顆粒物質在振動環(huán)境中的分離現(xiàn)象及形成機理研究.pdf

1、對顆粒物質的狀態(tài)、特性及運動規(guī)律的研究是當前物理學前沿領域的一個熱點課題。目前人們對顆粒物質運動規(guī)律的認識還不夠清晰，特別是對振動條件下顆粒物質的運動規(guī)律和機理還有待深入地研究。本文主要針對顆粒物質在振動環(huán)境下所出現(xiàn)的分離現(xiàn)象，運用平均場理論思想和統(tǒng)計力學方法，借助與數值計算手段來分析和研究振動顆粒體的運動變化趨勢及分布規(guī)律，以探求顆粒物質振動分離現(xiàn)象的形成機理。Edwards，M．Tarzia等人所構建的顆粒振動分離模型成功地解釋了垂

2、直振動的顆粒分離現(xiàn)象，但無法解釋水平振動的顆粒分離現(xiàn)象。本文在Edwards，M．Tarzia模型的基礎上構建了一個更為普適的含廣義勢的顆粒振動分離模型，不僅能將E-M模型包含在內，解釋垂直振動的顆粒分離現(xiàn)象，也成功地解釋了水平振動顆粒分離現(xiàn)象。本模型還可以進一步推廣來解釋含其他勢的顆粒振動分離現(xiàn)象。本文用該模型計算了2種不同大小顆粒組成的水平振動體系，結果表明在振動的過程中，大顆粒占據系統(tǒng)中心格點的概率較大，大顆粒有向盤中心聚集的趨勢

3、。隨著振動的持續(xù)進行，大顆粒在盤中央分布的密度加大，最終導致大顆粒在中心聚集的分離現(xiàn)象。本文的研究結果表明：顆粒物質分離現(xiàn)象是由系統(tǒng)所受到外界的振動力和其所處的某一勢場(力場)共同作用下形成的。這在一定程度上揭示了顆粒物質出現(xiàn)振動分離現(xiàn)象的物理機制。 本文主要有以下創(chuàng)新之處：(1)建立了一個含廣義勢的顆粒振動模型，比E-M模型更具普適性。(2)首次計算了水平振動狀態(tài)下的顆粒分布趨勢，在一定程度上解釋了水平振動體系的顆粒分離現(xiàn)象。