混凝過程中顆粒分形凝聚生長的計算機模擬研究.pdf

1、混凝現(xiàn)象自身的無序性以及混凝過程中形成的顆粒凝聚體的復雜隨機結構，為分形理論和蒙特卡羅方法的應用提供了廣闊的空間，而計算機作為一種重要工具在混凝模型與模擬研究中發(fā)揮了重要作用，大多數(shù)重要模型都是借助計算機模擬建立和實現(xiàn)的。本文采用VB語言編寫多分散團簇．團簇凝聚的數(shù)值模擬程序，利用該程序在各種初始條件下對DLCA和RLCA生長過程進行了數(shù)值模擬，通過對模擬結果的分析，考察了小粒度顆粒凝聚體的結構特征、變化規(guī)律以及對初始顆粒濃度和粘結概率

2、的依賴性；在此基礎上，將蒙特卡羅方法與有規(guī)分形的生成方法結合，得到一種構建包含較大顆粒數(shù)目凝聚體的簡單方法：隨機凝聚體的自相似迭代，并對迭代結果進行了簡單測試，為探討分形凝聚理論及其在混凝研究中的應用提供基礎理論依據(jù)。主要結論如下： 包含原始顆粒數(shù)100～500的小粒度DLCA凝聚體結構己具備明顯分形特征，其分形維數(shù)對模擬初始顆粒濃度具有較強的依賴性，當濃度超過0.03(顆粒/網(wǎng)格)時，凝聚體結構偏離分形標度；通過R<,g>-

3、N 冪律關系擬和測算的二、三維凝聚體分形維數(shù)的范圍分別為1.45～1.52和1.80～1.99；凝聚體的顆粒．顆粒相關函數(shù)符合拉伸指數(shù)的冪律形式，采用該關系擬和模擬數(shù)據(jù)得到的分形維數(shù)值略低于R<,g>-N冪律關系擬和的測算值。 DLCA凝聚過程開始較長一段時間內(nèi)，平均團簇粒度隨時間變化表現(xiàn)為指數(shù)增長，后期達到穩(wěn)定的冪律增長階段，凝聚結束點附近，平均團簇粒度急劇上升至最大值。 RLCA模擬形成的顆粒凝聚體的形態(tài)結構對粘