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第一章绪论
1.1课题的工程背景及理论意义
1.2颗粒材料的定义及分类
1.3颗粒材料力学的数学物理模型
1.3.1连续介质模型
1.3.2动力理论途径(kinetic theory approach)
1.3.3有限元模型或基于有限元法的途径(FEM-based approach)
1.3.4分子动力学模型(Molecular dynamics,MD)
1.3.5多体动力学模型(Multibody dynamics model)
1.3.6元胞自动机(Cellular Automata,CA)
1.3.7 Monte Carlo模拟(Direct Simulation Monte Carlo,DSMC)
1.3.8离散单元模型(Discrete Element Method)
1.4颗粒材料的断裂与破碎
1.5含液颗粒材料力学的数值模拟
1.6颗粒材料的样本生成技术
1.7国内外离散单元及颗粒材料的研究现状
1.8本文主要工作
参考文献
第二章颗粒材料及颗粒材料力学的基本概念
2.1颗粒材料的基本概念
2.1.1颗粒粒度描述
2.1.2颗粒形状描述
2.1.3颗粒材料的孔隙度、密度及相关概念
2.1.4颗粒材料的安息角、稳定角、内摩擦角及粘性
2.2颗粒材料的几何表征
2.3结构张量(fabric tensor)及接触方向密度函数
2.4颗粒材料应力与应变
2.4.1颗粒材料的应力
2.4.2颗粒材料的应变
2.4.3颗粒的转动与偶应力
2.5颗粒材料均一化的基本概念
参考文献
第三章颗粒材料的离散颗粒模型及破坏分析
3.1颗粒材料离散单元模拟简介
3.1.1运动方程的求解
3.1.2力与位移的计算及现有接触模型的评述
3.2运动学分析：不同半径圆形接触颗粒的相对运动分析
3.3动力学分析：颗粒间接触力及接触力矩计算的数值模型
3.4颗粒材料动力模拟的离散单元法控制方程
3.5颗粒材料名义应变的定义
3.6数值算例
3.6.1平板压缩
3.6.2边坡稳定
3.7小结
参考文献
第四章颗粒材料离散单元模拟的进一步讨论
4.1刚性球模型(rigid-particle models)
4.1.1参数定义
4.1.2碰撞后速度的求解
4.1.3基于ED方案的刚性球模型的计算流程
4.1.4时间步长tevent
4.2软球模型(soft-particle models)
4.3软球模型与刚性球模型的等价性
4.4 临界时间步长
4.5常用边界条件
4.6常用接触本构关系
4.6.1法向力
4.6.2切向力
4.6.3滚动阻矩及滚动机制探讨
4.7小结
参考文献
第五章颗粒材料颗粒分级模型及破碎模拟
5.1颗粒破碎(断裂)及计算机模拟简介
5.2基于颗粒的名义应力
5.3颗粒材料的颗粒分级模型
5.4颗粒的诱导应力与破碎概率
5.5颗粒(簇)的破坏模式
5.6数值算例
5.7小结
参考文献
第六章含液颗粒材料的数值模拟
6.1颗粒材料间隙水的状态及模型化
6.1.1液桥模型
6.1.2连续介质模型
6.2间隙水连续介质模型的数值方案简介
6.3固相的离散颗粒模型
6.4间隙流体的连续介质模型描述
6.5间隙流体流动模拟的数值方案-特征线SPH方案
6.6数值算例
6.7小结
6.8颗粒材料间隙流体的状态方程
6.9颗粒间隙流体的假想流体模型及数值模拟
6.10间隙水Darcy渗流模型及数值模拟
6.11小结
6.12孔隙度计算
6.13饱和多孔介质孔隙水压力计算
参考文献
第七章程序实现
7.1引言
7.2颗粒材料离散颗粒模型程序DPM的说明
7.3颗粒分级破碎模型计算程序DPMC
第八章总结与展望
8.1总结
8.2展望
参看文献
论文创新点摘要
攻读博士学位期间发表学术论文情况
致谢
