一維復(fù)雜顆粒氣體自由演化動(dòng)力學(xué)行為的研究.pdf

1、顆粒系統(tǒng)是由大量宏觀顆粒組成,例如砂子,粉塵,咖啡等。顆粒系統(tǒng)中的問題可以粗略地分為準(zhǔn)靜態(tài)問題(沙堆,靜力的分布,壓縮,斷裂的傳播等)和運(yùn)動(dòng)問題(所有流動(dòng),對(duì)流,分層,堆積模式,流化床等)。本文主要針對(duì)后一類問題,借助分形理論,對(duì)由大量不同尺寸顆粒組成的非均勻顆粒系統(tǒng)自由演化的動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行研究。旨在擴(kuò)大和深化對(duì)復(fù)雜顆粒系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),使得對(duì)顆粒系統(tǒng)的理論研究不僅僅局限于單一顆粒系統(tǒng)和少組分的混合顆粒系統(tǒng)。
　　近年來,自由冷卻狀態(tài)下

2、均勻顆粒系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為的研究成為顆粒系統(tǒng)研究中極為重要的領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展為這一研究提供了極大的方便,尤其是對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的模擬演化,幾乎能代替真實(shí)實(shí)驗(yàn),相當(dāng)準(zhǔn)確地反映顆粒系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)過程。與顆粒流體動(dòng)力學(xué)的研究相比較,模擬研究開闊了更為廣泛的領(lǐng)域。
　　實(shí)驗(yàn)表明,非均勻顆粒系統(tǒng)的顆粒粒度分布具有分形特性。我們課題組利用分形理論,提出了非均勻顆粒系統(tǒng)的分形模型,將研究的視野擴(kuò)展到了無窮組份、且粒度分布具有分形特征的顆粒系統(tǒng)。討論

3、了相應(yīng)的有效熱導(dǎo)率,特別是一維非均勻顆粒系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的熱力學(xué)行為。
　　本文在本課題組已建立的非均勻顆粒系統(tǒng)的分形模型的基礎(chǔ)上,建立了拓?fù)渚S數(shù)為一維的顆粒粒度為分形分布的非均勻顆粒系統(tǒng)的自由演化的動(dòng)力學(xué)模型。采用Monte Carlo方法對(duì)系統(tǒng)自由演化過程中顆粒的碰撞事件和碰撞之間的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了模擬。研究了顆粒碰撞的彈性恢復(fù)系數(shù)和顆粒粒徑分布的分形維數(shù)對(duì)系統(tǒng)自由演化過程中動(dòng)力學(xué)行為的影響,主要討論了系統(tǒng)的能量演化、顆粒的速度分布、顆