三維離散元大尺度模擬中變粒徑方法的優(yōu)化及其應用
本文選題:離散元模擬 + 變粒徑; 參考:《巖土工程學報》2017年01期
【摘要】:在已有的變粒徑建模方法基礎上,針對不同粒徑區(qū)宏觀彈性不一致和界面區(qū)大小顆粒互相滲入兩個問題進行優(yōu)化。通過在近場核心區(qū)域采用小粒徑顆粒模擬真實土顆粒,遠場邊界區(qū)域逐級放大顆粒粒徑,不同粒徑之間采用相同密實度的混合粒徑模擬,實現(xiàn)三維大尺度離散元模擬,以減少模擬顆粒數(shù)量提升運算速度;诤暧^彈性一致條件,建立靜力條件下幾何上等比例放大顆粒體系的顆粒材料參數(shù)尺度關系,并滿足應力、應變和應變能一致性,通過三軸模擬驗證了宏觀彈性一致性。在變粒徑交界處設置密實度與均一顆粒區(qū)一致的混合層有效防止大小顆;ハ酀B入,變形特性與均一顆粒區(qū)趨于一致,并提出了兩種粒徑顆粒混合生成特定密實度的方法。最后,通過模擬靜力觸探試驗(CPT),表明該方法的有效性。該方法可為三維離散元模擬工程大尺度問題提供新途徑。
[Abstract]:Based on the existing modeling methods of variable particle size, the macroscopic elastic inconsistency of different particle size regions and the infiltration of interfacial particle size into each other are optimized. In the near field core region, small particle size is used to simulate the real soil particle, the far field boundary area is enlarged step by step, and the mixed particle size is simulated with the same compactness between different particle sizes to realize the simulation of three dimensional large scale discrete element. To reduce the number of simulated particles to improve the operation speed. Based on the macroscopic elastic consistency condition, the parameter scale relation of the particle material in the static condition is established, and the consistency of stress, strain and strain energy is satisfied. The macroscopic elastic consistency is verified by triaxial simulation. At the junction of variable particle size, the mixing layer with the consistency of density and homogeneous particle area can effectively prevent the size particles from infiltrating into each other, and the deformation characteristics tend to be consistent with the uniform particle region. Two methods of mixing particle size to produce specific density are put forward. Finally, the effectiveness of the method is demonstrated by simulating the static penetration test (CPT). This method can provide a new approach for 3D discrete element simulation of large scale engineering problems.
【作者單位】: 上海海事大學海洋科學與工程學院;中交上海航道勘察設計研究院有限公司;
【基金】:國家自然科學基金青年基金項目(51208294) 上海市教委一流學科建設項目;上海市教委科研創(chuàng)新項目(15ZZ081) 2013年上海市研究生教育創(chuàng)新計劃實施項目(20131129) 上海海事大學學術創(chuàng)新團隊(A2-0201150404)
【分類號】:TU43
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,本文編號:2051697
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