陳國慶臺灣大學:應用力學研究所邱方志Chiu, Fang-ChihFang-ChihChiu2010-05-182018-06-292010-05-182018-06-292009U0001-2807200915563100http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/183528顆粒氣體於容器中受到垂直振動後，會有不同顆粒狀態出現，如：均勻分佈狀態、單格聚集狀態、顆粒鐘現象、不穩定區、兩格聚集狀態等等。而本實驗針對顆粒氣體於非對稱容器下，其顆粒現象加以探討。為了更清楚描述非對稱容器，本實驗定義了α、β兩個無因次參數，分別代表兩格容器及三格容器的非對稱值，為容器的最大間格底面寬度和最小間格底面寬度的比值。若當α、β值為1時，則代表容器為對稱容器。α、β值大於1時，則代表容器為非對稱容器。 比較顆粒氣體於對稱容器及非對稱容器下，其顆粒聚集、顆粒鐘現象、均勻分佈狀態等等差別，及顆粒聚集的習性等。在兩格非對稱系統中，發現了顆粒聚集會傾向於小區發生。在推廣至三格非對稱系統後，發現顆粒容易在兩側端的較小區聚集，不容易在中格區域聚集。且本實驗中發現隨著更換容器的α、β值後，在Γ-N圖中的聚集線、Γ-α圖及Γ-β圖中的100%穩定線、均勻分佈線、小區聚集線、在二元二格系統內的顆粒鐘現象、發生聚集時各區間的顆粒溫度差異等，皆會隨著容器的非對稱性α、β而使加速度值上升或下降、顆粒鐘現象增加、左右兩區的溫差變大等等。When granular gas receives vertical vibrations in a symmetrical container, it will predent a few interesting phenomena, such as homogeneous state, unstable-gas state, one-clustering state, oscillation state and two-clustering state. On the present thesis, we experemently study the clustering and oscillation of the granular gas in non-symmetrical containers. In order to describe the vessel''s non-symmetry, we defined two dimension -less parameters, α and β to represent the two-compatmentalized non-symmetry and the three-compatmentalized non-symmetry, respectively. When the value of parameters α or β is 1, it represents the container is symmetric.e also compare the granular clusteris in a symmetrical and non-symmetrical container for the homogeneous state, unstable-gas state, one-clustering state, oscillation state and two-clustering state and so on. In the two-compatmentalized non-symmetry, the granular gas clustering prefers the small region. As to the non-symmetric three- compatmentalized container, the granular gas clustering prefers left or right region and not clustering in middle region. The results also finds that as changing the parameters α and β, the clustering line, completely clustering line, homogeneous clustering line, oscillation and granular temperature in each container are altered accordingly.口試委員會審定書 i謝 II要 IIIBSTRACT IV一章 緒論 - 1 -.1前言 - 1 -.2研究動機 - 1 -.3論文架構 - 2 -二章 文獻回顧 - 3 -.1顆粒氣體聚集 - 3 -.2 EGGERS通量模型 - 5 -.3 多個系統與遲滯現象 - 8 -.4突崩 - 10 -.5混合顆粒氣體競爭式聚集 - 11 -.6顆粒鐘 - 13 -三章 實驗設備 - 20 -.1實驗平台 - 20 -.2振動系統 - 21 -.2.1訊號產生器 - 21 -.2.4散熱風扇 - 23 -.3量測系統 - 23 -.4實驗容器 - 24 -.5實驗材料 - 26 -四章 兩格非對稱容器之顆粒氣體聚集 - 27 -.1 顆粒聚集判別-聚集時間長短之影響 - 27 -.2不同顆粒材質下之顆粒聚集 - 33 -.3兩格對稱容器之顆粒聚集 - 37 -.3.1不鏽鋼球的聚集線和均勻分佈線 - 37 -.3.2總顆粒數目固定 - 39 -.3.3振動台加速度固定 - 43 -.4兩格非對稱容器 - 46 -.4.1顆粒從均勻分佈後瞬間遞減實驗 - 47 -.4.2顆粒從小區聚集後瞬間遞增實驗 - 58 -.4.3顆粒從大區聚集後瞬間遞增實驗 - 66 -.5本章結論 - 74 -五章 三格非對稱容器之顆粒氣體聚集 - 76 -.1三格對稱容器之顆粒聚集 - 76 -.1.1不鏽鋼球聚集線和均勻分佈線 - 76 -.1.2總顆粒數目固定 - 78 -.1.3振動台加速度不變 - 82 -.2三格非對稱容器 - 84 -.2.1顆粒從均勻分佈後瞬間遞減實驗 - 84 -.2.2顆粒從左格聚集後瞬間遞增實驗 - 99 -.2.3顆粒從中格聚集後瞬間遞增實驗 - 114 -.2.4顆粒從右格聚集後瞬間遞增實驗 - 129 -.3本章結論 - 144 -六章 非對稱容器下二元二格顆粒氣體之相圖與振盪週期 - 146 -.1二元二格非對稱寬容器之顆粒數量相圖 - 146 -.2非對稱容器之顆粒鐘現象 - 151 -.3本章結論 - 155 -七章 兩格非對稱容器之聚集溫度 - 156 -.1兩格非對稱容器之聚集實驗 - 156 -.2間格內顆粒溫度 - 159 -.3本章結論 - 162 -八章 結論與未來展望 - 163 -.1 結論 - 163 -.2未來展望 - 167 -考文獻 - 168 -application/pdf14196506 bytesapplication/pdfen-US顆粒氣體非對稱顆粒聚集顆粒振盪granular gasnon-symmetrygranular clusteringgranular oscillationthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/183528/1/ntu-98-R93543050-1.pdf