低约束压力下颗粒堆积中的声波
软凝聚态物质
2020-04-22 v1
摘要
颗粒堆积的弹性性质表现出由其离散结构和非线性颗粒间力律决定的非线性行为。声波表现出从恒定的、依赖于压力的音速到以振幅决定传播速度的激波状行为的转变。在较低的静态约束压力下这一点变得愈发明显，因为瞬态 regime 向更低的波幅移动。在微重力下，约束压力可比地面实验低数个数量级。此外，静水梯度的缺失允许更均匀和各向同性的压力分布。我们提出了一种用于在此类低堆积压力下进行声波传输测量的新装置。压力控制回路由微控制器实现，其监测静态力传感器读数并用直线电机调整可移动壁的位置，直至达到所需压力。使用嵌入颗粒堆积中的加速度计以及压电元件可进行声波测量。对于激励，我们使用音圈驱动壁，具有多种多样的信号形状、频率和振幅。这使得在线性与强非线性 regime 下的实验成为可能。
引用
@article{arxiv.2002.02732,
title = {Acoustic Waves in Granular Packings at Low Confinement Pressure},
author = {Karsten Tell and Christoph Dreißigacker and Alberto Chiengue Tchapnda and Peidong Yu and Matthias Sperl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.02732},
year = {2020}
}
备注
10 pages, 9 figures