The fraction of space occupied by granular particles depends on their shape. Pour non-spherical particles such as rice, matches, or M&M’s candies into a box. How do characteristics like coordination number, orientational order, or the random close packing fraction depend on the relevant parameters?
被颗粒状物体(particles)占据的小部分空间取决于它们的形状。将例如米、火柴或M&M糖果的非球状物体倾倒进一个盒子里,相关参量如何影响配位数、秩序性排列和随机紧密堆积分数(random close packing fraction)这样的特征?
时间 | 地点 | 参与者 | 内容 | 备注 |
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2015年4月14日 | 2202 | 鲁维琦,陈乐冰,陈雨辰 | 与吕景林老师讨论 | |
2015年4月16日 | 2202 | 鲁维琦,陈乐冰,陈雨辰 | 进行实验 | |
2015年4月17日 | 物理楼109 | 鲁维琦,陈乐冰,陈雨辰 | 与徐建军老师讨论 | |
2015年4月20日 | 2202 | 鲁维琦,陈乐冰 | 进行实验 | |
2015年4月21日 | 2202 | 陈雨辰 | 进行实验 | |
2015年4月22日 | 科学楼433 | 鲁维琦,陈乐冰 | 与陈唯老师讨论 | |
2015年4月23日 | 2202 | 鲁维琦,陈乐冰,陈雨辰 | 进行实验 | |
2015年4月28日 | 2202 | 鲁维琦,陈乐冰 | 进行实验 | |
2015年5月4日 | 光华楼东主楼2704 | 鲁维琦,陈乐冰,陈雨辰 | 与曹博超老师讨论 | |
2015年5月5日 | 2202 | 鲁维琦,陈乐冰,陈雨辰 | 进行实验 | |
2015年5月7日 | 2202 | 鲁维琦,陈乐冰,陈雨辰 | 进行实验 | |
2015年5月8日 | 物理楼341 | 鲁维琦,陈乐冰 | 与李爱萍老师联系加工事宜 | |
2015年5月12日 | 2202 | 鲁维琦,陈乐冰,陈雨辰 | 进行实验 | |
2015年5月14日 | 2202 | 鲁维琦,陈乐冰,陈雨辰 | 进行实验 | |
2015年5月18日 | 2202 | 鲁维琦,陈乐冰 | 进行实验 | |
2015年5月19日 | 2202 | 陈雨辰 | 进行实验 | |
2015年5月19日 | 光华楼西主3楼 | 鲁维琦,陈乐冰,陈雨辰 | 讨论 | |
2015年5月20日 | 物理楼404 | 鲁维琦,陈乐冰,陈雨辰 | 报告 | |
2015年5月21日 | 物理楼404 | 鲁维琦,陈乐冰 | 讨论、实验 | |
2015年5月25日 | 鲁维琦,陈乐冰 | 购买管道 | ||
2015年5月26日 | 2202 | 鲁维琦,陈乐冰,陈雨辰 | 实验 | |
2015年5月27日 | 物理楼109 | 鲁维琦,陈乐冰 | 与徐建军老师讨论 | |
2015年5月28日 | 2202 | 鲁维琦,陈乐冰,陈雨辰 | 实验 | |
2015年6月2日 | 2202 | 鲁维琦,陈乐冰 | 实验 | |
2015年6月6日 | 2202 | 鲁维琦,陈乐冰 | 实验 |
本题目要求我们研究的是随机密堆积.
需要研究的特征有:
可能的影响因素有:
在试验中需要考虑的问题:
研究对象:回转椭球
堆积方式:随机堆积
实验器材:长椭球和扁椭球.本文研究了这两种椭球的堆积在空间利用率上的区别.
实验方法:计算机模拟
实验结果:空间利用率与alpha的关系见Fig.1(a)
实验过程:
①把颗粒倒进容器.
②通过倒水来研究空间利用率.
③由于长方体容器的边界效应影响大,所以改用球形容器重复实验.
④椭圆的a:b:c=1.25:1:0.8,空间利用率为74%.
实验一:
堆积形式:随机密堆积
研究对象:刚性全通小球的配位数
实验方法:把1000-5000个刚性小球倒入容器,倒入颜料(black japan paint),过一段时间排出颜料(drain off),小球与小球的接触部分没有颜色,未接触部分有颜色.为了降低边缘效应的影响,只取中间的400-500个小球,研究他们的配位数.
接触类型:小球与小球实际接触(close contact),因为表面张力的原因留下圆环;没有实际接触则留下一个点.
数据处理:统计取出的400-500个小球上的不同类型的点的个数.列出数据表(tabel 1-a):
计算得平均配位数(total contacts ave)为8.9,其中实际接触(close ave)的平均个数为6.4.
实验二:
堆积形式:random loose packing
实验方法:slow rolling method?实验步骤同实验一.
结果:数据表(table 1-b)
计算得平均配位数(total contacts ave)为7.1,其中实际接触(close ave)的平均个数为5.5.
文献还得出结论:一个球至少close接触4个球,最多接触12个球;near接触的个数不一定,除非配位数不超过12且很不可能到达12.
研究对象:两种mm,一种regular,一种mini.
实验步骤:
①把两种mm分别倒入方盒子.
②把两种mm分别倒入0.5L/1L/5L圆形烧瓶,并晃动(tap).
实验结果:
①方形盒子测得空间利用率:regular 0.665+0.01; mini 0.695+0.01.
②5L圆烧瓶测得空间利用率:regular 0.685+0.01; mini 0.685+0.01.
文献得出的结论有:
①自由度个数:光滑球体3,回转椭球5,普通椭球6.
②若颗粒光滑,则颗粒的平均配位数Z=2f;若颗粒粗糙,Z=f+1.
③当颗粒的形状从球形向椭球偏离时,转动自由度增加,为了减少转动自由度,需要配位数增加,于是空间利用率快速上升.
鲁维琦-wiki3篇和unuasully_第6篇_读书报告.pdf
由于内容较长,以上内容已包含在文件中.
1.需要找一种类似black japan paint的颜料.
2.需要研究空间利用率与a/R的关系.
3.需要寻找几种椭球状的颗粒进行实验.
mm豆,250ml塑料烧杯,300ml塑料烧杯,500ml塑料烧杯,550ml塑料烧杯,1000ml玻璃烧杯,100ml量筒,500ml量筒,高水缸.
①测量100个mm豆的质量.
②测量烧杯的质量,内径等数据.
③以7.2cm高度(300ml烧杯的250ml刻度线高度)为基准,将mm豆倒入不同容器中,达到此高度(并使mm豆堆积得最紧密).
④测量mm豆的质量,计算mm豆的个数.
⑤将固定体积的水倒入广口瓶和高水缸中,测量液面上升的距离,计算容器的内径.
100个mm豆质量:140.2g-53.5g=86.7g
实验序号 | 容器规格 | 加入水的体积(ml) | 加入水的高度(cm) | 容器内径(cm) | 容器质量 | 最大总质量(g) | mm豆高度(cm) |
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1 | 250ml塑料烧杯 | 25.5 | |||||
2 | 300ml塑料烧杯 | 23 | 235.8-23.0=212.8 | 7.2 | |||
3 | 500ml塑料烧杯 | 53.9 | 395.5-53.9=341.6 | 7.2 | |||
4 | 550ml塑料烧杯 | 53.5 | |||||
5 | 1000ml玻璃烧杯 | 152.4 | 269.4+221.4-2*23.0=444.8 | 7.2 | |||
6 | 100ml量筒 | 100 | 13.7 | 3.05 | 56.9-23.0=33.9 | 7.2 | |
7 | 500ml量筒 | 400 | 18.6 | 5.23 | 139.9-23.0=116.9 | 7.2 | |
8 | 广口瓶 | 400 | 8.05 | 7.95 | 357.2-53.9=303.3 | 7.2 | |
9 | 高水缸 | 500 | 5.01 | 11.27 | 448.0+352.6-53.9=746.7 | 7.2 |
这个实验好奢侈…… — 陈雨辰 2015/4/16 23:30做完实验要进到谁的碗里去?— 乐永康 2015/04/17 00:45
@陈乐冰— 陈雨辰 2015/4/17 15:41
摘要:作者希望引进一种maximally random jammed的新概念来解决RCP的定义不明确的问题。
开始第二个课题,效率很高啊! — 乐永康 2015/04/15 22:35
考虑过以圆柱形物体作填充吗?可以拿一根细长的铝棒,锯成小段即可。 — 乐永康 2015/04/15 22:36老师说的很有道理! — 陈雨辰 2015/4/16 21:00陈唯老师对此课题会很有想法,你们可以向他请教。 — 乐永康 2015/04/17 00:46已约! — 陈雨辰 2015/4/22 13:21