离散元后处理技术及其在构造模拟中的应用

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aramis_Rose
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
离散元方法是一种用微观颗粒体系模拟宏观物体变形的数值模拟手段,在岩土工程,构造模拟,物料运移等领域应用广泛。构造数值模拟作为一种重要的构造定量化研究手段,通过建立起构造的变形机制与几何分析的联系,一定程度上摆脱传统构造分析方法在含盐褶皱冲断带研究的局限性。离散元数值模拟能够在呈现构造变形基础之上,通过追踪模拟中颗粒在每一个时刻的受力及运动状态,给出体系的应力应变状态及速度位移场的情况,进而能够研究小尺度的变形及裂缝,实现对含盐褶皱冲断构造的定量化研究,具有重要科学价值和经济意义。因此,如何高效地表达构造模拟中的动力学和运动学特征的分布情况,具有重要的应用价值。本文基于文献调研,算法设计与开发,计算实例以及构造数值模拟实验完成了以下工作:1)调研文献讨论了多维度的后处理分析对构造模拟的重要性:构造变形反映构造整体形态的基础上,应变的分布能反映模型中小尺度构造变形,速度场的分布能够得出不同构造单元的运动状态,位移梯度则能够更为细致地展现裂缝分布。2)设计并开发了适配离散元软件YADE的后处理计算及可视化分析模块DEMpost。通过光栅化算法将颗粒体系以图像的形式呈现,通过反距离加权插值算法将颗粒体系的应力应变等特征以图像的形式呈现,通过其他图像处理的算法提升了以上图像的质量。图像形式的构造变形图像与特征图谱之间能够建立起关联,便于追踪特定构造单元在构造演化过程中的动力学与运动学特征。3)设计系统的离散元数值模拟实验,分析了含盐褶皱冲断带构造中常见因素的影响,基于DEMpost实现构造模拟的后处理可视化,探讨了构造变形与动力学及运动学特征的映射关系,模拟的结果表明:底部单膏盐层的存在使得应力应变迅速传播到构造边界,整个模型内部出现收缩挤压情况,发育“箱状”构造;双膏盐层的存在将与共轭断裂相伴的刚性抬升转化为具有流变性质的揉皱构造,膏盐层内部应力应变状态稳定,对构造的影响表现为产生应变分散和三角剪切带,且具有一定的辐射范围;先存断裂促进断层的上盘沿断裂向上移动,先存断裂的倾向、倾角、规模等因素影响上盘移动的方向和距离,进而影响变形传播的范围。
其他文献
随着时代的发展和中国城市化进程的加快,越来越多的青年群体开始涌入城市谋求发展机会,由于大多青年群体的经济能力无法承受居高不下的房价,面向青年群体的住房租赁市场蓬勃发展,青年公寓的居住类型应运而生。同时,时代的发展带来了社会经济结构的转型,旧时代城市中大量工业建筑无法适应时代发展而遭废弃和改造。前者青年公寓的需求与建设,后者废弃工业建筑的拆除,二者导致大拆大建的发展模式都过分消耗大量的社会资源;若将
本论文在系统分析区域金矿成矿地质背景、总结区域金矿成矿规律的基础上,通过开展土壤地球化学测量,在江西省铜鼓县九峰矿区内圈定了土壤地球化学异常,经异常查证发现了金矿化体。通过对九峰矿区土壤化探特征、成矿地质特征及控矿因素的初步研究,建立了九峰矿区金矿可能的成矿模式,初步评价了九峰矿区金矿找矿前景,主要成果如下:1、在九峰矿区开展了1:1万土壤地球化学测量,结合成矿元素特征参数分析、地学多元统计分析,
纳米材料由于具备优异的物理化学性质使其在化学催化与传感、能源存储与转化、生物医疗诊断以及电子器件等领域有着潜在的应用。随着科技发展对各种新颖结构纳米材料需求的不断扩大,现有的纳米材料合成方法已经难以满足要求,为此不断创新发展新的纳米材料制备技术显得尤为重要。基于此,本论文在传统纳米材料制备方法上进行改进和创新,对新颖结构纳米材料合成新方法的设计、合成机制进行了探索性研究,主要内容如下:1.氨气流法
松辽盆地北部非常规油,尤其是页岩油,资源储量巨大,是大庆油田勘探开发的重点,更是建设百年油田的有利资源支撑。本文从录井评价角度,通过建立页岩油“四性一品质”评价方法,对松辽盆地北部页岩油储层和烃源岩发育情况进行了评价和研究,目的是优选适合页岩油的录井资料采集和评价方法,建立定性和定量解释评价模式,寻找有利储层发育特征和“甜点”区,为勘探开发决策提供及时和准确的地质依据。通过多口井的页岩油录井勘探实
癌症是目前威胁人们健康的一大疾病,有一半以上的恶性肿瘤患者都需要放射治疗。目前6711型125I放射源作为治疗肿瘤的有效手段之一,被广泛应用于治疗肺癌、前列腺癌和头颈癌等癌症,使用125I的近距离放射治疗是一种新兴且有效的放射疗法。在临床中为了保证放射治疗的疗效,需要提前制定并优化放射治疗计划,而研究多个125I放射源在三维空间中的剂量分布是制定放射治疗计划的前提。本文对多个125I放射源在水模体
建国之初,为初步建立起社会主义工业化的基础,加快我国工业化的快速发展,国家对对钢铁、煤炭等矿产资源进行了大规模开发,从而使得许多城市产生了大量的工业区。但随着我国许多城市进入后工业化时期,作为曾经为国家城市建设做出巨大贡献的工业区,对新时期的城市发展带来了一系列经济、生态和环境等问题,因此,许多大城市如北京、上海、深圳、武汉、南京等纷纷开始对大型工业区进行了转型、更新和淘汰。相较于城市中其他用地的
纳米环和开口环(或称为月牙,crescent)结构拥有独特的光电性能,在太阳能电池、光学天线、生物检测和超材料等诸多领域具有广泛的应用前景。其中,金属纳米环结构的参数具有良好的可调控性,可以通过调整其周期、内径大小、环壁厚度、占空比、高度等参量来改变其光学性能。而月牙状结构由于具有很强的电磁响应特性,是制备超材料的理想结构之一。此外,不同于环状结构,月牙结构具有的几何非对称性,会产生较为特殊的现象
铌钽是重要的稀有金属元素和战略资源,在现代社会中具有广泛且重要的应用,因此铌钽矿的勘查工作是近年来各国找矿的重点矿种之一。华南是我国重要的有色金属和稀有金属矿产资源产地,其中稀有金属(铌钽)矿的分布大多分布在华夏地块,与燕山早期过铝质花岗岩有成因联系,主要为富Ta矿床。但是,近年来在扬子地块东南缘的赣东北地区也发现有一些富Nb稀有金属(铌钽)矿,主要分布在灵山岩体周边。本文在系统收集了灵山岩体及其
在土质改性领域,广泛使用的硅酸盐水泥存在生产能耗高、污染重、抗侵蚀性差等问题。近年来,出于对环境保护和可持续发展的考虑,对于土质改性材料的选择正在逐渐发生变化。高炉矿渣(GGBS)作为一种工业副产品,在土质改性上表现出了巨大潜力。活性氧化镁被证实能够有效激发高炉矿渣,并且具有强度高、稳定性好等诸多优点,但其在土质改性中的应用还较少。本文通过室内试验,研究了活性氧化镁(MgO)激发高炉矿渣改性下蜀土
拓扑物态近年来日益成为凝聚态物理中热门研究领域。从Kosterlitz-Thouless相变到TKNN不变量,从量子Hall效应到量子自旋Hall效应,人们对凝聚态物理中拓扑的概念理解更加深刻。以HgTe/CdTe量子阱为起点,至今已发展出多种拓扑材料,比如拓扑绝缘体和拓扑半金属等等。这些拓扑材料中出现了许多新奇的物性,也为未来电子工业发展提供了材料备选。非饱和的大磁阻是固体材料中一种有趣的输运现