二維金屬顆粒堆電阻網絡模型算法與漲落研究.pdf

1、顆粒物質靜止時類似于固體，流動時又類似于液體，具有豐富的非線性動力學行為。不僅如此，顆粒物質還有復雜的電學特性，很多問題還需要進一步探討，部分實驗從q模型、標量拱模型（SAM）等力學模型出發(fā)研究了金屬顆粒物質的導電性質，但是模型和實驗在電阻波動方面卻不能給出相同的結論。本文從電學模型出發(fā)，探索出了一個特殊的電阻網絡模型及其算法，而運用該算法的模擬計算結果與實驗結果比較吻合。 首先把二維金屬顆粒堆簡化為一純二維電阻網絡，運用電阻的

2、星形轉換、三角形轉換，并結合電阻的串并聯(lián)轉換，開發(fā)出了一套基于求解二維電阻網絡任意兩節(jié)點等效電阻的變化算法，運用二階差分法、電阻網絡的對稱性等方法對該變換算法的準確性進行了驗證，通過時間復雜度的分析對算法的執(zhí)行效率進行了測試，從而得出了一個效率頗高的變換算法。然后，對該網絡的幾何特性、電阻波動區(qū)間等各種參數(shù)進行設置，運用變換算法，計算了二維金屬顆粒堆的大小、隨機電阻區(qū)間寬度對電阻和電阻漲落的影響，并計算了電阻高斯分布下的電學漲落。最后利

3、用該網絡模型模擬了二維金屬堆在敲擊力學擾動下的內部電阻漲落特性，發(fā)現(xiàn)了電阻變化符合一定的指數(shù)定律，且在相同的實驗條件下指數(shù)保持不變，并且電阻變化是反相關的，而這一結果與五角星金屬顆粒堆的敲擊實驗結果符合的很好。通過對二維電阻網絡應用變換算法能做更多的模擬計算，比如不同電阻分布函數(shù)下的電學漲落，不同隨機區(qū)間下的電阻漲落，熱學擾動對二維金屬顆粒堆電阻的影響，顆粒幾何屬性對其電阻的影響，等等。因而，本文的算法基礎和理論模型為研究金屬顆粒物質的