,对岩石的破裂演化具有诊断评价和辅助判断的作用。 展开更多
关键词 熵 单轴压缩 颗粒离散元法 岩石模型 围压
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基于CFD−DPM的空气幕协同排风罩增效除尘研究
11
作者 丁厚成 许婉萍 +2 位作者 邓权龙 陈圳杨 朱强 《安徽工业大学学报(自然科学版)》 2025年第1期62-71,共10页
以某机械厂打磨车间为研究对象,利用Solidworks软件建立带有空气幕协同排风罩除尘的打磨车间模型,基于气固两相流理论,采用计算流体力学离散颗粒模型(CFD−DPM)模拟分析空气幕送风速度、射流角度和射流宽度对除尘效率的影响,选取空气幕... 以某机械厂打磨车间为研究对象,利用Solidworks软件建立带有空气幕协同排风罩除尘的打磨车间模型,基于气固两相流理论,采用计算流体力学离散颗粒模型(CFD−DPM)模拟分析空气幕送风速度、射流角度和射流宽度对除尘效率的影响,选取空气幕的最优参数;在此基础上,对比分析未开启排风罩、开启排风罩、同时开启排风罩与空气幕3种工况的风速分布、粉尘运移轨迹及粉尘质量浓度分布,探讨空气幕协同排风罩除尘的效果。结果表明:粉尘最大浓度、呼吸带粉尘浓度随空气幕送风速度、射流宽度的增大而减小,但不随空气幕射流角度的变化而变化;粉尘浓度随地面高度的增大先增后减,不同高度处粉尘浓度变化趋势基本一致;当空气幕射流宽度30 mm、射流角度30°、送风速度3 m/s时,通风除尘效果最佳,除尘效率高达94.2%。相比于仅开启排风罩,排风罩与空气幕协同作用下的除尘效率提高了38.8%,空气幕协同排风罩对车间除尘具有较好的增效作用。 展开更多
关键词 打磨车间 金属粉尘 排风罩 空气幕 计算流体力学(CFD) 离散颗粒模型(dpm) 除尘 职业健康
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矿石破碎颗粒黏结模型黏结键特征及表征
12
作者 王晓 薛玉君 +2 位作者 程波 刘俊 李济顺 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期41-48,共8页
目的针对矿石颗粒黏结模型与实际矿石破碎特性存在差异造成的仿真不准确问题,重点对不同粒级矿石颗粒黏结模型中的黏结键特征进行研究。方法依据矿石强度尺寸效应理论,设计铜矿石颗粒黏结模型中基础颗粒间的黏结键参数,应用离散元方法对... 目的针对矿石颗粒黏结模型与实际矿石破碎特性存在差异造成的仿真不准确问题,重点对不同粒级矿石颗粒黏结模型中的黏结键特征进行研究。方法依据矿石强度尺寸效应理论,设计铜矿石颗粒黏结模型中基础颗粒间的黏结键参数,应用离散元方法对30,40,60 mm三种粒级铜矿石矿样进行落重试验和破碎仿真。本文给出黏结键等效临界变形的概念,讨论了矿石落重试验t10和冲击能量的关系,探讨黏结键参数变化规律。结果结果表明,三种粒级铜矿石颗粒黏结模型破碎仿真与落重试验粒级质量分数的平均误差分别为1.75%,1.66%,1.84%,试验和仿真得到的破碎粒度质量分数具有很好的一致性;法向和切向等效临界变形可以表征黏结键强度,单位冲击能量下落重试验的tn10可以表征矿石强度。结论利用黏结键等效临界变形和tn10的对应关系确定黏结键参数,提高了矿石颗粒黏结模型的建模效率和仿真精度。 展开更多
关键词 颗粒黏结模型 黏结键 等效临界变形 离散元 矿石破碎
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考虑矿物晶内结构特征的深部硬岩颗粒离散元模型与分析 被引量：2
13
作者 张乘菡 由爽 纪洪广 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期749-758,共10页
岩石材料的宏观力学性能受到其细观结构的控制作用,随着岩石多尺度力学研究的不断深入,具有颗粒可破碎特性的颗粒离散元模型逐渐成为该研究领域的有力工具。以往的研究较少考虑晶内网格形态与岩石矿物晶体结构的对应关系,关于晶内网格... 岩石材料的宏观力学性能受到其细观结构的控制作用,随着岩石多尺度力学研究的不断深入,具有颗粒可破碎特性的颗粒离散元模型逐渐成为该研究领域的有力工具。以往的研究较少考虑晶内网格形态与岩石矿物晶体结构的对应关系,关于晶内网格形态对颗粒模型计算结果影响规律的研究也相对缺乏,这不利于模型的进一步精细化构建以及对不同模型计算结果的对比分析。在已有研究的基础上,采用Neper插件结合通用离散元程序,并综合考虑矿物晶体的解理特性构建了6种晶内网格划分模式。基于单轴压缩模拟试验分析了不同划分方式对计算结果的影响作用。结果表明,所提出的晶内网格构建方式可以再现矿物颗粒的解理特征,为离散元模型的精细化构建提供了多种选择;晶内网格形态差异对抗压强度的影响最明显,而对泊松比和弹性模量的影响较小;宏观力学参数的稳定性受子颗粒形状和晶内路径方向均匀度的共同影响,其中子颗粒形状的影响更为显著;微裂纹的数量主要与子颗粒几何特征有关,多边形子颗粒相比于三角形子颗粒更易引发岩石破坏时微裂纹总体数量的增加;子颗粒圆形度的增加会减弱颗粒间的互锁作用,从而导致裂纹数量降低。因此,在使用岩石颗粒离散元模型时应充分考虑模型构建方法对于计算结果的影响作用,从而提高仿真计算的可靠度。 展开更多
关键词 深部硬岩 细观结构 离散元方法 颗粒模型 晶体解理 微裂纹
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基于DDPM模型的化学链燃烧中二元颗粒定向分离过程放大模拟 被引量：2
14
作者 公宇桐 王晓佳 张波 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1347-1353,共7页
以拉格朗日法为基础,采用耦合离散元法(DEM)颗粒碰撞模型的稠密离散相模型(DDPM)对兆瓦级化学链燃烧放大系统中炭颗粒分离器进行数值模拟研究,探究其中载氧体(OC)/煤焦(Char)二元颗粒物的定向分离特性,进一步研究了热态条件和下降管出... 以拉格朗日法为基础,采用耦合离散元法(DEM)颗粒碰撞模型的稠密离散相模型(DDPM)对兆瓦级化学链燃烧放大系统中炭颗粒分离器进行数值模拟研究,探究其中载氧体(OC)/煤焦(Char)二元颗粒物的定向分离特性,进一步研究了热态条件和下降管出口压力对二元颗粒物分离效果的影响,为炭颗粒分离器在热态条件下的运行稳定性以及下端与空气反应器之间的独立性提供数据支撑。结果表明:放大后的炭颗粒分离器因为分离空间与时间的增加,使载氧体/煤焦二元颗粒物的分离效果更好;同时,在热态条件下因气体黏度增大,使得煤焦分离效率进一步提升;此外,下降管出口压力的适度提升也能提高炭颗粒分离器的分离效率。 展开更多
关键词 化学链 燃烧 炭颗粒分离器 数值模拟 稠密离散相模型(Ddpm)
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粗粒料颗粒破碎三维离散元模型及其在密度桶试验中的应用 被引量：5
15
作者 徐靖 叶华洋 朱晟 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期127-134,共8页
采用局部应力集中的最大接触力破碎准则,将阿波罗填充模式和最大接触力方向相结合,考虑整体破碎与局部破碎两种破碎模式,建立模拟粗粒料颗粒破碎的离散元模型,对大粒径堆石料的大型相对密度试验机制进行了研究。结果表明:不同破碎模式... 采用局部应力集中的最大接触力破碎准则,将阿波罗填充模式和最大接触力方向相结合,考虑整体破碎与局部破碎两种破碎模式,建立模拟粗粒料颗粒破碎的离散元模型,对大粒径堆石料的大型相对密度试验机制进行了研究。结果表明:不同破碎模式下的细观力学响应存在较大差异,模拟大粒径堆石料的局部破碎模式可以有效提高数值模拟的精度;堆石块体强度越高,级配偏差对于极值干密度影响程度越大;密度桶高径比过小时,不利于堆石体的振动密实和颗粒重排列,此时试验级配最大干密度的测量值可能远低于理论值,以测量值作为堆石料现场压实检测判别标准,可能会出现相对密度大于1的情况。 展开更多
关键词 离散元模型 颗粒破碎 相对密度 振动压实 密度桶试验
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岩土球形颗粒体粒间接触力学特性及接触模型验证 被引量：1
16
作者 张登 王子寒 肖成志 《河北工业大学学报》 CAS 2024年第1期89-96,共8页
针对大理岩和花岗岩两种材料,分别进行了球颗粒法向、切向接触力学试验;以大理岩为例,总结了非线性接触模型及其参数,并进行了球颗粒集合体的离心模型试验,通过数值模拟和试验结果的对比验证了接触模型及其参数的合理性。研究结果表明:... 针对大理岩和花岗岩两种材料,分别进行了球颗粒法向、切向接触力学试验;以大理岩为例,总结了非线性接触模型及其参数,并进行了球颗粒集合体的离心模型试验,通过数值模拟和试验结果的对比验证了接触模型及其参数的合理性。研究结果表明:颗粒法向接触以脆性断裂为破坏形态,切向接触以摩擦侵蚀为破坏特征;法向、切向刚度曲线都可以利用幂函数进行拟合;利用非线性接触模型及其参数可以有效模拟颗粒集合体的力学性状,同时还能够反映散体模型细部的离散变形特征。 展开更多
关键词 颗粒接触 颗粒流 离散元 接触模型 粗粒土
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基于DPM模型的水平井水平段沥青质颗粒运移规律数值模拟研究
17
作者 高晓东 董平川 +2 位作者 陈舜 韩要潭 黄刚 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期218-224,共7页
针对沥青质颗粒在水平井井筒的沉积问题,本研究采用Fluent中的DPM模块追踪沥青质颗粒在油管中的运动轨迹,采用realizable k-e模型对尺寸为10~100μm的沥青质颗粒在水平井筒内壁的沉积进行了研究。分析了重力、Saffman力以及阻力作用下,... 针对沥青质颗粒在水平井井筒的沉积问题,本研究采用Fluent中的DPM模块追踪沥青质颗粒在油管中的运动轨迹,采用realizable k-e模型对尺寸为10~100μm的沥青质颗粒在水平井筒内壁的沉积进行了研究。分析了重力、Saffman力以及阻力作用下,黏度、颗粒尺寸以及流速对沥青质颗粒沉积速率的影响。CFD模拟结果表明:(1)层流阶段,沉积速率随着黏度的增大而减小,这主要是因为层流阶段,流体流动较平稳,使得管壁附近速度梯度减小,Saffman升力降低引起的,而在湍流阶段,当黏度从0.001 2 Pa·s增加至0.012 Pa·s时,沥青质沉积速率会缓慢增加;当黏度从0.012 Pa·s增加至0.053 Pa·s,沉积速率和沉积百分数会随之下降;(2)当颗粒直径为10~100μm时,沥青质颗粒沉积百分数和沉积速率会随着流速的增加而减小;(3)当速度为0.3~2 m/s时,沥青质颗粒沉积百分数和沉积速率随着颗粒直径的增大而增大。研究结果为水平井井筒中的沥青沉积行为指明了方向,认为合理控制井筒中流体速度、黏度和颗粒直径可作为去除井筒沥青质沉积的有效手段。 展开更多
关键词 水平井水平段 沥青质颗粒 dpm模型 黏度 沉积速率
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不规则颗粒及其集合体三维离散元建模方法的改进 被引量：18
18
作者 金磊 曾亚武 +1 位作者 叶阳 李晶晶 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1273-1281,共9页
以土石混合体中的不规则块石和含石量为40%的土石混合体室内大三轴试样为例,研究了如何针对当前岩土材料建模方法的不足进行改进以建立尽可能真实的不规则颗粒及其集合体的三维离散元模型。为了模拟块石的真实形态特征,明确了块石几何... 以土石混合体中的不规则块石和含石量为40%的土石混合体室内大三轴试样为例,研究了如何针对当前岩土材料建模方法的不足进行改进以建立尽可能真实的不规则颗粒及其集合体的三维离散元模型。为了模拟块石的真实形态特征,明确了块石几何模型建模方法的控制参数及其确定方法,建立了与真实块石球度相同、棱角度相似的三维半真实离散元模型。为了计算模型的体积以用于模型密度优化及颗粒集合体孔隙率的计算,提出了一种三维离散元模型虚拟切片技术,结合数字图像处理技术可快速准确计算块石三维半真实离散元模型的体积。为了使得土石混合体大三轴试样三维离散元模型的密实度与室内试样保持一致并兼顾建模效率,提出了基于拟振动压实法和分层复制法的土石混合体大三轴试样三维离散元建模方法。研究结果表明:所提出的不规则块石几何模型建模方法控制参数较少且可分别对球度和棱角度进行单独控制;当块石离散元模型填充球体数较少时,其体积与对应几何模型体积相差较大,不能直接采用对应几何模型的体积;所建立的土石混合体数值试样与室内试样的细观结构特征基本相同,即块石随机散布于土体基质中。 展开更多
关键词 不规则颗粒 颗粒集合体 三维离散元建模 土石混合体 半真实离散元模型 虚拟切片技术
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伯格斯模型参数调试与岩石蠕变特性颗粒流分析 被引量：37
19
作者 杨振伟 金爱兵 +3 位作者 周喻 严琼 王凯 高玉娟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期240-248,共9页
岩石作为地下工程的主要研究对象,其物质组成和所赋存的复杂地质环境使其具有明显的流变特性。基于三维颗粒流程序(PFC3D),采用由开尔文模型和马克斯伟尔模型串联组成的伯格斯(Burgers)流变模型,通过控制变量法,分析了伯格斯模型中弹性... 岩石作为地下工程的主要研究对象,其物质组成和所赋存的复杂地质环境使其具有明显的流变特性。基于三维颗粒流程序(PFC3D),采用由开尔文模型和马克斯伟尔模型串联组成的伯格斯(Burgers)流变模型,通过控制变量法,分析了伯格斯模型中弹性系数(Em和Ek)、黏性系数(?m和?k)和摩擦因数f对瞬时强度特性和流变特性的影响;分析得出数值试样的瞬时强度特性主要受马克斯伟尔体弹性系数Em和摩擦因数f影响:弹性模量和单轴抗压强度与Em和f均呈正相关,泊松比与Em呈正相关,与f呈负相关;而流变特性与各参数均呈现负相关性。在此基础上,进行了红页岩分级增量蠕变试验的模拟,通过与室内蠕变试验结果的对比,验证了PFC3D中的伯格斯模型用于岩石蠕变试验模拟的可行性,并将该方法用于分级增量循环加卸载蠕变试验和三轴蠕变试验数值研究。该研究内容是利用离散单元法研究岩石流变特性的一种新的尝试。 展开更多
关键词 软岩 压缩蠕变试验 颗粒流程序 BURGERS模型 参数调试 流变特性 离散单元法
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落石冲击力评定的离散元颗粒流数值模拟 被引量：20
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作者 王玉锁 李俊杰 +3 位作者 李正辉 冯高飞 吴浩 何俊男 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期22-29,共8页
为使落石冲击力评定更合理、有效，以离散元模型（DEM）为理论基础，利用颗粒流（PFC）单元法研究垂直下落条件下落石对结构的冲击力，分析了落石高度、重力及回填土厚度对冲击力的影响规律．将PFC数值模拟结果与其他几种落石冲击力计... 为使落石冲击力评定更合理、有效，以离散元模型（DEM）为理论基础，利用颗粒流（PFC）单元法研究垂直下落条件下落石对结构的冲击力，分析了落石高度、重力及回填土厚度对冲击力的影响规律．将PFC数值模拟结果与其他几种落石冲击力计算方法所得结果进行比较，结果表明：落石冲击力与落石高度及重力均呈明显的线性关系，落石冲击力随落石高度线性变化幅度与落石重力有关，而落石冲击力随落石重力线性变化幅度与回填土厚度有关；回填土厚度为0．6m时的冲击力比无回填土时减小50％～60％，回填土厚度大于2．0m时，缓冲幅度趋于稳定，说明回填土厚度有一个合理范围，超出时，结构总荷载会增大；离散元颗粒流数值模拟方法通过阻尼设置来模拟空气在落石下落过程中产生的作用，使得在评定大体积落石从较高高度下落时产生的冲击力更加合理． 展开更多
关键词 落石冲击力 回填土 离散元模型(DEM) 颗粒流(PFC)
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