| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 1 引言 | 第12-30页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第12-13页 |
| 1.2 立管颗粒流动的研究方法 | 第13-17页 |
| 1.2.1 实验研究 | 第13-14页 |
| 1.2.2 散料力学理论研究 | 第14-15页 |
| 1.2.3 数值模拟 | 第15-17页 |
| 1.2.3.1 连续介质法 | 第15页 |
| 1.2.3.2 离散法 | 第15-17页 |
| 1.3 立管排料稳定性的研究进展 | 第17-28页 |
| 1.3.1 排料量的研究 | 第17-19页 |
| 1.3.2 应力的研究 | 第19-22页 |
| 1.3.3 空隙率研究 | 第22-24页 |
| 1.3.4 特征区域的研究 | 第24-28页 |
| 1.3.4.1 颗粒特征区域的划分 | 第24-27页 |
| 1.3.4.2 特征区域与不稳定流动 | 第27-28页 |
| 1.4 本文研究内容 | 第28-30页 |
| 2 CPU/GPU耦合并行DEM计算方法的实现及验证 | 第30-46页 |
| 2.1 CPU/GPU耦合计算模型 | 第30-33页 |
| 2.2 多尺度异构超级计算系统 | 第33-34页 |
| 2.3 DEM算法实现 | 第34-39页 |
| 2.3.1 DEM模型 | 第34-36页 |
| 2.3.2 算法设计与实现 | 第36-39页 |
| 2.3.2.1 两级区域分解法 | 第37-38页 |
| 2.3.2.2 最优网格尺寸 | 第38-39页 |
| 2.3.2.3 扩展Hertz-Mindlin模型 | 第39页 |
| 2.4 实验验证 | 第39-44页 |
| 2.4.1 模拟及实验设备 | 第39-41页 |
| 2.4.2 模拟参数设置 | 第41-42页 |
| 2.4.3 模拟步骤 | 第42-43页 |
| 2.4.4 结果与讨论 | 第43-44页 |
| 2.4.4.1 立管排料量 | 第43页 |
| 2.4.4.2 立管空隙率 | 第43-44页 |
| 2.5 本章小结 | 第44-46页 |
| 3 立管内特征区域的划分 | 第46-64页 |
| 3.1 模拟条件 | 第47-49页 |
| 3.1.1 模拟装置 | 第47页 |
| 3.1.2 模拟参数设置 | 第47-48页 |
| 3.1.3 模拟步骤 | 第48-49页 |
| 3.2 模拟结果处理方法 | 第49-50页 |
| 3.2.1 轴向空隙率的计算方法 | 第49-50页 |
| 3.2.2 径向空隙率的计算方法 | 第50页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第50-55页 |
| 3.3.1 速度分布 | 第51页 |
| 3.3.2 轴向空隙率 | 第51-53页 |
| 3.3.3 径向空隙率 | 第53-55页 |
| 3.4 立管内的特征区域划分 | 第55-61页 |
| 3.4.1 自由落料区和堆积角 | 第55-57页 |
| 3.4.2 向心流动区和垂直流动区 | 第57-60页 |
| 3.4.3 汇聚流动区 | 第60页 |
| 3.4.4 过渡区 | 第60-61页 |
| 3.4.5 平推流动区、壁面剪切区和松动区 | 第61页 |
| 3.5 立管内特征区域的讨论 | 第61-62页 |
| 3.6 本章小结 | 第62-64页 |
| 4 立管排料稳定性问题的本质 | 第64-82页 |
| 4.1 实验及模拟计算 | 第65-66页 |
| 4.1.1 模拟计算 | 第65页 |
| 4.1.2 实验设置 | 第65-66页 |
| 4.2 关键转变区域 | 第66-73页 |
| 4.2.1 速度分布 | 第67-69页 |
| 4.2.2 轴向空隙率分布 | 第69-71页 |
| 4.2.3 径向空隙率分布 | 第71-72页 |
| 4.2.4 特征区域对比讨论 | 第72-73页 |
| 4.2.5 关键转变区域的确定 | 第73页 |
| 4.3 关键转变区域的讨论 | 第73-79页 |
| 4.3.1 立管料面高度对关键转变区域空隙率的影响 | 第74-75页 |
| 4.3.2 速度分布 | 第75页 |
| 4.3.3 轴向空隙率分布 | 第75-77页 |
| 4.3.4 径向空隙率分布 | 第77-79页 |
| 4.3.5 立管排料稳定性问题的讨论 | 第79页 |
| 4.4 本章小结 | 第79-82页 |
| 5 避免不稳定流动的临界料柱高度及设计方程 | 第82-106页 |
| 5.1 临界料柱高度的建立及验证 | 第82-86页 |
| 5.1.1 临界料柱高度的建立 | 第82-83页 |
| 5.1.2 临界料柱高度的验证 | 第83-86页 |
| 5.1.2.1 模拟验证 | 第83-85页 |
| 5.1.2.2 实验验证 | 第85-86页 |
| 5.2 顶底效应 | 第86-87页 |
| 5.3 颗粒性质对临界料柱高度的影响 | 第87-95页 |
| 5.3.1 颗粒密度的影响 | 第87-91页 |
| 5.3.2 颗粒内摩擦系数的影响 | 第91-95页 |
| 5.4 设备设计参数对临界料柱高度的影响 | 第95-102页 |
| 5.4.1 适用临界料柱高度的孔口尺寸 | 第95-98页 |
| 5.4.2 孔口尺寸的影响 | 第98-102页 |
| 5.5 立管稳定运行的约束性方程 | 第102-105页 |
| 5.6 本章小结 | 第105-106页 |
| 6 负压差立管颗粒流的DEM模拟 | 第106-116页 |
| 6.1 当量重力理论模型 | 第106-112页 |
| 6.1.1 当量重力加速度g_e的表达式 | 第107-108页 |
| 6.1.2 颗粒空隙率 | 第108-111页 |
| 6.1.3 表观滑移速度 | 第111-112页 |
| 6.1.4 当量重力加速度的求解 | 第112页 |
| 6.2 实验及模拟计算 | 第112-114页 |
| 6.2.1 模拟计算 | 第112-113页 |
| 6.2.2 实验设置 | 第113-114页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第114-115页 |
| 6.4 本章小结 | 第115-116页 |
| 7 结论与展望 | 第116-120页 |
| 7.1 结论 | 第116-118页 |
| 7.2 创新点 | 第118-119页 |
| 7.3 展望 | 第119-120页 |
| 符号表 | 第120-124页 |
| 参考文献 | 第124-130页 |
| 个人简历及发表文章目录 | 第130-132页 |
| 致谢 | 第132-133页 |
