Моделирование сыпучих сред методом дискретных элементов
Диссертация
Сыпучая среда демонстрирует богатый спектр явлений — она может течь подобно жидкости, может оставаться в покое при наличии напряжений подобно твердому телу, при высокой интенсивности воздействия может вести себя подобно газу. Множество попыток было предпринято с целью теоретически описать отдельные аспекты поведения сыпучей среды используя аппарат механики сплошных сред. Но общей теории… Читать ещё >
Список литературы
- Allen М. P., Tildesley D. J. Computer simulation of liquids.— Oxford: Clarendon Press, 1987.
- Кривцов A. M., Кривцова H. В. Метод частиц и его использование в механике деформируемого твердого тела // Дальневосточный математический журнал ДВО РАН. — 2002. Т. 3, № 2. — С. 254−276.
- Campbell С. S., Cleary P. W., Hopkins М. Large-scale landslide simulations: Global deformation, velocities and basal friction // Journal of Geophysical Research. — 1995. — Vol. 100, no. B5. Pp. 8267−8283.
- Hopkins M. A., Hibler W. D., Flato G. M. On the numerical simulation of the sea ice ridging process // Journal of Geophysical Research. — 1991. — Vol. 96, no. C3. — Pp. 4809−4820.
- Mullin T. Mixing and de-mixing // Science. 2002. — Vol. 295, no. 5561. — P. 1851.
- Bertrand F., Leclaire L.-A., Levecque G. DEM-based models for the mixing of granular materials // Chem. Engrg. Sci. — 2005. — Vol. 60. — Pp. 2517−2531.
- Nazer H. Development of a Discrete Element Methodology for the simulation of gravity flow of ore in ore passes: Ph.D. thesis / Colorado School of Mines, Mining Department. — 2001. http://www.mines.edu/research/wmrc/Webpage/RP-5orepassfiles/.
- Cundall P. A., Strack 0. D. L. A distinct element model for granular assemblies // Geotech-nique. 1979. — Vol. 29, no. 1. — Pp. 47−65.
- Ristow G. H. Granular dynamics: A review about recent molecular dynamics simulations of granular materials // Annual Reviews of Computational Physics. — World Scientific, 1994.
- Campbell C. S. Shear Flows of Granular Materials: Ph.D. thesis / California Institute of Technology. — 1982. http://resolver.caltech.edu/CaltechETD:etd-11 242 003−104 837.
- Alam M., Luding S. Rheology of bidisperse granular mixtures via event driven simulations // J. Fluid Mech. 2003. — Vol. 476. — Pp. 69−103.
- Gavrilova M., Rokne J. Collision detection optimization in a multi-particle system // Int. J. Comput. Geometry Appl. — 2003. — Vol. 13, no. 4, — Pp. 279−301.
- Jaklic A., Leonardis A., Solina F. Segmentation and Recovery of Superquadrics. — Dor-drecth: Kluwer, 2000. — Vol. 20 of Computational imaging and vision. — ISBN 0−7923−6601−8. http://lrv.fri.uni-lj.si/ franc/SRSbook/SRS.html.
- Mustoe G. G. W., Miyata M. Material flow analyses of noncircular-shaped granular media using discrete element methods // J. Engrg. Mech.— 2001.— Vol. 127, no. 10.— Pp. 10 171 026.
- Mustoe G. G. W., Miyata M., Nakagawa M. Discrete element method for mechanical analysis of systems of general shaped bodies // Proc. 5th Int. Conf. Comput. Structures Technol. — Leuven, Belgium: 2000. — P. 6.
- Poschel Т., Buchholtz V. Molecular dynamics of arbitrarily shaped granular particles // Journal dc Physique /.— 1995. — Vol. 5. — Pp. 1431−1455.
- Matuttis H.-G., Luding S., Herrmann H. Discrete element simulations of dense packings and heaps made of spherical and non-spherical particles // Powder Technology. — 2000.— Vol. 109. Pp. 278−292.
- Miiller D., Liebling Т. M. Detection of collisions of polygons by using a triangulation // Proc. 2nd Contact Mechanics Int. Symp. / Ed. by M. Raous, M. Jean, J. Moreau. — Carry-le-Rouet, France: 1994. — Pp. 369−372.
- Kinetic collision detection between two simple polygons / J. Basch, J. Erickson, L. Guibas, J. Hershberger // Proc. 10th Ann. ACM-SIAM Symp. on Discrete Algorithms.— 1999. — Pp. 102−111.
- Separation-sensitive collision detection for convex objects / J. Erickson, L. Guibas, J. Stolfi, L. Zhang // Proc. 10th ACM-ISAM Sympos. Discrete Algorithms. 1999. — Pp. 327−336.
- Pournin L. On the behavior of spherical and non-spherical grain assemblies, its modeling and numerical simulation: These № 3378 / EPFL. — Lausanne, 2005. http://library.epfl.ch/theses/?nr=3378.
- Mirtich В. V-clip: Fast and robust polyhedral collision detection: Tech. Rep. TR-97−05: Mitsubishi Electrical Research Laboratory, 1997. http://www.merl.com/publications/TR1997−005/.
- Chung K., Wang W. Quick collision detection of polytopes in virtual environments // Proc. 3rd ACM Sympos. Virtual Reality Software and Technology. — 1996. http://i.cs.hku.hk/GraphicsGroup/projects/collision/cwvrst96.pdf.
- Samet II. The quadtree and related hierarchical data structures // ACM Comput. Surv.— 1984. Vol. 16, no. 2. — Pp. 187−260.
- Lohner R. Some useful data structures for the generation of unstructured grids // Communications in Applied Numerical Methods. — 1988.— Vol. 4, no. 1.— Pp. 123−135.
- Кнут Д. Искусство программирования. — Вильяме, 2000. — Т. 3. Сортировка и поиск. — С. 832.
- Седэ/свик Р. Фундаментальные алгоритмы на С++. — К.: Изд-во «ДиаСофт», 2001.— С. 688.
- Boyalakuntla D. S. Simulation of Granular and Gas-Solid Flows Using Discrete Element Method: Ph.D. thesis / Carnegie Mellon University. — 2003. http://www.mfix.org/opencitations/uploads/JayPhDThesis.pdf.
- Ferrez J.-A. Dynamic Triangulations for Efficient 3D Simulation of Granular Materials: These № 2432 / EPFL. — Lausanne, 2001. http://rosowww.epfl.ch/jaf/3dwdt/.
- Доюонсон К. Механика контактного взаимодействия. — М.: Мир, 1989. — 510 с.
- Kuwabara G., Копо К. Restitution coefficient in a collision between two spheres // Japanese Journal of Applied Physics. — 1987. — Vol. 26, no. 8. — Pp. 1230−1233.
- S chafer J., Dippel S., Wolf D. E. Force schemes in simulations of granular materials //J. Phys. I France. 1996. — Vol. 6. — Pp. 5−20.
- Labous L., Rosato A. D., Dave R. N. Measurements of collisional properties of spheres using high-speed video analysis // Phys. Rev. E. — 1997. — Nov. — Vol. 56, no. 5. — Pp. 5717−5725.
- Anomalous energy dissipation in molecular-dynamics simulations of grains: The «detachment» effect / S. Luding, E. Clement, A. Blumen et al. // Phys. Rev. E. — 1994, —Nov.— Vol. 50, no. 5. — Pp. 4113−4122.
- Pournin L., Liebling Т. M., Mocellin A. Molecular-dynamics force models for better control of energy dissipation in numerical simulations of dense granular media // Phys. Rev. E. — 2001.- Vol. 65.- P. 11 302.
- Уръев H. Б. Физико-химическая динамика дисперсных систем // Успехи химии.— 2004. Т. 73, № 1. — С. 39−62.
- Холпанов Л. Математическое моделирование нелинейных процессов // ТОХТ.— 1999. Vol. 33, по. 5. — Pp. 466−485.
- Холпанов Л. П., Ибятов Р. И. Математическое моделирование динамики дисперсной фазы // ТОХТ. 2005. — Vol. 39, по. 2, — Pp. 206−215.
- Холпанов Л. П., Ибятов Р. И. Calculation multiphase heterogeneous medium hydrodynamics in a centrifugal fiel // Heat Transfer Research. — 2006. — Vol. 37, no. 4. — Pp. 307−320.
- Ибятов P. И., Холпанов Л. П., Ахмадием Ф. Г. Математическое моделирование течения многофазной гетерогенной среды по проницаемому каналу // ТОХТ. — 2007. — Vol. 41, по. 5.-Pp. 514−523.
- Mikami Т., Катгуа Н., Horio М. Numerical simulation of cohesive powder behavior in a fluidized bed // Chemical Engineering Science. — 1998. — Vol. 53, no. 10. — Pp. 1927−1940.
- Matuttis H.-G., Schinner A. Particle simulation of cohesive granular materials // Int. J. Mod. Phys. C.- 2001.- Vol. 12.-Pp. 1011−1021.
- Wolf D. E. Granular flow, collisional cooling and charged grains // Physica A.— 1999. -Vol. 274. Pp. 171−181.
- Contact dynamics simulations of compacting cohesive granular systems / D. Kadau, G. Bar-tels, L. Brendel, D. E. Wolf // Computer Physics Communications. — 2002. — Vol. 147. — Pp. 190−193.
- Zhang D., Whiten W. J. A new calculation method for particle motion in tangential direction in discrete element simulations // Powder Technology. — 1999. — Vol. 102, no. 3. — Pp. 235 243.
- McNamara S. Flekk0y E. G., Mal0y K. J. Grains and gas flow: Molecular dynamics with hydrodynamic interactions // Phys. Rev. E. — 2000. — Vol. 61, no. 4. — Pp. 4054−4059.
- Muth ВEberhard P., Luding S. Collisions between particles of complex shape // Powders and Grains 2005 / Ed. by R. Garcia-Rojo, H. J. Herrmann, S. McNamara. — Stuttgart: 2005.- Pp. 1379−1383.
- Годунов С. К., Рябенький В. С. Разностные схемы. — М.: Наука, 1977.— С. 440.
- Daan Frenkel, Smit В. Understanding Molecular Simulation: From Algorithms to Applications. — Academic Press, 2001. — P. 664.
- Хокни P., Иствуд Д. Численное моделирование методом частиц. — М: Мир, 1987.
- Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. — М.: Мир, 1976. — Т. 1, — С. 439.
- Хайрер Э., Нёрсетт С., Ваннер Г. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. М.: Мир, 1990. — Т. 1. — С. 512.
- Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика, — М.: Наука, 1988.— Т. I. Механика. — С. 216.
- Акивис М. А., Гольдберг В. В. Тензорное исчисление. — М.: Наука, 1969.— С. 352.
- Ильин В. А., Позняк Э. Г. Линейная алгебра. — М.: Наука, 1999.— С. 296.
- Петкевич В. В. Теоретическая механика. — М.: Наука, 1981.— С. 496.
- Амелъкин Н. И. Кинематика и динамика твердого тела. — МФТИ, 2000. http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Amelkin2000ru.pdf.
- Vu-Quoc L., Zhang X., Walton О. R. А 3D discrete emelent method for dry granular flows of ellipsoidal particles // Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. — 2000. — Vol. 187. — Pp. 483 528.
- Пушкарев А. Э. Аналогия линейных преобразований и структурного синтеза механизма // Теория механизмов и машин. — 2004. — Т. 2, № 2. — С. 24−29. http://tmm.spbstu.ru/.
- Стабилизация фронта фильтрационного горения / А. А. Жирнов, А. Ю. Зайченко, Г. Б. Манелис, Е. В. Полианчик // ДАН. — 2008. — Т. 418, № 5, — С. 1−3.
- Дорофеенко С. О., Зайченко А. Ю., Жирнов А. А., Манелис Г. В., Полианчик Е. В., Черемисип В. В. Способ переработки конденсированных горючих путем газификации и устройство для его осуществления. — Патент РФ № 2 322 641, приоритет от 02.05.2006.
- Дорофеенко С. О., Полианчик Е. В., Манелис Г. Б. Численное моделирование течения бидисперсного сыпучего материала во вращающемся реакторе // ДАН. — 2008.— Т. 422, № 5. С. 1−3.
- Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика.— М.: Наука, 1987.— Т. VII. Теория упругости. — С. 248.
- Coefficient of restitution of colliding viscoelastic spheres / R. Ramirez, T. Poschel, N. V. Bril-liantov, T. Schwager // Phys. Rev. E. 1999. — Oct. — Vol. 60, no. 4. — Pp. 4465−4472.
- Zhang D., Whiten W. The calculation of contact forces between particles using-spring and damping models // Powder Technology. — 1996. — Vol. 88. — Pp. 59−64.
- The influence of DEM simulation parameters on the particle behaviour in a V-mixer / H. P. Kuo, P. C. Knight, D. J. Parker et al. // Chemical Engineering Science. — 2002, — Vol. 57, no. 17. Pp. 3621−3638.
- Sadd M. H., Tai Q. M., Shukla A. Contact law effects on wave propagation in particulate materials using distinct element modeling // Int. J. Non-Linear Mechanics. — 1993. — Vol. 28, no. 2.- Pp. 251−265.
- Model for collisions in granular gases / N. V. Brilliantov, F. Spahn, J.-M. Hertzsch, T. Poschel // Phys. Rev. E. 1996. — May. — Vol. 53, no. 5. — Pp. 5382−5392.
- Vu-Quoc L., Zhang X. An accurate and efficient tangential force-displacement model for elastic frictional contact in particle-flow simulations // Mechanics of Materials. — 1999. — Vol. 31. Pp. 235−269.
- Walton 0. R., Braun R. L. Viscosity, granular-temperature, and stress calculations for shearing assemblies of inelastic, frictional disks // Journal of Rheology.— 1986.— Vol. 30.— Pp. 949−980.
- Zhang X., Vu-Quoc L. Modeling the dependence of the coefficient of restitution on the impact velocity in elasto-plastic collisions // Int. J. Impact Engineering. — 2002. — Vol. 27. — Pp. 317−341.
- Vu-Quoc L., Zhang X. An elasto-plastic contact force-displacement model in the normal direction: Displacement-driven version // Proc. R. Soc. bond. A.— 1999.— Vol. 455.— Pp. 4013−4044. http://maesrv.mae.ufl.edu/~vql/pdf/royall999.pdf.
- Vu-Quoc L., Zhang X., Lesburg L. Normal and tangential force-displacement relations for frictional elasto-plastic contact of spheres // Int. J. Solids and Structures. — 2001. — Vol. 38, no. 36−37, — Pp. 6455−6489.
- Thornton C., Ning Z. A theoretical model for the stick/bounce behaviour of adhesive, elastic-plastic spheres // Powder Technology. — 1998. — Vol. 99, no. 2. — Pp. 154−162.
- Страуструп Б. Язык программирования С++, спец. изд. — СПб.: «Издательство БИНОМ» «Невский Диалект», 2001. — С. 1099.
- Элджер Д. С++: библиотека программиста. — СПб: Питер, 2001.— С. 320.
- Вандервуд Д., Джосаттис Н. М. Шаблоны С++. Справочник разработчика. — Пер. с англ. Изд. дом «Вильяме», 2003. — С. 544.
- Мейерс С. Эффективное использование STL. — Пер. с англ. — Изд. дом «Питер», 2002. — С. 224.
- Sigurgeirsson Н., Stuart A., Wan W.-L. Algorithms for particle-field simulations with collisions // J. Сотр. Phys. — 2001. — Vol. 172, no. 2. Pp. 766−807.
- Алдушип А. П., Сеплярский Б. С. Распространение волны экзотермической реакции в пористой среде при продуве газа // ДАН. Физика. — 1978. — Т. 241, № 1. — С. 72−75.
- Алдушин А. П. Теория фильтрационного горения: Дисс. .д-ра ф.-м. наук: 01.04.17 / ОИХФ АН СССР. Черноголовка, 1981.
- Алдушин А. П., Мержанов А. Г. Теория фильтрационного горения: общие представления и состояние исследований // Распространение тепловых волн в гетерогенных средах. / Под ред. Ю. Ш. Матрос. — Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988.— С. 952.
- Выжол Ю. А. Сверхадиабатический режим фильтрационного горения гетерогенных систем: Дисс. канд. ф.-м. наук: 01.04.17 / ОИХФ АН СССР. — Черноголовка, 1990.
- Распространение тепловых волн в гетерогенных средах. / Под ред. Ю. Ш. Матрос. — Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988. — С. 286.
- Шкадинский К. Г., Ивлева Т. П., Степанов Б. В. Вычислительный эксперимент в теории фильтрационного горения // Распространение тепловых волн в гетерогенных средах. / Под ред. Ю. Ш. Матрос. — Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988. — С. 263−275.
- Алдушин А. П. Теплопроводностный и конвективный режимы горения пористых систем при фильтрации теплоносителя // Физика горения и взрыва. — 1990. — Т. 2. — С. 60−68.
- Беккер А. В. Макрокинетическое моделирование сверхадиабатического фильтрационного горения углеродсодержащих материалов: Дисс. канд. ф.-м. наук: 01.04.17 / ИПХФ РАН. — Черноголовка, 2004.
- Салганский Е. А. Моделирование газификации твердого топлива в фильтрационном режиме: Дисс. .канд. ф.-м. наук: 01.04.17 / ИПХФ РАН. — Черноголовка, 2004.
- Салганский Е. А., Полианчик Е. В., Манелис Г. Б. Моделирование горения углерода в фильтрационном режиме // Химическая физика. — 2006. — Т. 25, № 8. — С. 55−63.
- Манелис Г. Б., Полианчик Е. В., Фурсов В. П. Энерготехнология сжигания на основе явления сверхадиабатических разогревов // Химия в интересах устойчивого развития. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. Т. 4.
- Дорофеенко С. О. Численное моделирование-движения сыпучего материала в реакторе шахтного типа // ТОХТ. 2007. — Т. 41, № 2. — С. 205−212.
- Beverloo W. A., Leniger Н. A., van de Velde J. The flow of granular solids through orifices // Chem. Eng. Sci. 1991. — Vol. 15, no. 3−4. — Pp. 260−269.
- The flow of granular materials. Discharge rates from hoppers / R. M. Nederman, U. Tuzun, S. B. Savage, G. T. Houlsby // Chem. Eng. Sci. 1982. — Vol. 37, no. 11. —Pp. 1597−1609.
- Hirshfeld D., Rapaport D. C. Granular flow from a silo: Discrete-particle simulations in three dimensions // Eur. Phys. J. K— 2001. — Vol. 4. — Pp. 193−199.
- Rintoul M. D., Torquato S. Metastability and crystallization in hard-sphere systems // Phys. Rev. Lett. 1996. — Vol. 77, no. 20. — Pp. 4198−4201.
- Cleary P. W. The effect of particle shape on hopper discharge // Proc. 2nd Int. Conf. on CFD in the Minerals and Process Industries / CSIRO. — Melbourne: 1999.
- Pugnaloni L. A., Barker G. C., Mehta A. Multi-particle structures in non-sequentially reorganized hard sphere deposits // Adv. Complex Systems. — 2001. — Vol. 4, no. 4, — Pp. 289 297.
- Jamming during the discharge of grains from a silo described as a percolating transition / I. Zuriguel, L. A. Pugnaloni, A. Garcimartm, D. Maza // Phys. Rev. E.~ 2003.— Vol. 68, no. 3.-P. 30 301.
- Дорофеенко С. О. Числеиное моделирование течения бидисперсного сыпучего материала в реакторе шахтного типа // ТОХТ. — 2007. — Т. 41, № 6. — С. 1−5.
- Tsuji Y., Kawaguchi Т., Tanaka Т. Discrete particle simulation of two-dimensional fluidized bed // Powder Technology. — 1993. — Vol. 77. — Pp. 79−87.
- Сильвестров В. В. Системы чисел // Соросовский образовательный журнал. — 1998. — № 8. С. 121−127.
- Ханукаев Ю. И. О кватернионах. I. Конечные перемещения твердого тела и точки // Электронный журнал «Исследовано в России». — 2002. — 033. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2002/033.pdf.