曙海教學(xué)優(yōu)勢
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?PFC培訓(xùn)課程
第一部分?隨機(jī)不規(guī)則顆粒的生成技術(shù)
1.?生成隨機(jī)不規(guī)則多面體
基于蒙特卡洛算法,在橢球(或球體)的表面隨機(jī)選取控制頂點,根據(jù)選取的控制頂點建立面,最后生成隨機(jī)不規(guī)則多面體。
2.?隨機(jī)不規(guī)則多面體內(nèi)顆粒填充
在隨機(jī)多面體內(nèi)部填充一定尺寸的顆粒,其中粗顆粒位于中心,細(xì)顆粒位于邊緣。填充完畢后,隨機(jī)多面體內(nèi)部顆粒的總體積與該隨機(jī)多面體相等。
3.?構(gòu)建隨機(jī)不規(guī)則顆粒
若模擬不可破碎顆粒,則直接將隨機(jī)多面體內(nèi)部顆粒信息建立clump,若模擬可破碎顆粒,則將隨機(jī)多面體內(nèi)部的顆粒進(jìn)行粘結(jié)構(gòu)建cluster.注:由于顆??傮w積與隨機(jī)不規(guī)則多面體總體積相等,而圓形顆粒間存在空隙,這就意味著顆粒間必定存在一定程度的重疊,因此需引進(jìn)接觸力清零方法,并將力-位移方程由總量改為增量。
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(二維模型)
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(三維模型)
圖1?隨機(jī)不規(guī)則顆粒示意圖
注:三維隨機(jī)多面體內(nèi)部同樣由顆粒填充,填充效果與二維模型類似。實際模擬過程中,填充顆粒的尺寸可以自由調(diào)整。
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第二部分?數(shù)值模型宏觀力學(xué)性質(zhì)的測試
1.?數(shù)值模型的制樣過程
根據(jù)第一部分介紹的技術(shù),按照級配在模型區(qū)域(立方體或圓柱形)投放顆粒,達(dá)到指定的孔隙率,然后添加重力或在模型頂部施加一定的壓力,使得模型中的隨機(jī)不規(guī)則顆粒充分接觸,達(dá)到密實的狀態(tài)。
2.?數(shù)值模型的拉伸壓縮試驗
基于制備的數(shù)值模型,進(jìn)行相應(yīng)的拉伸試驗(隨機(jī)不規(guī)則顆粒間需具有一定粘結(jié)強(qiáng)度)或壓縮試驗,常采用應(yīng)變控制式加載,即頂部墻體通過一定的速度壓縮數(shù)值模型;圍壓通過伺服機(jī)制由側(cè)墻提供。
第三部分?隨機(jī)不規(guī)則顆粒在粘性流體中的沉降
按級配在模型區(qū)域生成隨機(jī)不規(guī)則顆粒,并使其在重力作用下自由下落,下落過程中,考慮到流體對顆粒的阻礙作用,在顆粒上附加流體阻力,按照流體力學(xué)的相關(guān)理論,通常家里流體阻力與流體和顆粒間的相對速度有關(guān)。這里考慮顆粒與流體間的假耦合,即顆粒運動過程中不帶動流體隨之運動,由此可以得出流體阻力只與顆粒運動速度有關(guān),滿足下列形式:f=-kv。