擴(kuò)展多面體是由基本多面體和擴(kuò)展球體通過Minkowski Sum方法構(gòu)造生成,其同時具有多面體和球體的幾何性質(zhì),可用于復(fù)雜形態(tài)顆粒的離散元模擬.為提高擴(kuò)展多面體單元的接觸搜索效率,本文采用球面函數(shù)與二階多面體擴(kuò)展函數(shù)加權(quán)求和的方法形成擴(kuò)展多面體的包絡(luò)函數(shù),將擴(kuò)展多面體的接觸問題轉(zhuǎn)化為兩個包絡(luò)函數(shù)之間的優(yōu)化問題.通過拉格朗日乘子算法可求解該優(yōu)化問題進(jìn)而確定兩個包絡(luò)函數(shù)之間的接觸中心點(diǎn).基于該接觸中心點(diǎn)可快速判斷多面體單元間的最近點(diǎn)以及兩個接觸顆粒的接觸法向和接觸重疊量,從而避免了以往接觸判斷中逐個幾何特征搜索判斷導(dǎo)致的算法復(fù)雜性,有效地提高了擴(kuò)展多面體離散元的接觸搜索效率.綜合以上擴(kuò)展多面體單元的快速接觸搜索方法和非線性接觸模型,本文發(fā)展了基于擴(kuò)展多面體的非規(guī)則離散元方法.通過不同形態(tài)單個顆粒下落過程的模擬,研究了包絡(luò)函數(shù)中光滑度系數(shù)對結(jié)果的影響.分析表明光滑度系數(shù)在0.0001–0.1范圍內(nèi)對計(jì)算結(jié)果影響較小,且光滑度系數(shù)越小計(jì)算結(jié)果越趨近于一致,說明本文方法具有良好的穩(wěn)定性.通過多顆粒在方形平底漏斗中卸料過程的離散元模擬,與已有的試驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果對比分析了漏斗中的剩余顆粒比例,驗(yàn)證...

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