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散体颗粒碰撞参数的实验测量及模拟研究的开题报告
一、选题背景及意义
散体颗粒是由许多微观粒子组成的，其运动状态和作用力可以影响宏观物体的特性和性能，如颗粒堆密度、粉尘扩散、干燥速率等。因此，研究散体颗粒的运动规律和碰撞过程对于评估工业生产中的粒子运动特性和调节生产工艺有着重要的意义。
传统的散体颗粒碰撞参数测量方法主要依赖于实验方法，但存在实验成本高、有效数据获取难度大、测量误差等问题；而计算机模拟方法具有计算效率高、准确度高、实验限制小等优点。因此，开展散体颗粒碰撞参数的实验测量及模拟研究，具有重要的现实意义和理论价值。
二、研究内容
本项目将开展散体颗粒的碰撞参数测量实验和模拟研究，具体包括以下内容：
1.实验研究
通过实验测量散体颗粒之间的碰撞时间、碰撞能量、碰撞角度等信息，并探究不同碰撞参数对于颗粒运动模式和堆密度的影响。实验将采用高速摄像技术和散粒试验装置，并利用数据采集系统获取实验数据。
2.模拟研究
利用离散元方法（DEM）对散体颗粒的碰撞过程进行模拟，模拟结果包括碰撞能量分布、颗粒之间碰撞动能损失、碰撞后颗粒的运动和排列方式等。此外，还将应用计算流体力学（CFD）技术对散粒堆密度和触发条件进行仿真模拟，进一步了解粒子运动原理和影响因素。
三、研究计划
1.准备阶段
（1）文献调研，了解散体颗粒的基本运动规律和相关实验研究进展；
（2）建立模型，确定实验方案和模拟流程；
（3）工具和设备准备，包括高速摄像系统、散粒试验装置、计算机等；
（4）制定实验和模拟数据处理方法。
2.实验阶段
（1）采用高速摄像技术和散粒试验装置进行实验测量；
（2）收集与整理实验数据，建立数据分析模型；
（3）根据实验测量结果，对模型进行参数校准和改进。
3.模拟阶段
（1）利用DEM方法对散体颗粒的碰撞过程进行模拟；
（2）应用CFD技术进行散粒堆密度和触发条件的仿真模拟；
（3）对模拟结果进行验证和分析，优化模型参数。
4.撰写论文和汇报
（1）对实验数据和模拟结果进行分析和总结，撰写开题报告和学术论文；
（2）参加学术研讨会议，交流研究成果和心得体会。
四、参考文献
[1]金旌,张福臣.散体颗粒滚动与滑动阻塞的耗散模型[J].稀有金属材料与工程.2018,47(01):129-133.
[2]DavisTA,Xue-lingW.DEManalysisofsingleparticlefrictiontopredictlimestoneexcavation,Wear,2006,260(11):1254-1261.
[3]WulfsohnD,VitetS,ArseguelM,etal.AnalysisofadmixtureformationmechanismsinarotatingdrumusingacombinedDEM–CFDapproach,Chemicalengineeringscience,2013,99:30-42.
[4]TokutaI,HiraiN,MurakawaH,etal.Particle-levelCFD-DEMsimulationsofwetagglomerationoffineparticles.Chemicalengineeringscience,2012,72:282-290.