顆粒體流動及堆積特性之數值模擬

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姓名

黃子豪(Tzu-hao Huang) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

顆粒體流動及堆積特性之數值模擬

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摘要(中)

筒倉試驗常用於探討顆粒體的流動特性，包含速度、壓力、流量等，不同之筒倉幾何參數及顆粒材料參數會呈現不同的流動型態。本研究係用PFC 3D軟體並以實驗室內筒倉之幾何參數及顆粒材料參數進行數值模擬，並分析顆粒於筒倉內流動之型態、速度、流量、流動路徑軌跡，以及顆粒流出筒倉後落入下方矩形渠槽之堆積分佈。本模擬將筒倉內顆粒依垂直高度分為五種不同之顏色，依流動型態分析本模擬之結果類似於漏斗狀流動(funnel flow)，顆粒流動時流量峰值與低值會有週期性之變化；經單顆粒追蹤結果發現越靠近筒倉上方之顆粒，在流動時會有往中間集中之現象；顆粒從筒倉落入下方矩形渠槽後堆積之分佈與原本筒倉內顆粒之分佈差異很大。

摘要(英)

Granular flows in Silos are frequently examined by both experimental work and numerical simulations. The key physical parameters in silos include the velocity, the pressure, the heap shape and the flow rate. The PFC 3D model is employed in this study and to explore the granular flows in an experimental silo. The simulated flow patterns, velocity, flow rate, and particle trajectories of the particles flow, are compared with experimental results. The flow patters depict he funnel-type flows. The flow rate from the silo shows a fluctuation due to the arching effect near the orifice. The flow paths of top layer are more concentrated them the bottom layer in the silo.

關鍵字(中)

★ PFC3D
★ 筒倉
★ 顆粒流
★ 流動型態
★ 堆積型態

關鍵字(英)

論文目次

摘要..... I
Abstract..... II
誌謝..... III
目錄..... IV
圖目錄... VII
表目錄... X
第一章緒論.... 1
1.1前言.. 1
1.2研究動機與目的 2
1.3研究方法..... 2
1.4論文架構..... 3
第二章文獻回顧.. 5
2.1離散元素法之顆粒接觸研究..... 5
2.2顆粒流動型態及分佈特性.. 7
2.2.1顆粒流動型態 ................7
2.2.2顆粒流動之速度分佈.... 10
2.2.3顆粒流動之流率分析.... 11
2.2.4筒倉內力量傳遞鏈之分佈變化... 12
2.3儲槽內顆粒堆積之型態.... 13
2.3.1顆粒之安息角 ................13
2.3.2矩形儲槽內顆粒堆積之歷程..... 14
第三章模擬配置與方法...... 16
3.1 模型配置及顆粒材料..... 16
3.1.1模型設置.... 16
3.1.2顆粒材料之參數..... 17
3.2 PFC 3D數值模擬...... 19
3.2.1離散元素法(Discrete element method，DEM).... 19
3.2.2 PFC 3D系統概論..... 20
3.2.3顆粒接觸模型...... 21
3.3程式模擬步驟.... 22
第四章模擬結果與分析.... 28
4.1筒倉實驗與數值模擬之較驗...... 28
4.1.1顆粒流動型態比較... 29
4.1.2顆粒流量分析比較... 31
4.1.3顆粒流動軌跡線比較.. 32
4.2顆粒流動型態之分析... 33
4.2.1顆粒流動歷程 ........33
4.2.2力量傳遞鏈之分佈變化. 35
4.2.3速度場之分析 ........36
4.2.4顆粒流量分析 ........44
4.2.5顆粒流動軌跡線..... 45
4.3顆粒堆積型態分析..... 50
第五章結論與建議...... 56
5.1結論 ................56
5.2建議................. 57
參考文獻.......... 58

參考文獻

[1] 吳侑謙(2015)，「顆粒特性及水流條件對顆粒體運動及淤積型態之實驗研究」，國立中央大學土木工程學系碩士論文。

[2] 徐松圻、蔣志宏(2009)，「分離元素法應用於土石流行為之研究」，第十三屆大地工程學術研究討論會。

[3] 唐昭榮、胡植慶、羅佳明、林銘朗(2009)，「遽變式山崩之PFC3D模擬初探－以草嶺與小林村為例」，地工技術第122 期，第143-152頁。

[4] 陳泰安(2001)，「球形顆粒系統之碰撞分析及演算法」，國立中央大學土木工程學系博士論文。

[5] 張光宗、江志文(2012)，「應用分離元素法及連續體力學法分析流槽中砂土的流動與堆積」，水土保持學報第44卷-第三期：第251-266頁。

[6] 莊明衛(2011)，「球型與非球型顆粒體在平面儲槽內流動行為之研究」，國立中央大學機械工程學系碩士論文。

[7] 張欽舜(2014)，「顆粒流對垂直平板撞擊力之數值模擬」，國立中央大學土木工程學系碩士論文。

[8] 黃郅軒(2011)，「儲槽內顆粒流動與發聲特性之研究」，國立中央大學土木工程學系碩士論文。

[9] 曾偉鑫(2011)，「二維堆積顆粒崩塌過程之研究」，國立中央大學土木工程學系碩士論文。

[10] 蔡輝平(2013)，「不同含水條件下堆積顆粒塊體崩塌過程之實驗與數值模擬」，國立中央大學土木工程學系碩士論文。

[11] 羅佳明、鄭錦桐、驥樹勇、紀宗吉、林銘朗(2011)，「落石型山崩危害範圍劃設之應用」，中興工程季刊第112期，第23-33頁。

[12] 美國工程工具箱網站 http://www.engineeringtoolbox.com/

[13] Ahmed, I. B., Nsom, B., Allal, A. M., & Ghomari, F. (2010) “Stress distribution during a silo filling or a discharging process,, Nature & Technology, (3), pp.29-36.

[14] Belytschko,T.(1983) “An Overiew of semidiscretization and Time Integration Procedures,, in Computational Methods for Transient Analysis, Ch.1, pp.1-65.

[15] Chau, K. T., Wong, R. H. C., & Wu, J. J. (2002) “Coefficient of restitution and rotational motions of rockfall impacts,, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 39(1), pp.69-77.

[16] González-Montellano, C., Ayuga, F., & Ooi, J. Y. (2011) “ Discrete element modelling of grain flow in a planar silo: influence of simulation parameters,,Granular Matter, 13(2), pp.149-158.

[17] Itasca Consulting Group Inc.(2010) “ PFC3D-Particle Flow Code in three Dimensions,, Minneapolis, USA.

[18] Mao, K., Wang, M. Y., Xu, Z., & Chen, T. (2004) “DEM simulation of particle damping,, Powder Technology, 142(2), pp.154-165.

[19] Masson, S., & Martinez, J. (2000) “Effect of particle mechanical properties on silo flow and stresses from distinct element simulations,, Powder Technology,109(1), pp.164-178.

[20] Ostendorf, M., & Schwedes, J. (2005) “Application of particle image velocimetry for velocity measurements during silo discharge,, Powder Technology, 158(1), pp.69-75.

[21] Perng, A. T. H., Capart, H., & Chou, H. T. (2006)“Granularconfigurations, motions, and correlations in slow uniform flows driven by an inclined conveyor belt,, Granular Matter, 8(1), pp.5-17.

[22] Slominski, C., Niedostatkiewicz, M., & Tejchman, J. (2007) “ Application of particle image velocimetry (PIV) for deformation measurement during granular silo flow,, Powder Technology, 173(1), pp.1-18.

[23] Uñac, R. O., Vidales, A. M., Benegas, O. A., & Ippolito, I. (2012) “ Experimental study of discharge rate fluctuations in a silo with different hopper geometries,, Powder Technology, 225, pp.214-220.

[24] Zhou, G. G., & Sun, Q. C. (2013) “Three-dimensional numerical study on flow regimes of dry granular flows by DEM,, Powder Technology, 239, pp.115-127.

指導教授

周憲德

審核日期

2015-7-29

推文