非平坦床面粒—床击溅过程数值模拟研究
发布时间：2023-01-12 22:13
针对风沙方面相关学者所关心的单一粒径平坦床面的击溅函数是否适用于带有一定坡度的复杂床面的问题,本文采用DEM和软球模型相结合的方法对风沙流中混合沙粒与非平坦床面的碰撞开展直接的数值模拟研究。首先用随机方法生成了接近自然分布规律沙床面的粒径分布,进而利用自然沉降法生成稳定的沙床面,在此基础之上研究了入射沙粒与复杂床面碰撞的反弹和溅射特征,并与平坦床面进行比较。并且,进一步研究了粒-床碰撞过程中沙床坡度、入射粒径尺度、入射角大小和入射速度大小对粒-床碰撞起跳特征的影响,分别给出了不同床面坡度、粒径尺度、入射角度、入射速度条件下的入射和起跳物理量之间的关系。最后,对不同坡度下的入射变量和起跳物理量之间的关系进行了详细的分析,总结了床面坡度对粒-床碰撞的影响,给出了不同坡度下,同时包括入射角度和入射速度的粒-床碰撞规律,及同时包括入射速度和粒径尺度的粒-床碰撞规律。主要工作如下:1.针对不清楚现有的平面粒-床击溅函数是否能够直接应用到复杂坡面的问题,比较了平面和坡面的粒-床碰撞过程。模拟结果指出,平面击溅函数不能直接应用到坡面的研究中去,两者是有一定差异的,因此,研究复杂床面的粒-床碰撞过程对...
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 研究现状
1.3 本文研究内容
第二章 离散元仿真方法介绍与模型验证
2.1 离散颗粒动力学模型
2.2 模拟方法与步骤
2.2.1 随机混合粒径沙坡面的生成和步骤模拟
2.2.2 程序可靠性验证
2.3 本章小结
第三章 不同坡面下入射角度对粒-床碰撞过程的研究
3.1 入射条件的选择
3.2 反弹沙粒
3.3 溅射颗粒
3.3.1 溅射颗粒数
3.3.2 溅射速度分布
3.3.3 溅射速度的水平和垂直分布
3.4 本章小结
第四章 入射粒径对混合沙粒-床碰撞起跳物理量的作用
4.1 不同坡面下，入射粒径对反弹物理量的影响
4.2 不同坡面下，入射粒径对溅射物理量的影响
4.3 本章小结
第五章 结束语
参考文献
在学期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]A probability density function of liftoff velocities in mixed-size wind sand flux[J]. ZHENG XiaoJing,ZHU Wei ＆ XIE Li Key Laboratory of Mechanics on the Western Disaster and Environment,Ministry of Education,Lanzhou University,Lanzhou 730000,China. Science in China（Series G:Physics,Mechanics ＆ Astronomy）. 2008(08)
[2]颗粒流动力学及其离散模型评述[J]. 孙其诚,王光谦. 力学进展. 2008(01)
[3]Investigations on Several Mechanical Problems in Windblown Sand Movement[J]. Xiaojing Zheng Key Laboratory of Mechanics on Western Disaster and Environment, Lanzhou University, Lanzhou, 730000, China. Science Foundation in China. 2006(02)
[4]Effects of charged sand on electromagnetic wave propagation and its scattering field[J]. HE Qinshu, ZHOU Youhe ＆ ZHENG Xiaojing Department of Mechanics,Lanzhou University,Gansu 730000,China. Science in China（Series G:Physics,Mechanics ＆ Astronomy）. 2006(01)
[5]颗粒离散元法研究进展[J]. 徐泳,孙其诚,张凌,黄文彬. 力学进展. 2003(02)
[6]风沙运动研究中的若干关键力学问题[J]. 郑晓静,周又和. 力学与实践. 2003(02)
[7]风沙流中颗粒跃移研究的某些进展与问题[J]. 杨保,邹学勇,董光荣. 中国沙漠. 1999(02)
[8]风沙运动的研究进展和发展趋势[J]. 董飞，刘大有，贺大良. 力学进展. 1995(03)
[9]沙粒跃移运动的高速摄影研究[J]. 贺大良,高有广. 中国沙漠. 1988(01)
[10]风沙运动的动态摄影实验[J]. 凌裕泉,吴正. 地理学报. 1980(02)
本文编号：3730528
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 研究现状
1.3 本文研究内容
第二章 离散元仿真方法介绍与模型验证
2.1 离散颗粒动力学模型
2.2 模拟方法与步骤
2.2.1 随机混合粒径沙坡面的生成和步骤模拟
2.2.2 程序可靠性验证
2.3 本章小结
第三章 不同坡面下入射角度对粒-床碰撞过程的研究
3.1 入射条件的选择
3.2 反弹沙粒
3.3 溅射颗粒
3.3.1 溅射颗粒数
3.3.2 溅射速度分布
3.3.3 溅射速度的水平和垂直分布
3.4 本章小结
第四章 入射粒径对混合沙粒-床碰撞起跳物理量的作用
4.1 不同坡面下，入射粒径对反弹物理量的影响
4.2 不同坡面下，入射粒径对溅射物理量的影响
4.3 本章小结
第五章 结束语
参考文献
在学期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]A probability density function of liftoff velocities in mixed-size wind sand flux[J]. ZHENG XiaoJing,ZHU Wei ＆ XIE Li Key Laboratory of Mechanics on the Western Disaster and Environment,Ministry of Education,Lanzhou University,Lanzhou 730000,China. Science in China（Series G:Physics,Mechanics ＆ Astronomy）. 2008(08)
[2]颗粒流动力学及其离散模型评述[J]. 孙其诚,王光谦. 力学进展. 2008(01)
[3]Investigations on Several Mechanical Problems in Windblown Sand Movement[J]. Xiaojing Zheng Key Laboratory of Mechanics on Western Disaster and Environment, Lanzhou University, Lanzhou, 730000, China. Science Foundation in China. 2006(02)
[4]Effects of charged sand on electromagnetic wave propagation and its scattering field[J]. HE Qinshu, ZHOU Youhe ＆ ZHENG Xiaojing Department of Mechanics,Lanzhou University,Gansu 730000,China. Science in China（Series G:Physics,Mechanics ＆ Astronomy）. 2006(01)
[5]颗粒离散元法研究进展[J]. 徐泳,孙其诚,张凌,黄文彬. 力学进展. 2003(02)
[6]风沙运动研究中的若干关键力学问题[J]. 郑晓静,周又和. 力学与实践. 2003(02)
[7]风沙流中颗粒跃移研究的某些进展与问题[J]. 杨保,邹学勇,董光荣. 中国沙漠. 1999(02)
[8]风沙运动的研究进展和发展趋势[J]. 董飞，刘大有，贺大良. 力学进展. 1995(03)
[9]沙粒跃移运动的高速摄影研究[J]. 贺大良,高有广. 中国沙漠. 1988(01)
[10]风沙运动的动态摄影实验[J]. 凌裕泉,吴正. 地理学报. 1980(02)
本文编号：3730528
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