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刘传奇: 作品数：11 被引量：61H指数：5; 供职机构：清华大学土木水利学院水沙科学与水利水电工程国家重点实验室更多>>; 发文基金：国家自然科学基金清华大学自主科研计划国家重点基础研究发展计划更多>>; 相关领域：理学水利工程石油与天然气工程环境科学与工程更多>>

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颗粒介质结构与力学特征研究综述被引量：10: 2014年; 颗粒介质由大量离散的粗颗粒聚集而成,如自然界中的粗砂和碎屑堆积体等.在工程实践中,人们依据经验和实验数据建立了许多模型,虽然可以满意地描述某些力学现象,但是对颗粒介质力学性质全貌的认识以及颗粒介质物理本质的理解仍远远不够.颗粒介质长程无序、短程有序的结构和复杂的能量转化过程,注定了其独特的力学性质.该文综述了颗粒介质结构探测和表征技术、热力学理论和固态-流态转变方面的新进展,特别介绍了清华大学近5年来开展的颗粒介质结构模型化方法和双颗粒温度热力学理论.最后,提出了开展结构分析-热力学理论的联合研究思路,以期更加深入认识颗粒介质的力学特性,探究颗粒介质的热力学根源,改善现有唯象研究现状.; 刘传奇孙其诚王光谦; 关键词：颗粒介质细观结构

颗粒介质弹性的弛豫被引量：1: 2015年; 颗粒介质是复杂的多体相互作用体系,其弹性源自内部的力链结构,弹性能量处在亚稳态,具有复杂的弛豫行为.在常规作用下,颗粒介质往往呈现明显的弹性弛豫.应力松弛是应变恒定时应力的衰减现象,弹性弛豫是应力松弛的主要原因.在前期工作基础上,从弹性势能面和双颗粒温度热力学角度分析了弹性弛豫的机理,量化了弹性应力演化不可逆过程;基于双颗粒温度热力学计算得到了弹性能、颗粒温度和应力的演化,其中应力松弛的计算结果与实验结果基本一致,讨论了颗粒温度初值和输运系数的影响.指出,开展力链结构及其动力学研究是揭示宏观弹性弛豫机理的关键.; 孙其诚刘传奇周公旦; 关键词：颗粒介质弛豫热力学

颗粒介质物质点法与离散元法的多尺度建模被引量：6: 2017年; 颗粒介质是由大量离散颗粒构成的无序材料,在工业生产与自然界中广泛存在.在外界作用下,颗粒材料可以类似固体保持稳定,也可类似流体发生流动,且类固体和类流体之间可以自然转化,目前人们难以采用统一的连续本构进行描述.本文提出了物质点法(Material Point Method,MPM)与离散元法(Discrete Element Method,DEM)的多尺度建模框架,亦即宏观尺度采用适用于大变形问题的MPM,颗粒尺度则采用DEM描述每个颗粒运动,每个物质点的力学性质由该点处若干颗粒构成的代表性体积元的力学性质计算得到,宏观尺度MPM所得变形梯度作为边界条件施加到体积元中,基于DEM计算得到域内的平均柯西应力,反馈到MPM计算,以此实现跨尺度研究.以沙堆倒塌作为算例,验证了MPM/DEM多尺度建模在描述颗粒复杂力学行为的有效性,并对倒塌过程中,宏观应变等信息与内在接触力链网络的关联进行了讨论.MPM/DEM多尺度建模没有引入唯象本构,且适用于大变形问题,为颗粒介质的多力学状态研究提供了新的思路.; 刘传奇孙其诚金峰; 关键词：颗粒介质离散元法

密集颗粒物质的介观结构被引量：32: 2017年; 密集颗粒物质由大量颗粒组成的多体相互作用体系,在一定条件下,颗粒互相连接,形成相对稳定的介观尺度结构,其几何和动力学性质较大程度上决定了颗粒体系的宏观物理和力学性质,因此开展颗粒的介观结构研究具有重要的理论价值,是科学的前沿之一.自然界的堆石坝、堰塞体和碎屑流,以及工程中的高温气冷堆堆芯颗粒流和先进核裂变能系统(ADS嬗变)的颗粒散裂靶等都是典型的颗粒体系,研究颗粒体系宏观力学性质是灾害预测和调控技术的关键.本文首先介绍颗粒接触力理论和简化模型的研究进展,接着介绍介观尺度结构分析方法与测量技术,颗粒体系Jamming转变、软点和颗粒微位移测量技术等,最后列举了几个关键的科学问题.颗粒介质中很多基本力学问题的解决需要借鉴物理和数学等学科的最新成果,建立新的概念和范式,从新的角度、思路、理念去认识颗粒介质的基本问题.同时,颗粒介质的基础研究还要紧密结合工程应用领域的大量相关的核心技术,与工程领域专家共同合作,使得颗粒介质的研究有的放矢,更具生命力.; 孙其诚刘晓星张国华刘传奇金峰; 关键词：颗粒介质本构关系

落石冲击载荷作用下大口径埋地管道应变规律研究被引量：6: 2011年; 针对大口径薄壁埋地管道在冲击载荷作用下易发生弯曲失效的问题,基于管土耦合分析模型,采用有限元数值仿真技术模拟了冲击载荷作用下埋地管道的动态响应,分析了大口径薄壁管的截面椭圆化变形与应变分布,以应变准则为依据校核管道安全性。在此基础上,探讨了管道埋深、径厚比、冲击载荷、管沟填充土等工程参数对管道应变的影响规律。研究表明,增大管道埋深,提高管道径厚比,减小落石冲击速度,回填土采用粘性较大的软质土等能够减小管道应变,研究所得规律对于大口径薄壁管道抗灾设计与防治措施制定有指导意义。; 聂肖虎刘传奇朱秀星; 关键词：埋地管道冲击载荷有限元

基于CDEM理论的裂纹模型及水力裂缝扩展方法研究: 岩体中原生裂纹的起裂、扩展以及贯通的数值模拟一直是力学与工程界的研究热点。裂纹扩展过程的本质是固相物质连续面到非连续面的转化，如何处理这种转换是问题的关键。若进一步考虑流体作用引起岩体有效应力的变化、裂纹导流能力变化等效...; 刘传奇; 关键词：水力压裂; 文献传递

颗粒介质的结构单元: 颗粒介质具有远程无序和近程有序的结构,是产生动力学不均匀性(dynamical heterogeneity)和复杂不可逆过程的根源。本文分析了颗粒介质的结构特征。在光弹实验观测和离散元模拟现象基础上,提出了构成颗粒体系的...; 孙其诚刘传奇; 关键词：颗粒介质介观结构应力松弛蠕变; 文献传递

水力压裂中裂纹扩展的数值模拟被引量：5: 2016年; 水力压裂是在高压粘滞流体或清水作用下地层内裂缝起裂与扩展的过程。由于包含岩石断裂和流-固耦合等复杂问题,对该过程的数值模拟具有相当大的挑战性。本文建立基于有限元与离散元混合方法的裂纹模型,模拟岩石裂纹扩展,实现了连续向非连续的转化;建立双重介质流动模型,裂隙流作为孔隙渗流的压力边界,孔隙渗流反作用裂隙的压力求解,处理了流体在基岩与人工裂缝中的协调流动;将裂纹模型与流体流动模式进行结合,建立断裂-应力-渗流耦合形式的力学模型,进一步分析了水力压裂的基本过程,综合多种数值计算方法,编写程序,在验证岩体裂纹模型与双重介质流动模型有效性的基础上,对压裂过程进行复现,将模拟结果与文献结果进行了对比,并讨论了所构建模型的优缺点。; 刘传奇薛世峰孙其诚; 关键词：水力压裂双重介质

红石岩滑坡-碎屑流的物质点法(MPM)模拟: 2014年云南鲁甸6.5级地震触发了红石岩滑坡，形成了高103m、体积方量1700万方的大型堰塞体.滑坡是一典型的动力大变形过程，物质点法(MPM)结合了拉格朗日方法和欧拉算法的优势，避免了网格畸变而适合模拟材料大变形问...; 徐小蓉孙其诚金峰刘传奇; 关键词：碎屑流

沙堆失稳流动的物质点方法模拟及实验: 结合我们构建的本构理论,构建了颗粒介质的弹性能模型,确定了弹性失稳条件及塑性流动规律,进而发展了基于物质点方法的算法,实现对沙堆演变过程的三维模拟,并开展实验予以验证.; 孙其诚费明龙刘传奇

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