基于精确缩尺的颗粒材料流变研究

摘要：

基于Feng Y T提出的精确缩尺方法,即根据几何相似、静力相似、动力相似3个相似原理建立一套缩尺准则,使得缩尺前后模型的力学响应保持一致.首次将该理论应用于颗粒材料的流变分析当中,采用Burgers黏塑性蠕变模型,引入流变参数,在原缩尺准则上进行理论推导,得到在二维和三维条件下的缩尺准则;其次在理论推导的基础上进行数值仿真验证.研究结果表明:严格按照拟定的缩尺准则选取参数后,缩尺后模型的力学响应能够保证和原尺寸模型完全一致,计算误差在3％以内,同时简要探讨了时间步长、黏性系数、颗粒数目、比尺数对数值试验的影响,为数值试验中相关参数的选取以及如何让数值模型反映材料真实的力学行为提供了有效参考.另外,由于缩尺模型采用与原模型相同的颗粒数目、颗粒形状、颗粒压实状态和比尺数,揭示了等比例缩尺对材料流变行为的影响.

关键词：离散元法、颗粒材料、精确缩尺、等比例缩尺、流变分析

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分类号：TV311(水工结构)

资助基金：国家自然科学基金No.51379161,No.51322905,No.51509190,No.51579193;中国博士后科学基金面上资助No.2015M572195.This work was supported by the National Natural Science Foundation of China 51379161,51322905,51509190 and 51579193 and China Postdoctoral Science Foundation 2015M572195.

在线出版日期：2016-08-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1799-1808