无重力和微重力下颗粒阻尼器能量耗散特性及活性颗粒收集研究-蔡静.pdf
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1、硕 士 学 位 论 文无 重 力 和 微 重 力 下 颗 粒 阻 尼 器 能 量 耗 散 特性 及 活 性 颗 粒 收 集 研 究EnergyDissipationCharacteristicsStudyofParticleDampersunderNon-GravityandMicrogravityandStudyonCollectionofActiveParticles作 者 : 蔡 静导 师 : 杨 先 清 教 授中 国 矿 业 大 学二 一 六 年 五 月中 图 分 类 号 O469 学 校 代 码 10290UDC 538 密 级 公 开中 国 矿 业 大 学硕 士 学 位 论 文无
2、重 力 和 微 重 力 下 颗 粒 阻 尼 器 能 量 耗 散 特 性 及 活性 颗 粒 收 集 研 究EnergyDissipationCharacteristicsStudyofParticleDampersunderNon-GravityandMicrogravityandStudyonCollectionofActiveParticles作 者 蔡 静 导 师 杨 先 清申 请 学 位 理 学 硕 士 培 养 单 位 理 学 院学 科 专 业 物 理 学 研 究 方 向 软 物 质答 辩 委 员 会 主 席 唐 刚 评 阅 人 吕 华 平 唐 刚二 一 六 年 五 月学 位 论 文 使
3、 用 授 权 声 明本 人 完 全 了 解 中 国 矿 业 大 学 有 关 保 留 、 使 用 学 位 论 文 的 规 定 , 同 意 本 人 所 撰写 的 学 位 论 文 的 使 用 授 权 按 照 学 校 的 管 理 规 定 处 理 :作 为 申 请 学 位 的 条 件 之 一 , 学 位 论 文 著 作 权 拥 有 者 须 授 权 所 在 学 校 拥 有 学 位论 文 的 部 分 使 用 权 , 即 : 学 校 档 案 馆 和 图 书 馆 有 权 保 留 学 位 论 文 的 纸 质 版 和 电子 版 , 可 以 使 用 影 印 、 缩 印 或 扫 描 等 复 制 手 段 保 存 和 汇
4、编 学 位 论 文 ; 为 教 学 和科 研 目 的 , 学 校 档 案 馆 和 图 书 馆 可 以 将 公 开 的 学 位 论 文 作 为 资 料 在 档 案 馆 、 图 书馆 等 场 所 或 在 校 园 网 上 供 校 内 师 生 阅 读 、 浏 览 。 另 外 , 根 据 有 关 法 规 , 同 意 中 国国 家 图 书 馆 保 存 研 究 生 学 位 论 文 。( 保 密 的 学 位 论 文 在 解 密 后 适 用 本 授 权 书 ) 。作 者 签 名 : 导 师 签 名 :年 月 日 年 月 日论 文 审 阅 认 定 书研 究 生 蔡 静 在 规 定 的 学 习 年 限 内 , 按
5、照 研 究 生 培 养 方 案的 要 求 , 完 成 了 研 究 生 课 程 的 学 习 , 成 绩 合 格 ; 在 我 的 指 导 下 完 成 本学 位 论 文 ,经 审 阅 , 论 文 中 的 观 点 、 数 据 、 表 述 和 结 构 为 我 所 认 同 ,论 文 撰 写 格 式 符 合 学 校 的 相 关 规 定 , 同 意 将 本 论 文 作 为 学 位 申 请 论 文送 专 家 评 审 。导 师 签 字 :年 月 日致 谢首 先 , 我 要 感 谢 我 的 导 师 杨 先 清 教 授 , 并 致 以 最 衷 心 的 感 谢 。 三 年 的 相 处 之中 杨 老 师 的 工 作 态
6、度 和 处 世 风 格 深 深 的 影 响 了 我 , 让 我 在 以 后 的 工 作 、 学 习 和 生活 中 更 好 的 进 步 。本 论 文 是 在 恩 师 杨 先 清 教 授 的 悉 心 指 导 和 不 断 鼓 励 下 完 成 的 , 论 文 从 选 题 ,到 研 究 , 再 到 最 后 的 撰 写 , 每 个 部 分 都 花 废 了 杨 老 师 很 多 心 思 。 在 学 术 上 杨 老 师一 直 都 是 以 身 作 则 , 对 工 作 一 丝 不 苟 , 他 优 秀 的 做 人 品 质 , 实 事 求 是 的 工 作 作 风 ,严 谨 的 治 学 态 度 , 精 益 求 精 的 探
7、 索 精 神 令 我 折 服 。 特 别 是 杨 老 师 在 繁 忙 的 工 作 中抽 出 大 量 时 间 帮 助 我 解 决 研 究 中 遇 到 的 困 难 , 帮 忙 修 改 论 文 , 使 我 我 非 常 感 动 。为 此 , 我 想 再 一 次 向 倾 心 指 导 和 培 养 我 的 恩 师 杨 先 清 教 授 致 以 深 深 的 敬 意 和 诚 挚的 谢 意 。感 谢 唐 刚 老 师 、 韩 奎 老 师 、 王 月 花 老 师 、 张 国 营 老 师 、 吴 玉 喜 老 师 、 陈 雷 鸣老 师 、 石 礼 伟 老 师 、 段 益 峰 老 师 等 多 位 老 师 对 我 学 习 和
8、生 活 上 给 予 的 帮 助 。 同 时也 要 感 谢 物 理 系 的 全 体 教 师 在 学 习 、 生 活 和 科 研 方 面 都 给 予 了 我 无 限 的 帮 助 和 教诲 。 此 外 , 感 谢 张 中 杰 、 彭 美 发 、 李 少 波 、 李 佩 欣 、 秦 云 、 杨 毅 、 侯 龙 、 刘 坤 、年 磊 磊 、 李 亮 亮 、 卢 灿 灿 以 及 其 他 学 弟 学 妹 帮 助 和 鼓 励 , 感 谢 一 起 度 过 研 究 生 阶段 学 习 和 生 活 的 同 学 们 , 以 及 其 他 所 有 关 心 和 帮 助 过 我 的 老 师 和 朋 友 们 , 这 三 年的 学
9、 习 生 活 将 会 是 我 生 命 中 最 难 忘 的 经 历 。感 谢 我 的 父 母 和 亲 朋 好 友 , 感 谢 他 们 在 生 活 上 对 我 的 照 顾 , 我 前 进 的 道 路 上离 不 开 他 们 的 关 心 、 鼓 励 和 支 持 。最 后 , 由 衷 地 感 谢 为 参 与 评 审 和 答 辩 本 论 文 花 费 大 量 宝 贵 时 间 的 各 位 专 家 和教 授 们 !I摘 要对 颗 粒 阻 尼 能 量 损 耗 特 性 和 自 移 动 活 性 颗 粒 的 收 集 的 研 究 , 具 有 重 要 的 理论 意 义 以 及 应 用 价 值 。 本 文 利 用 软 球 模
10、 型 ( DEM) , 模 拟 了 无 重 力 和 微 重 力 下颗 粒 阻 尼 器 运 动 , 研 究 了 不 同 振 幅 下 其 能 量 损 耗 原 理 和 规 律 ; 同 时 还 模 拟 研 究 了活 性 颗 粒 系 统 中 不 同 开 口 弧 度 弧 形 收 集 器 和 V型 收 集 器 收 集 效 率 的 变 化 。( 1) 在 无 重 力 下 , 当 振 幅 小 于 临 界 振 幅 时 , 颗 粒 处 于 类 似 气 体 状 态 , 此 时系 统 的 能 量 损 耗 随 振 幅 呈 线 性 增 加 ; 当 振 幅 大 于 临 界 振 幅 时 , 颗 粒 处 于 一 种 类 似固 体
11、 的 状 态 , 并 随 着 箱 体 作 同 步 振 动 , 此 状 态 能 量 耗 散 率 呈 现 出 非 线 性 的 变 化 ;在 临 界 振 幅 时 系 统 达 到 最 大 能 量 损 耗 , 而 且 颗 粒 的 两 种 状 态 能 量 损 耗 率 在 临 界 振幅 时 发 生 跳 跃 性 的 改 变 。 正 是 由 于 颗 粒 在 低 振 幅 处 于 类 似 气 体 的 运 动 状 态 和 高 振幅 是 处 于 类 似 固 体 状 态 态 的 不 同 能 量 损 耗 情 况 , 导 致 了 系 统 的 能 量 损 耗 率 突 变 的产 生 。 ( 2) 在 微 重 力 下 , 随 着
12、振 幅 的 增 加 颗 粒 也 呈 现 出 两 种 状 态 。 当 振 幅 大 于 临界 振 幅 时 , 此 时 的 振 动 加 速 度 远 大 于 重 力 ,颗 粒 处 于 类 似 固 体 状 态 并 和 箱 体 同 步振 动 。 当 振 幅 小 于 临 界 振 幅 时 , 在 重 力 的 作 用 下 颗 粒 呈 现 出 中 间 聚 集 两 边 有 颗 粒和 箱 体 来 回 振 动 的 状 态 。 此 时 系 统 的 能 量 损 耗 随 振 幅 逐 渐 递 增 , 然 后 过 渡 到 另 一状 态 , 并 没 有 产 生 跳 跃 性 的 转 变 。( 3) 弧 形 收 集 器 和 V型 收
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- 关 键 词:
- 重力 颗粒 阻尼 能量 耗散 特性 活性 收集 研究 蔡静
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