双摩擦颗粒混合物的轴对称料柱坍塌
软凝聚态物质
2023-05-24 v2
摘要
颗粒料柱坍塌的动力学行为与泥石流、滑坡和火山碎屑流等地质灾害相关，但其 underlying 物理机制仍未被充分理解。本文采用球多面体离散元法（DEM）研究颗粒料柱坍塌，系统包含两种具有不同摩擦特性的颗粒。我们施加三种不同混合比与多种不同颗粒摩擦系数，导致不同的流动距离与堆积高度。基于先前工作与简单混合理论，我们提出双摩擦颗粒混合物的新有效初始长宽比，有助于统一描述相对流动距离。我们分析双摩擦颗粒料柱坍塌的运动学，发现无量纲终止时间与系统达到最大动能时的无量纲时间偏离经典幂律标度，可能源于初始固相分数与初始结构的差异。为厘清初始状态的影响，我们进一步降低颗粒料柱坍塌的初始固相分数，并提出一个试探函数定量描述其影响。由于采用了接触发生概率的简单混合理论，本研究可与颗粒系统的摩擦依赖流变及摩擦诱导颗粒分离相关联，并可推广至多种自然与工程混合物中含多类颗粒的应用。
引用
@article{arxiv.2210.07529,
title = {Axisymmetric column collapses of bi-frictional granular mixtures},
author = {Teng Man and Zaohui Zhang and Herbert E. Huppert and Sergio A. Galindo-Torres},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.07529},
year = {2023}
}