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研究生: 陳晁偉
Chen, Chao-Wei
論文名稱: 橢圓長寬比對二維漏斗流動阻塞影響之研究
On the effects of the aspect ratio on the jamming phenomenon of a dry elliptic granular matter in a two-dimensional hopper flow
指導教授: 方中
Fang, Chung
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 92
中文關鍵詞: 顆粒物質離散元素法二維漏斗阻塞機率
外文關鍵詞: granular matter, discrete element method, two-dimensional hopper, jamming probability
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  • 本研究基於離散元素法的模型架構,使用數值模擬套裝軟體 EDEM 2.2,模擬不同長寬比的橢圓顆粒,在二維漏斗內部流動阻塞的影響。使用相同的體積不同長寬比(r)的橢圓顆粒群,分別有 r=1.0,2.0,2.5,3.0,每次使用固定200顆的顆粒數,從數個固定形狀且不同開口寬度的二維漏斗中流出,觀察流動阻塞行為,從中分析橢圓長寬比影響阻塞機率的趨勢。結果顯示,當橢圓顆粒長寬比愈大時,愈容易促使流動阻塞行為的發生。同時,再從模擬數據中提取分析,檢視固定開口寬度的漏斗下,當長寬比愈大時,顆粒排出漏斗的平均流率愈為緩慢。

    In the present study, the EDEM simulation package, which is based on the discrete element method, is employed to study the effects of the aspect ratio on the jamming processes of a dry elliptic granular matter flowing from a two-dimensional hopper. In the simulations’ the aspect ratio is taken as the primary simulation parameter, while the volumes of the elliptic particles are kept unchanged at different aspect ratios. Numerical simulations show that the jamming probability increases as the aspect ratio increases. This is due to the facts that arching near the opening of the hopper is easier to be found in elliptic grains. In addition, it is also found that the average volume flow rate decreases as the aspect ratio increases.

    摘要 i Abstract ii 誌謝 iii 目錄 iv 表目錄 vi 圖目錄 vii 符號說明 ix 第一章 顆粒物質 1 1.1 顆粒物質導論 1 1.2 顆粒物質的特性 1 1.3 論文架構 8 第二章 顆粒物質研究理論 9 2.1 簡介 9 2.2 顆粒離散動力學 9 2.3 硬球模型 10 2.3.1 法向碰撞 10 2.3.2 三維空間的圓球顆粒碰撞 11 2.4 軟球模型 13 2.4.1 接觸力計算 13 2.5 Hertz Mindlin 接觸模型 15 第三章 模擬驗證 17 3.1 簡介 17 3.2 EDEM使用程序 17 3.2.1 EDEM使用者介面 18 3.2.2 模型建構(使用Creator) 19 3.2.3 執行模擬(使用Simulator) 25 3.2.4 分析模擬結果(使用Analyst) 26 3.3 驗證實驗回顧 28 3.4 模擬設定 35 3.4.1 參數設定 35 3.4.2 幾何條件 35 3.5 驗證結果與討論 38 第四章 模擬結果與討論 42 4.1 問題定義 42 4.2 模擬流程及設定 42 4.3 模擬結果 48 4.4 結果討論 53 第五章 結論與建議 60 5.1 結論 60 5.2 建議 61 參考文獻 63 附錄A EDEM外掛接觸模型 64 A.1 自訂接觸模型 64 A.2 外掛接觸模型的程式碼 64 附錄B 模擬結果阻塞圖 77

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    下載圖示 校內:2012-08-11公開
    校外:2012-08-11公開
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