二維金屬顆粒堆電阻網(wǎng)絡(luò)模型算法與漲落研究.pdf

1、顆粒物質(zhì)靜止時(shí)類似于固體，流動(dòng)時(shí)又類似于液體，具有豐富的非線性動(dòng)力學(xué)行為。不僅如此，顆粒物質(zhì)還有復(fù)雜的電學(xué)特性，很多問(wèn)題還需要進(jìn)一步探討，部分實(shí)驗(yàn)從q模型、標(biāo)量拱模型（SAM）等力學(xué)模型出發(fā)研究了金屬顆粒物質(zhì)的導(dǎo)電性質(zhì)，但是模型和實(shí)驗(yàn)在電阻波動(dòng)方面卻不能給出相同的結(jié)論。本文從電學(xué)模型出發(fā)，探索出了一個(gè)特殊的電阻網(wǎng)絡(luò)模型及其算法，而運(yùn)用該算法的模擬計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合。 首先把二維金屬顆粒堆簡(jiǎn)化為一純二維電阻網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用電阻的

2、星形轉(zhuǎn)換、三角形轉(zhuǎn)換，并結(jié)合電阻的串并聯(lián)轉(zhuǎn)換，開(kāi)發(fā)出了一套基于求解二維電阻網(wǎng)絡(luò)任意兩節(jié)點(diǎn)等效電阻的變化算法，運(yùn)用二階差分法、電阻網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱性等方法對(duì)該變換算法的準(zhǔn)確性進(jìn)行了驗(yàn)證，通過(guò)時(shí)間復(fù)雜度的分析對(duì)算法的執(zhí)行效率進(jìn)行了測(cè)試，從而得出了一個(gè)效率頗高的變換算法。然后，對(duì)該網(wǎng)絡(luò)的幾何特性、電阻波動(dòng)區(qū)間等各種參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，運(yùn)用變換算法，計(jì)算了二維金屬顆粒堆的大小、隨機(jī)電阻區(qū)間寬度對(duì)電阻和電阻漲落的影響，并計(jì)算了電阻高斯分布下的電學(xué)漲落。最后利

3、用該網(wǎng)絡(luò)模型模擬了二維金屬堆在敲擊力學(xué)擾動(dòng)下的內(nèi)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(shí)驗(yàn)條件下指數(shù)保持不變，并且電阻變化是反相關(guān)的，而這一結(jié)果與五角星金屬顆粒堆的敲擊實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合的很好。通過(guò)對(duì)二維電阻網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用變換算法能做更多的模擬計(jì)算，比如不同電阻分布函數(shù)下的電學(xué)漲落，不同隨機(jī)區(qū)間下的電阻漲落，熱學(xué)擾動(dòng)對(duì)二維金屬顆粒堆電阻的影響，顆粒幾何屬性對(duì)其電阻的影響，等等。因而，本文的算法基礎(chǔ)和理論模型為研究金屬顆粒物質(zhì)的