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| 1 | 不同颗粒级配的砂土渗流破坏特性显示文摘城市地下水管泄漏导致地陷事故逐年增多,具有突发性和隐蔽性,认识灾害的发生机制与演化规律对防治相关事故显得尤为重要。以砂土为研究对象,利用研制的地下水管泄漏模型装置,对6种不同颗粒级配砂土试样分别开展渗流破坏试验。试验结果表明,砂土层不同高度处总水头均先达到某一峰值,然后降低至稳定的状态。依据达西定律拟合渗流平均水力梯度,基于几种渗流理论及经验公式对砂土渗流临界水力梯度进行了预测,结果表明扎马林理论公式预测效果最佳。利用分形理论,研究了分维数D与临界水力梯度的关系,即分维数D越大,临界水力梯度越小,解释了分维数D与破坏特性的影响机制。 | 陶高梁 李进 崔惜琳 | 2019 | 土木工程与管理学报2019，36，2： | 7 |
| 2 | LBM-DEM四向耦合喷动床内介尺度模拟与分析显示文摘研究喷动床内颗粒的流动特性对于喷动床的设计和优化具有重要意义。基于气固两相流流动的LBMDEM四向耦合模型,对单孔射流喷动床中颗粒的流动进行数值模拟。其中,气相采用修正的格子玻尔兹曼方法,颗粒相采用离散单元法,流固之间受力的双向耦合基于牛顿第三定律,颗粒与颗粒及颗粒与壁面的受力双向耦合采用软球模型。模拟得到了流化过程、颗粒与气体的速度分布、床层膨胀高度变化以及床宽对流化过程的影响。结果表明,喷动床内存在强烈的内循环,床宽增加导致颗粒运动能力减弱,射流速度增加使颗粒运动更加剧烈,床层膨胀高度增加。 | 李斌 张尚彬 滕昭钰 边禹铭 张健 巴星原 | 2018 | 计算力学学报2018，35，4： | 4 |
| 3 | 基于格子玻尔兹曼方法-离散元法耦合模型的侧喷口喷动床模拟研究显示文摘气固两相流研究是了解侧喷口喷动床内颗粒剧烈而复杂的运动的有效手段。基于格子玻尔兹曼方法(LBM)-离散元法(DEM)耦合模型,流体相采用LBM中的D2Q9模型,固体相采用DEM软球模型,流固耦合采用Gidaspow模型,从介观角度分析侧喷口喷动床内流动特性,通过模拟和实验验证得到了侧喷口喷动床内流化过程,同时分析了不同喷射速度下空隙率、颗粒水平速度变化、能量分布及颗粒运动轨迹。结果表明:随着喷射速度的增大,管道区域面积也随之增大,时均空隙率范围变大;其动能和势能也增大,但由于初始堆积效应影响,床内颗粒的势能总是大于动能;当喷射速度增加时,床内颗粒势能变化并不明显,而动能变化明显;颗粒在床体内部会形成外循环和内循环2个循环,内循环时流化状态更好。本文结论对后续实验室规模的三维流化床系统快速模拟具有参考价值。 | 李育昆 李斌 杨建蒙 | 2020 | 热力发电2020，49，5： | 2 |
| 4 | 基于LBM-DEM耦合模型的多孔射流喷动床内流动特性显示文摘研究喷动床内颗粒的流动特性对于喷动床的设计和优化具有重要意义。基于格子Boltzmann方法(LBM)-离散单元法(DEM)的数学模型,综合考虑固体运动对流场的影响,气相采用修正后的格子Boltzmann方程计算,颗粒-颗粒以及颗粒-壁面之间的碰撞采用离散单元法软球模型,颗粒所受气体曳力采用Gidaspow曳力模型,流固耦合基于牛顿第三定律,从介观角度深入剖析了多孔射流稠密气固流化床内流动机理。采用Fortran语言编程对上述模型进行求解,通过复现气泡在鼓泡床中的演化过程,有效验证了LBM-DEM耦合模型的准确性。研究了单喷口系统与多喷口系统在不同射流速度下的空隙率、颗粒拟温度、床层膨胀高度以及颗粒动能与势能等典型参数变化。结果表明:单喷口射流气速增加时,气体对颗粒的携带能力增强,喷泉区扩大,床内空隙率分布增大,速度脉动变大,颗粒拟温度升高,床层膨胀高度提高;而在多喷口系统中,相邻喷口间存在较强的横向扰动,在床层底部喷泉区出现明显射流合并,位于中心射流区域的颗粒获得较高动量,喷口数的增加使得床层膨胀高度提高27.50%,时均空隙率范围扩大,颗粒拟温度升高,且射流合并高度随喷口数量的增加而降低28.57%,颗粒势能增加66.07%,动能减少48.48%。以上分析结果表明基于修正格子Boltzmann方法与离散单元法相结合的耦合模型可以作为分析稠密气固两相流内在机理的有效工具。 | 李斌 张尚彬 滕昭钰 张磊 巴兴原 刘哲 | 2019 | 煤炭学报2019，44，8： | 2 |
| 5 | 供水管网漏损引起的土体流化试验研究显示文摘针对传统的土体流化实验难以观察到砂床内部真实反应情况的问题,通过基于透明土的三维可视化土体流化模拟实验装置,对管道漏损后射流侵蚀土体的过程以及影响因素进行了可视化实验模拟研究。结果表明土体流化孔洞存在着3种不同发展状态和相应的侵蚀坑形态,土体颗粒由初始时总体向上运动逐渐发展成两侧回流状态流动。孔隙率越小、粒径以及上部荷载越大,土体完全流化所需的流量也越大,砂床越不容易被流化。 | 张斌 | 2022 | 科技通报2022，38，1： | 1 |
| 6 | Development and validation of SuperDEM for non-spherical particulate systems using a superquadric particle method显示文摘This article presents the development and validation of the Superquadric Discrete Element Method(SuperDEM)for non-spherical particle simulation using a superquadric particle method in open-source CFD suite MFiX.A superquadric particle-particle contact algorithm with accelerating and stabilizing strategy was developed.A superquadric particle-arbitrary wall contact algorithm was developed,which enables the simulation in complex geometry.The solver was validated by comparing with experimental data generated in this study or available in the literature.Tests include cylinder contacting with a wall,static packing of M&M chocolate candies in a cylindrical container,static packing of cylinders in a cylindrical container,dynamic angle of repose of cylinders in a rotating drum,and discharging of chocolate candies from a hopper.Besides,MPI parallelization of the solver was implemented and the parallel performance of the solver using MPI was assessed through large-scale simulations of 1 million,10 million,and 100 million particles on up to 6800 cores,which demonstrates that the SuperDEM solver has great potential for industrial-scale systems simulation. | Xi Gao Jia Yu Ricardo J.F.Portal Jean-François Dietiker Mehrdad Shahnam William A.Rogers | 2022 | Particuology2022，20，2： | 0 |
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