本书全面分析了拖拽体在颗粒流动中的受力规律，设计了若干不同形状的拖拽体，即半侵入型的竖直型薄板墙体、倾斜型薄板墙体、厚板墙体以及全侵入型的矩形和锯齿形拖拽体，并采用离散元模拟和室内物理实验相结合的方法，分别对各种拖拽体在密集颗粒中的匀速运动做了全面的分析和研究，深刻揭示了拖拽阻力和升力随位移的变化规律，具有重要的理论和实践意义。
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目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 颗粒和颗粒流 1
1.2 颗粒流的描述 3
1.2.1 方法论和宏观模型方面 3
1.2.2 物理实验方面 7
1.2.3 数值模拟方面 8
1.2.4 其他方面 10
1.3 平面颗粒流的力学模型 13
1.3.1 平面剪切流 13
1.3.2 环形剪切流 15
1.3.3 垂直斜槽流 16
1.3.4 倾斜平面流 18
1.3.5 堆积流和旋转滚筒流 19
1.4 本章小结 20
第2章 颗粒离散元仿真模拟的理论基础 21
2.1 颗粒离散元法向接触力计算 22
2.1.1 赫兹接触理论 22
2.1.2 颗粒接触黏弹性模型 24
2.1.3 线性接触模型 26
2.2 颗粒离散元切向接触力计算 26
2.2.1 简易线性接触模型 26
2.2.2 Mindlin-Deresiewicz切向接触模型 28
2.3 基于重力增大法的自由平面颗粒生成方法 29
2.4 颗粒不均匀率和孔隙率 31
2.5 颗粒流中的宏观和细观摩擦系数 33
2.6 时间步长 35
2.7 局部阻尼和黏性阻尼 39
2.7.1 局部阻尼 39
2.7.2 黏性阻尼 40
2.8 黏性阻尼和恢复系数的关系 43
2.9 基于PFC2D的基本理论验证 49
2.10 本章小结 53
第3章 二维半侵入型刚性薄板拖拽模型 54
3.1 概述 54
3.2 颗粒离散元数值模拟方法 55
3.2.1 模型建立 55
3.2.2 容器、边界条件、颗粒以及拖拽体 55
3.2.3 颗粒离散元数值模拟的参数确定 55
3.3 宏观条件和细观条件对拖拽阻力的影响 59
3.3.1 几何条件对拖拽阻力的影响 59
3.3.2 颗粒内部特性对拖拽阻力的影响 64
3.3.3 边界条件对拖拽阻力的影响 65
3.3.4 拖拽速度对拖拽阻力的影响 66
3.4 拖拽阻力的两种不同预测模型 67
3.4.1 基于改进朗肯被动土压力理论的拖拽阻力预测模型 67
3.4.2 基于改进库仑被动土压力理论的拖拽阻力预测模型 74
3.5 楔体模型 75
3.6 惯性矢量和楔体剪切带的关系 76
3.7 拖拽体扰动下颗粒材料的弹塑性模型初探 80
3.7.1 Drucker-Prager模型 80
3.7.2 基于ABAQUS有限元模型的建立 84
3.8 室内物理实验结果验证 86
3.9 本章小结 92
第4章 倾斜拖拽模型 93
4.1 颗粒离散元模型建立 94
4.2 倾斜拖拽体的拖拽速度和侵入角度对拖拽阻力和升力的影响 95
4.2.1 拖拽速度对拖拽阻力和升力的影响 95
4.2.2 侵入角度对拖拽阻力和升力的影响 96
4.2.3 拖拽阻力的归一化探讨及其与升力的关系 97
4.3 基于改进库仑被动土压力理论的拖拽阻力和升力预测模型 98
4.3.1 预测模型的数学推导 98
4.3.2 预测模型的离散元模拟验证 101
4.4 本章小结 106
第5章 二维全侵入型拖拽模型 107
5.1 离散元模型 108
5.2 全侵入型拖拽体拖拽阻力的离散元模拟 110
5.2.1 矩形拖拽体的拖拽阻力 110
5.2.2 锯齿形拖拽体的拖拽阻力 112
5.3 全侵入型拖拽体升力的离散元模拟 119
5.3.1 矩形拖拽体的升力 119
5.3.2 锯齿形拖拽体的升力 120
5.4 锯齿倾角的影响 124
5.5 边界条件的影响 129
5.6 本章小结 133
第6章 角端效应、颗粒级配效应和湿颗粒问题 134
6.1 角端效应 134
6.1.1 非薄板拖拽体离散元模型 134
6.1.2 非薄板拖拽问题的角端效应 134
6.1.3 角端效应的定性解释 136
6.2 颗粒级配效应 137
6.2.1 颗粒剪切机理分析 137
6.2.2 颗粒抗剪强度级配效应 141
6.3 湿颗粒问题——以非饱和黄土为例 155
6.3.1 湿颗粒的简化离散元模型 155
6.3.2 湿颗粒的三轴试验 158
6.3.3 模拟方法及结果 159
6.4 湿颗粒基质吸力的理论预测——以非饱和黄土为例 162
6.4.1 PSD拟合模型 162
6.4.2 SWCC预测模型 164
6.4.3 一种简化的SWCC预测模型 168
6.5 本章小结 169
第7章 结论和讨论 171
7.1 结论 171
7.2 讨论 172
参考文献 174
附录 主要程序 181
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