颗粒物质的宏观力学方程

项目计划建立支配颗粒系统宏观行为的偏微分方程组，以期能统一描述其不同寻常的大空间尺度现象：内禀各向异性(intrinsic anisotropy),应力和屈服；弹性和塑性蠕动；迁移耗散；边界条件。我们将沿袭近5年来在建立内禀各向同性颗粒静力学模型时的做法，通过要求理论明确满足诸如能量动量守恒，热力学定律等基本物理原理，来建立这些方程。目前其它一些常用颗粒模型都未满足这些要求。对一些典型几何形状，项目拟用有限元法数值求解这些方程，详细展示所建立的理论与实验，特别是与工程经验之间的关系。实验方面将探索有关质量密度和质量流，颗粒均方根速度,宏观应力的观测技术。当前物理工作者对颗粒系统的宏观方程还没有一致的看法，本项目因此有重要的基础意义。另外由于颗粒系统在工程上广泛存在，项目也具有潜在的应用意义，如对一些工程应用研究提供物理概念论证，进一步改善工程计算方法或提出新的计算思路。