颗粒介质固-流态转变的理论分析及实验研究
颗粒介质由大量离散的颗粒聚集而成,因而与传统固体和流体不同,运动过程中的颗粒介质中可能同时存在多种流态及其相互间复杂的转换过程.颗粒介质弹性失稳机理、不可恢复应变量化是研究颗粒介质固态和流态及固-流态转变的关键.在前期建立的双颗粒温度热力学(two-granular-temperature,TGT)理论基础上,确定了颗粒介质的弹性稳定性条件,建立了不可恢复应变流动法则,搭建了描述颗粒固态-液态及其相互转化的简单模型.颗粒堆积体坍塌过程是典型的颗粒介质固态和流态及其转变过程,因此本文首先开展了25 167个陶颗粒堆积体坍塌过程的实验研究,并使用基于TGT理论的物质点方法和离散元方法对物理实验进行了模拟.结果表明,模型数值结果与物理实验在颗粒堆坍塌过程中的形态、速度分布等细节上吻合很好,同时也发现了现阶段所使用的物质点方法和TGT理论的不足.初步说明TGT理论可以实现颗粒介质固态和流态,以及状态转变的描述.
颗粒介质、热力学、物质点法、弹性稳定性条件
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O414.14(理论物理学)
国家自然科学基金项目11272048,51239006;欧盟Marie Curie国际项目IRSES-294976;美国全球创新计划;清华大学自主科研计划资助
2016-06-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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