国家自然科学基金(50679032)
- 作品数：9 被引量：186H指数：6
- 相关作者：孙其诚王光谦杨铁笙朱中凡赵明更多>>
- 相关机构：清华大学中南大学中国科学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：理学水利工程天文地球更多>>
- 粘性细颗粒泥沙絮团发育与絮网发育临界判据的初步研究被引量：10
- 2009年
- 单颗粒沉降、絮团发育沉降、絮网压缩沉降是粘性细颗粒泥沙悬浮体系絮凝发育的三种不同相态,其中关于从絮团发育沉降转变到絮网压缩沉降这一临界状态的研究比较少见。本文从特征絮团的角度出发,考虑形成絮网的临界状态分别得出了静水、动水不同条件下区分絮团发育与絮网发育的临界判据,其分析结果与试验观察定性的一致。
- 朱中凡杨铁笙赵明梁朝皇
- 颗粒物质及其多尺度结构统计规律被引量：22
- 2009年
- 颗粒物质是大量离散的固体颗粒相互作用而组成的复杂体系,在自然界中广泛存在,比如泥石流、岩土和堰塞体等。与之相关的土力学和泥石流动力学等唯象理论发展较为完善,它们侧重于工程应用,对深层次的物理机制并没有深入研究。颗粒物质由于其离散性和强耗散性,相关凝聚态物理学和力学理论不能很好地应用,近20年来其基础研究是科学的前沿,逐渐形成一门新的学科——颗粒物质力学。该文首先简要回顾了颗粒物质的研究历史,理清了发展的脉络,对比了不同学科之间的内在关系,指出基于凝聚态物理学、固体力学和流体力学等科学成就,建立宏观性质的微观理论是颗粒物质力学的主要研究内容;指出了颗粒体系具有典型的多尺度结构特点,认为合理分割结构层次、正确理解不同层次的物理过程、确定它们之间的关联是颗粒物质机理研究取得突破的可行研究途径。以二维颗粒体系的单剪数值模拟实验为例,简单介绍了颗粒体系微观、细观和宏观等三个尺度的统计规律。
- 王光谦孙其诚
- 关键词：颗粒物质
- 紊动水流中细颗粒泥沙絮凝发育特征的试验研究被引量：19
- 2010年
- 本文通过试验,研究了水流紊动剪切对黏性细颗粒泥沙絮凝发育的影响作用。根据我们的实验,得出以下初步认识:(1)在某一剪切条件下,长时间后絮凝发育会渐趋稳定,达到某种平衡状态,这时絮团尺度的统计平均值趋于某一稳定值;(2)在低剪切紊动作用(剪切流速梯度G<30或41s-1),紊动剪切强度的提高促进絮凝发育,絮团尺度的统计平均值增大;相反,在高剪切紊动作用下(G>30或41s-1),紊动剪切强度的提高抑制絮凝发育,絮团尺度的统计平均值减小;在中间某一剪切状况下(G=30或41s-1),絮凝发育达到最佳状态,絮团尺度的统计平均值最大。另外,在试验中也发现:(3)在相同的水流剪切状况下,初始泥沙浓度越大,悬浮体系中形成的稳定的絮团中值粒径统计值也越大;(4)提高电解质浓度或增加电解质阳离子化合价,也会促进絮团发育;(5)形成的絮团处在大小为Kolmogorov尺度的旋涡内,其周围的绕流流态为层流状态,絮团受到的阻力以黏性力为主,破裂方式为表面破坏,同时,絮团最大粒径随紊动强度的增加而降低。
- 朱中凡赵明杨铁笙
- 关键词：水沙动力学絮凝分形
- 静态堆积颗粒中的力链分布被引量：99
- 2008年
- 颗粒物质是由众多离散颗粒组成的软凝聚态物质,涉及多个物理层次结构和机制,是多尺度问题.首先阐述了颗粒物质多尺度力学的研究框架,指出颗粒间接触力链构成的细观尺度是核心,颗粒物质显示出的独特静态堆积特性和动态流变特性都与细观尺度力链的复杂演变规律直接相关.围绕着定量描述力链特征这一目标,采用严格的球形颗粒Hertz法向接触理论和Mindlin-Deresiewicz切向接触理论,对重力作用下12000个球心共面的二维等径颗粒静态堆积进行了离散动力学模拟,对力链分布特征、接触力规律等做了量化分析,考察了颗粒摩擦系数的影响.这些结果有利于从力链角度揭示颗粒静态和动态性质.
- 孙其诚王光谦
- 关键词：颗粒物质
- 低浓度颗粒流Boltzmann方程的同伦分析方法解被引量：3
- 2009年
- 同伦分析方法(homotopy analysis method,HAM)是求解强非线性问题的有力手段.针对颗粒流的动理学理论中的非线性微分积分方程——Boltzmann方程,采用HAM方法选取局域Maxwell速度分布函数作为初始猜测解,得到了低浓度颗粒流的Boltzmann方程的一阶近似解,与传统的Chapman-Enskog方法得到的一阶近似解表达式的结构一致,初步显示了HAM方法求解Boltzmann方程的有效性,为一般Boltzmann方程的HAM方法求解奠定了基础.
- 张丽王光谦傅旭东孙其诚
- 关键词：BOLTZMANN方程同伦方法
- 低浓度固液两相流Boltzmann方程的同伦分析方法解被引量：2
- 2009年
- 同伦分析方法(Homotopy analysis method,HAM)是求解强非线性问题的有力手段.针对两相流动理学理论中的非线性微分积分方程——Boltzmann方程,本文采用HAM方法选取Maxwell速度分布函数作为初始猜测解,求解得到了低浓度固液两相流的BGK模型Boltzmann方程的一阶近似解,与传统的Chapman-Enskog方法得到的一阶近似解表达式的结构一致,显示了HAM方法求解Boltzmann方程的有效性,为一般Boltzmann方程的HAM方法求解奠定了基础.
- 张丽王光谦傅旭东孙其诚
- 关键词：固液两相流BOLTZMANN方程同伦方法
- 颗粒物质研究及多尺度统计规律
- 颗粒物质是大量离散的固体颗粒相互作用而组成的复杂体系,在自然界中广泛存在,比如泥石流、岩土和堰塞体等,与之相关的土力学和泥石流动力学等唯象理论发展较为完善。它们侧重于工程应用,对深层次的物理机制并没有深入研究。颗粒物质由...
- 王光谦孙其诚
- 关键词：颗粒物质
- 文献传递
- 水流剪切对细颗粒泥沙絮凝作用实验研究的综述被引量：12
- 2010年
- 综述了实验揭示的水流剪切条件与絮团特征参数(尺寸、分形维数)之间的关系,总结了同向絮凝的机理研究,并就絮凝实验研究过程中的一些问题提出了建议。
- 朱中凡赵明杨铁笙
- 关键词：泥沙絮凝
- 汶川地震堰塞体及相关力学问题被引量：6
- 2009年
- 2008年5月12日,爆发了里氏8.0级汶川特大地震,120多秒内,形成了南起康定,北至青川,呈北东—南西走向的长约300km、宽约30km的破裂带,当时山崩地裂,秀美河山被疯狂撕扯,无数生灵瞬间淹没于碎石瓦砾之中.由于四川复杂的地质地貌条件和丰沛水系,这次地震诱发了大量的崩塌、滑坡、泥石流和堰塞湖等山地灾害.极震区有明显危害和威胁的堰塞湖34个,其中唐家山堰塞湖为震后最大的山地次生灾害,严重威胁下游沿岸城镇、村庄、水利水电设施和100余万人生命财产安全,是震后抢险的重中之重.清华大学水利水电工程系部分师生不畏艰险,始终奋战在抗震抢险第一线,为唐家山堰塞湖抢险提供水文预报和决策咨询服务等,对肖家桥堰塞湖进行现场踏勘,获得了翔实的第一手资料.目前正在深入开展有关堰塞体的几个具有挑战性的关键力学问题研究.首先,堰塞体形成机制问题,亦即地震诱发的崩塌和巨型滑坡填充河道的动力过程;其次,堰塞体的溃决机制问题,除了关心泻流时下游洪峰流量外,更关注堰塞体的冲刷过程,以及砾石、块石等大粒径滑坡堆积物构成的堰塞体蠕变和变形机理等.这些问题正是侧重机理研究的颗粒物质力学的主要研究内容之一.由于堰塞体颗粒组成复杂,基于唯象描述的土力学和散体力学显然不适合堰塞体力学行为的基础研究.
- 孙其诚王光谦胡凯衡
- 关键词：汶川地震山地灾害颗粒物质
