2021 离散元方法与实践(南京大学) 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2021-03-08到2021-07-01

第一周 离散元法的原理和实现 单元测验1

1、 问题:对于线弹性模型，单元间连接的等效刚度等效于两个弹簧的串联，记两个单元的法向刚度均为kn，则单元连接的等效刚度为
选项：
A:0.5kn
B:kn
C:2kn
D:4kn
答案: 【0.5kn】

2、 问题:对于线弹性模型，并采用全局阻尼来模拟能量耗散过程时，单元做阻尼简谐振动。单元振动周期与单元质量、刚度和阻尼系数有关，当单元质量、单元刚度和阻尼系数分别增大时，单元振动周期分别
选项：
A:增大，减小，增大
B:减小，减小，减小
C:增大，增大，增大
D:减小，增大，减小
E:增大，减小，减小
答案: 【增大，减小，增大】

3、 问题:离散元法作为一种数值分析方法，具有广泛的应用价值，已用于
选项：
A:工业领域，散体物料运移的数值模拟
B:地质领域，研究构造地质演化、沙丘形成过程等
C:结构力学领域，杆系结构的相互作用
D:岩石力学领域，研究岩体宏观变形破坏的微观机制
答案: 【工业领域，散体物料运移的数值模拟;
地质领域，研究构造地质演化、沙丘形成过程等;
岩石力学领域，研究岩体宏观变形破坏的微观机制】

4、 问题:下列关于矩阵离散元方法的优缺点的表述，正确的有
选项：
A:基本单元粒径比很大时，矩阵离散元法仍有很高的计算效率
B:数据存储在矩阵中，易于做进一步的并行计算
C:一次性实现了所有单元的受力和运动计算，减少了计算操作。
D:计算量随着边界固定单元数的增加显著增加
答案: 【数据存储在矩阵中，易于做进一步的并行计算;
一次性实现了所有单元的受力和运动计算，减少了计算操作。】

5、 问题:矩阵离散元计算法主要包括邻居搜索及求解计算的矩阵实现。对于邻居单元的矩阵表示，不同单元的邻居单元数往往不一致，MatDEM通过引入______单元编号来填充矩阵以实现邻居单元的矩阵表示。
答案: 【虚】

6、 问题:基于邻居矩阵，通过引入与邻居矩阵相同大小的______矩阵来标识有效接触，并通过点乘计算来实现单元运动的求解计算。
答案: 【接触布尔】

7、 问题:阻力系数为0时，对于同一种材料而言，单元振动周期仅与单元______相关，单元半径增大，单元振动周期增大。
答案: 【(以下答案任选其一都对)半径;
直径】

8、 问题:通过协调______和迭代步数来实现能量的不同耗散过程，可以模拟不同的加载速度。
答案: 【阻尼系数】

9、 问题:阻尼作用可用来表征流体阻尼、微______和晶格缺陷等导致的能量耗散，更大尺度上的能量耗散过程可通过摩擦力来实现。
答案: 【裂隙】

10、 问题:岩土体在宏观上相对连续，而在微观上是由一系列的颗粒、孔隙和裂隙组成的结构系统。离散元法通过堆积和______来构建岩土体模型
答案: 【胶结】

第二周 MatDEM的基本结构 单元测验2

1、 问题:MatDEM采用面向对象的方式组织数据，主要类包括模拟箱类obj_Box、数据中心类build及求解器类model等。求解器类的实例一般可通过______的形式进行访问
选项：
A:d.mo
B:mo
C:d
D:B
E:d.status
答案: 【d.mo】

2、 问题:MatDEM求解器类model对象中的属性数组主要包括单元属性数组和连接信息矩阵。连接信息矩阵与邻居矩阵nBall大小相同，通过查阅excel帮助文件可知，model类中表征单元连接压缩状态的属性名为
选项：
A:cFilter
B:sFilter
C:tFilter
D:bFilter
答案: 【cFilter】

3、 问题:MatDEM根目录下包含若干文件夹，其中用于存储材料属性的文本文件一般位于______文件夹中
选项：
A:Mats
B:gif
C:TempModel
D:data
E:XMLdata
答案: 【Mats】

4、 问题:邻居矩阵记录于______中
选项：
A:d.mo.nBall
B:d.nBall
C:d.mo.Ball
D:d.Ball
答案: 【d.mo.nBall】

5、 问题:基于邻居矩阵nBall的单元连接定义，MatDEM求解器类中记录了一系列与邻居矩阵大小相等的连接属性矩阵，一般以n开头。下列记录了连接信息的属性名全部正确的有______
选项：
A:nFnX, tFilter, nClump
B:aX, sFilter, nFsY
C:aVX, nFnZ, bFilter
D:nVX, nFnX, nKNe
答案: 【nFnX, tFilter, nClump】

6、 问题:模型状态类modelStatus用于离散元模型模拟过程中的状态信息，一般可通过d.status的形式访问。通过查阅excel帮助文件可知d.status.leftBFs记录了模拟过程中_
选项：
A:左边界的受力时间序列矩阵，共三列。
B:左边界的法向受力时间序列矩阵，共一列
C:右边界的受力时间序列矩阵，共三列。
D:右边界的法向受力时间序列矩阵，共一列。
答案: 【左边界的受力时间序列矩阵，共三列。】

7、 问题:通过搜索matlab相关命令，若要绘制活动单元法向刚度随单元半径变化的散点图，下列语句正确的是______
选项：
A:plot(d.mo.aR(1:d.mNum), d.mo.aKN(1:d.mNum) , ‘.’)
B:plot(d.mo.aR, d.mo.aKN , ‘.’)
C:plot(d.mo.aR(1:d.mNum), d.mo.aKS(1:d.mNum) , ‘.’)
D:plot(d.mo.aR(1:d.mNum), d.mo.nKNe(1:d.mNum) , ‘.’)
答案: 【plot(d.mo.aR(1:d.mNum), d.mo.aKN(1:d.mNum) , ‘.’)】

8、 问题:MatDEM中单元主要分为活动单元和固定单元，以及一个虚单元。若已知某模型d.mNum=100, d.aNum=121。下列表述正确的有_
选项：
A:某单元编号60，该单元为活动单元
B:邻居矩阵d.mo.nBall共有121行，每一行记录了每个单元的邻居单元。
C:单元速度数组d.mVX记录了实单元的X方向速度分量，故共有120行
D:某单元编号110，该单元为活动单元
答案: 【某单元编号60，该单元为活动单元】

第三周 几何建模 单元测验3-1

1、 问题:几何建模的过程即生成符合一定要求的一系列不同坐标及半径的单元集合体的过程。MatDEM通过结构体建模时，结构体变量不必须包含单元的____属性。
选项：
A:单元组编号groupId
B:单元X坐标
C:单元Z坐标
D:单元半径Id
答案: 【单元组编号groupId】

2、 问题:在MatDEM中通过结构体和函数建模主要分为两大类：①基于参数方程生成规则格点堆积的单元，并通过膨胀单元粒径实现紧密堆积；②通过重力沉积生成紧密堆积单元再导出为结构体。在第一种方法中常用函数mfs.denseModel来使单元堆积紧密，其第一个输入参数Rrate的意义为____。
选项：
A:相邻单元间距与单元直径的比值
B:相邻单元间距
C:相邻单元间距与单元直径的比值平方
D:单元直径与相邻单元间距的比值
答案: 【相邻单元间距与单元直径的比值】

3、 问题:MatDEM采用矩阵离散元法计算，故实际计算时常常需要构造各种单元过滤器并进行多种布尔运算得到最终的单元过滤器，单元过滤器作用广泛，但不包括______
选项：
A:通过find命令将特定单元声明为组，便于后期操作
B:删除对应单元
C:读取及设置对应单元速度等属性信息
D:好玩
答案: 【好玩】

4、 问题:对于具有复杂几何外形的物体建模，MatDEM主要通过Tool_cut类切割规则堆积体来实现几何建模，单元几何外形可通过散点确定的三角面来描述。为将一长方体颗粒堆积体分为三层，我们一般需要通过Tool_cut类导入____个层面。
选项：
A:4
B:3
C:2
D:5
答案: 【4】

5、 问题:对于二维建模，MatDEM还支持基于数字图像建模，其原理是基于数字图像建立对应的单元过滤器，然后删除其余单元。一般其中位于黑白图像中____色区域的单元将会被筛选出来。
选项：
A:黑
B:白
C:红
D:蓝
答案: 【黑】

6、 问题:基于建模器类obj_Box进行几何建模时，语句B.isSample=0表明建立的几何模型______
选项：
A:仅有空箱子
B:仅有sample组单元，但无压力板单元
C:建立团簇单元
D:仅有上压力板单元
答案: 【仅有空箱子】

7、 问题:MatDEM一般基于建模器类obj_Box类建立初步数值模拟箱，其过程主要包括建立初始模型、重力堆积、压实样品、消减重力等几个可选步骤。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

8、 问题:当通过建模器类obj_Box建模时，若设置B.platenStatus=[1,0,1,0,1,0]，则建立的模拟箱包含三块压力板，压力板可用于后期施加应力荷载。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

第四周 材料设置 单元测验3-2

1、 问题:MatDEM中迭代计算函数主要包括d.balance和d.mo.balance，语句d.balance(20,20)表示_____
选项：
A:平衡计算400次，其中每平衡计算20次，记录一次模型状态。
B:仅平衡计算400次
C:平衡计算400s，其中每平衡计算20s，记录一次模型状态。
D:标准平衡步数为400次
答案: 【平衡计算400次，其中每平衡计算20次，记录一次模型状态。】

2、 问题:对于同种材料而言，单元振动周期与半径成正比。若在某一粒径下，d.balance(‘Standard’,0.1)语句使得模型平衡迭代时间为1s，则当仅改变单元粒径为两倍时，该语句使得模型平衡迭代时间______
选项：
A:1s
B:2s
C:0.5s
D:4s