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1.
《Advanced Powder Technology》2022,33(8):103664
Powder transport systems are ubiquitous in various industries, where they can encounter single powder flow, two-phase flow with solids carried by gas or liquid, and gas–solid–liquid three-phase flow. System geometry, operating conditions, and particle properties have significant impacts on the flow behavior, making it difficult to achieve good transportation of granular materials. Compared to experimental trials and theoretical studies, the numerical approach provides unparalleled advantages over the investigation and prediction of detailed flow behavior, of which the discrete element method (DEM) can precisely capture complex particle-scale information and attract a plethora of research interests. This is the first study to review recent progress in the DEM and coupled DEM with computational fluid dynamics for extensive powder transport systems, including single-particle, gas–solid/solid–liquid, and gas–solid–liquid flows. Some important aspects (i.e., powder electrification during pneumatic conveying, pipe bend erosion, non-spherical particle transport) that have not been well summarized previously are given special attention, as is the application in some new-rising fields (ocean mining, hydraulic fracturing, and gas/oil production). Studies involving important large-scale computation methods, such as the coarse grained DEM, graphical processing unit-based technique, and periodic boundary condition, are also introduced to provide insight for industrial application. This review study conducts a comprehensive survey of the DEM studies in powder transport systems. 相似文献
2.
3.
基于密度泛函理论(DFT)第一性原理方法,研究了Si、Ni、Mn、Cr、Mo在fcc-Fe/NbX (X=C, N)界面的偏析行为,并分析了合金元素偏析对界面体系的影响。结果表明,fcc-Fe/NbN界面结合强度相较于fcc-Fe/NbC界面结合强度略有提升;Si稳定存在于Fe基体中,Ni、Mn在界面有轻微偏析倾向,Cr、Mo在界面和NbX (X=C,N)内均存在偏析,其中,Mo向界面偏析倾向更大;Cr、Mo偏析在fcc-Fe/NbC界面一定程度上降低了界面的结合能力,但体系稳定性有所提升,Cr、Mo偏析在fcc-Fe/NbN界面一定程度上提高了界面的结合能力,但Mo使得体系稳定性下降。 相似文献
4.
陶瓷的压缩破坏是一个爆炸式破碎的过程,在短时间内急剧释放大量能量,并伴随大量高速飞行碎片的产生,实验上较难获取陶瓷压缩破坏过程中碎片的飞溅速度。本文采用离散元数值模拟氧化铝陶瓷的压缩破碎过程,分析了不同应变率下产生碎片的尺寸分布、碎片的平均飞溅速度,以及试件内部不同区域碎片的速度变化规律。研究表明:(1)陶瓷的表观破坏强度以及破碎后碎片的平均飞溅速度与加载应变率正相关;(2)碎片飞溅速度与其初始位置相关,外侧碎片的飞散速度最大,随着初始位置与试件中心轴距离的减小,碎片飞溅速度逐渐减小;(3)随着加载应变率的提高,碎裂产生的碎片数逐渐增多,对应的碎片平均尺寸变小。进一步讨论了试件压缩破碎过程中的能量守恒和转换模式,并对碎片飞溅的平均速度进行了理论分析。 相似文献
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6.
在断层破碎带结构下进行隧道施工,容易引发围岩滑动失稳甚至隧道坍塌等施工灾害。为探究断层破碎带开挖坍塌机理及对应解决措施,研究以X隧道为依托,使用PFC2D离散元软件对断层破碎带开挖过程进行数值模拟。节理面和隧道开挖面相较或距离较近时,对隧道开挖稳定性影响较大。断层破碎带容易沿节理面出现滑动破坏出现坍塌情况,并且该破坏存在时间效应。针对断层破碎带脆弱特点,研究提出增强拱顶稳定性的支护措施,厚喷混凝土、架立工字钢拱架、添加锚杆等。施加该支护措施之后,隧道围岩的裂隙产生和扩散过程得到了有效抑制,整体稳定性明显增强。研究探讨了断层破碎带坍塌机理及对应处理措施的思路具有普遍性,可为类似隧道施工提供借鉴。 相似文献
7.
页岩油压裂水平井投产前普遍先闷井,为快速评价体积压裂效果,提出基于页岩油藏闷井压力数据的压后评估方法。通过闷井数值模拟,表征压裂水平井缝网改造区域的压力扩散与流体运移规律,并建立闭合后线性流计算模型和裂缝储集控制数学模型,形成反演裂缝参数与地层压力的计算方法。结果表明,压裂停泵后改造区域依次经历井筒末段裂缝控制、全井段裂缝控制以及储集层基质控制下的9个流动阶段,其压降导数在双对数坐标下为不同斜率的多个直线段;应用于吉木萨尔凹陷4口典型页岩油水平井,证明了闷井压力数据能用于裂缝参数和地层压力反演,也验证了提出方法的适用性,可供评价压裂作业效果和优化平台井距借鉴。 相似文献
8.
A pattern net assisted mapping artificial neural network (PAMANN) model for estimation of parameters in problem with large data (1300 × 121 matrix size) is reported. A pattern net-based multilayer perceptron neural network (MLPNN) model for clustering the data, followed by mapping MLPNN model for mapping the target with the input, is developed as PAMANN model. A heat transfer problem with combined mode conduction and radiation in porous medium is solved numerically, and is called direct model. In the inverse model, a PAMANN model is developed by using data generated through the direct model. The PAMANN model is able to estimate two parameters (extinction coefficient β and convective coupling P2) after taking temperature profile as input. The model is tested for different number of neurons in hidden layer, and different levels of noise in input data. Twelve different algorithms are explored in training of mapping MLPNN, and compared for performance. Levenberg–Marquardt algorithm is found to estimate the parameters with high accuracy, but took high CPU time. Bayesian regularization is found to consume very high CPU time with moderate accuracy in estimation of parameters. Variations in hidden layer neuron number and noise in input data, were done to analyze the performance of mapping MLPNN with different training algorithms. Algorithms O-Step Secant, conjugate gradient with Polak-Ribiére updates, and conjugate gradient with Fletcher-Reeves updates are able to handle all variations of noise and number of neurons in hidden layer, with good accuracy of estimation and low CPU time consumption. Under high computational resource LM algorithm can be used for all cases. Up to 0.99132 value of regression coefficient is obtained in mapping MLPNN model with 15 hidden neurons, indicating the high accuracy of the model. With the help of PAMANN model, highly accurate (absolute error 1.78%) estimation of parameters is obtained. The model can handle upto 1% noise in input data, while giving accurate results. 相似文献
9.
为了研究充填支架夯实机构的夯实角对矸石散体夯实效果的影响,以ZC1800/14/25型充填液压支架为原型,采用离散元数值模拟的方法构建矸石充填工作面空间模型,分析了推压板和矸石散体在夯实过程中的力链演化,研究了夯实角与夯实板推压力、矸石破碎程度、欠接顶量和矸石质心位置之间的关系。结果表明:随着夯实角的减小,夯实作用会影响到较大范围的矸石并压碎部分矸石,夯实板压力较大;随着夯实角的增大,夯实板压力降低,且推动的矸石量较少。最终确定夯实角为10°时,夯实机构对矸石散体的充填效果最好,此结论可为充填工作面现场操作提供理论依据。 相似文献
10.
为研究赣江流域洪水特征,基于赣江流域外洲水文站1950-2019 年共70 年逐日流量资料,对年最大洪峰流量和1 日洪量进行研究,通过Copula 函数研究其洪水峰量联合分布情况。结果表明:赣江洪峰和洪量保持良好的一致性,均呈减少趋势;洪峰和洪量的最优分布均为gamma 分布函数;Frank copula 函数可以很好的拟合赣江洪峰和洪量的相关关系;洪水单变量重现期为5 年一遇时,实际重现期为4.89~5.12 年;当单变量重现期为100 年一遇时,实际重现期为72.51~161.05年。 相似文献