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《基于DLA_DLCA的絮體破碎及再形成過程模擬研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、學校代號10532學號S150100156分類號TU991.2密級公開碩士學位論文基于DLA/DLCA的絮體破碎及再形成過程模擬研究學位申請人姓名薛聯(lián)鵬培養(yǎng)單位土木工程學院導師姓名及職稱賀維鵬助理教授學科專業(yè)市政工程研究方向水質(zhì)凈化與水污染控制論文提交日期2018年5月28日學校代號：10532學號：S150100156密級：公開湖南大學碩士學位論文基于DLA/DLCA的絮體破碎及再形成過程模擬研究學位申請人姓名薛聯(lián)鵬導師姓名及職稱賀維鵬助理教授培養(yǎng)單位土木工程學院專業(yè)名稱市政工程論文提交日期2018年5月28日論文答辯日期2018年5月31日答辯委員會主席施周Num
2、ericalstudyofflocbreakageandregrowthbehaviorsbasedonDLAandDLCAmodelsbyXUELianpengB.E.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMunicipalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorAssistantProfessorHEWeipen
3、gMay,2018湖南大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名：日期：年月日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以
4、采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于1、保密□，在______年解密后適用本授權(quán)書。2、不保密?。（請在以上相應方框內(nèi)打“√”）作者簽名：日期：年月日導師簽名：日期：年月日I基于DLA/DLCA的絮體破碎及再形成過程模擬研究摘要在水處理過程中，混凝是必不可少的一環(huán)，其中心任務是形成粒徑、結(jié)構(gòu)和強度適宜且容易沉降的絮體。長期以來，大量學者對該過程中不同控制參數(shù)條件下生成絮體的形態(tài)演變過程開展了研究。但由于絮體形成過程的影響因素眾多，如其所在的環(huán)境以及混凝劑種類等，同時受制于試驗手段和設備，目前為止鮮見對絮體形態(tài)演變機理進行全面系統(tǒng)研究的報道
5、。本文以計算機模擬為主要研究手段，分別在有限擴散凝聚（DLA）模型和有限擴散集團凝聚（DLCA）模型的基礎上，開展絮體凝聚、破碎及再形成過程的模擬研究。同時開展混凝攪拌試驗，嘗試與模型中的模擬結(jié)果進行對比，并將模擬結(jié)果和實際絮凝過程相結(jié)合。在計算機模擬過程中，引入分形理論對絮體形態(tài)進行研究并借助分形維數(shù)對絮體結(jié)構(gòu)進行定量描述，同時在傳統(tǒng)模型的基礎上增加對破碎行為的模擬，以期從全新的角度研究絮凝過程中絮體的形態(tài)特性演變特征，探討絮體分形成長機制。在MATLAB平臺上，借助改進后的DLA模型，并且在模擬過程中考慮改變總凝聚粒子數(shù)、粒子來源、粘結(jié)方式、粒子運動范圍和粘附幾率
6、等條件下分別實現(xiàn)了絮體的凝聚、破碎及再形成過程的可視化，并且借助特定算法對絮體的粒度、回轉(zhuǎn)半徑、空隙率和分形維數(shù)進行實時計算。通過分析這些特征參數(shù)的演變過程，得出如下結(jié)論：隨著總凝聚粒子數(shù)的增加，絮體粒度隨之增加的同時其結(jié)構(gòu)向疏松多孔的方向發(fā)展，絮體致密性也顯著降低；適度的降低粘附幾率有助于改善絮體的致密性和結(jié)構(gòu)強度；限制粒子來源方式時，絮體的各向異性明顯增強并且絮體的結(jié)構(gòu)惡化；改變絮體粘結(jié)方式時，絮體生長過程中粘附位點的差異對絮體形態(tài)演變過程有顯著的影響。此外，對絮體進行適宜程度的破碎后再形成時絮體結(jié)構(gòu)致密性顯著升高。與DLA模型相比，DLCA模型更加接近實際絮體形
7、成的過程，其模擬機制更加復雜，對計算機性能要求也更高。借助DLCA模型，在模擬過程中考察不同總凝聚粒子數(shù)、粒子運動邊界大小、粘附幾率和粒子密度對絮體形態(tài)演變過程的影響，并對絮體的凝聚、破碎及再形成過程開展模擬。通過對絮體回轉(zhuǎn)半徑、空隙率和分形維數(shù)的變化進行分析，可以得出如下結(jié)論：與DLA絮體相比，DLCA絮體結(jié)構(gòu)更加開放多孔，隨著迭代步數(shù)的增加，區(qū)域內(nèi)的顆粒相互碰撞形成小絮體，小絮體相互聚集形成一個具有明顯分形結(jié)構(gòu)的多孔結(jié)構(gòu)；總凝聚粒子數(shù)越大絮體結(jié)構(gòu)越疏松多孔、致密性也顯著降低，適度的降低粘附幾率有助于改善絮體的致密性和結(jié)構(gòu)強度；粒子運動邊界對絮體形
