顆粒氣體多室盒裝化系統(tǒng)的動力學(xué)行為研究.pdf

1、本文從實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬兩個方面研究了垂直激勵作用下多室盒裝化顆粒系統(tǒng)的動力學(xué)行為。 在實(shí)驗(yàn)方面，首次將兩室盒裝化系統(tǒng)研究擴(kuò)展到多室系統(tǒng)，主要探討了二元顆?；旌衔镌趦煞N排列形式的系統(tǒng)中(非循環(huán)系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng))受外加正弦激勵作用時的動力學(xué)行為。實(shí)驗(yàn)觀測到顆?；旌衔镌谶@兩類系統(tǒng)內(nèi)有著不同的振蕩聚集規(guī)律，即：對于非循環(huán)系統(tǒng)，二元顆粒混合氣體在線性排列的小室中依次振蕩聚集，其順序是固定不變的，每次從某一固定小室向另一固定小室聚集轉(zhuǎn)換所需的時

2、間基本是恒定的，而從位于兩端小室向中間小室轉(zhuǎn)換所需時間大約是從中間向兩端的兩倍；對于循環(huán)系統(tǒng)，二元顆?；旌蠚怏w振蕩沒有一個固定的聚集順序，顆粒在小室中隨機(jī)循環(huán)，聚集轉(zhuǎn)換的平均時間隨聚集次數(shù)呈指數(shù)函數(shù)衰減，并趨于常值。此外，在振蕩態(tài)向均勻態(tài)轉(zhuǎn)換的過渡區(qū)域，首次觀測到振蕩聚集態(tài)和對稱均勻態(tài)共存的間歇性聚集現(xiàn)象。 在數(shù)值模擬方面，采用事件驅(qū)動法模擬兩室、三室和四室盒裝化系統(tǒng)中顆粒氣體的演化過程，重現(xiàn)了顆?；旌衔锏娜N動力學(xué)形態(tài)-非對稱

3、聚集態(tài)、振蕩聚集態(tài)和對稱均勻態(tài)，詳細(xì)討論了兩種顆粒的質(zhì)量比、直徑比、顆粒個數(shù)比、恢復(fù)系數(shù)和盒子寬度等參數(shù)對振蕩區(qū)間范圍和聚集幅值的影響，給出了盒裝化系統(tǒng)動力學(xué)演化特征隨這些參數(shù)變化的一般規(guī)律，第一次指出系統(tǒng)的聚集幅值隨激振強(qiáng)度的增加按照玻爾茲曼函數(shù)關(guān)系變化。與實(shí)驗(yàn)不同的是，模擬得到的振蕩周期是隨機(jī)的，在三(四)個小室中的聚集順序是無序的，顆粒在每個小室中的平均駐留時間與(f-f0)-a成正比(這里f為外加激振頻率，f0為出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象的臨