黏性流体剪切下的双分散颗粒床：颗粒分离与床层硬化
流体动力学
2023-10-30 v1 软凝聚态物质
地球物理
摘要
当颗粒床被超过临界限度的流体剪切时，会发生沿时间变化的复杂运动：它可包含流体化（床面载荷）和类固体（蠕变）区域，易于发生应变硬化，并且在多分散情况下发生分离。在本文中，我们实验研究了由黏性液体剪切的双分散床的短时和长时演化。与先前的实验不同，颗粒与流体的密度比为 2.7，接近河流和海洋中的数值。我们展示了扩散区、平流区和受限区的存在，大部分分离发生在流动的极早期阶段，并且随着时间推移床面载荷和蠕变减弱而床层硬化增强。我们获得了分离速率、其随时间演化、随施加剪切的变化，以及蠕变和床面载荷的时间演化。最后，我们提出了大颗粒分离和床层硬化的特征时间。我们的结果揭示了自然界中存在的受剪切床（如河床和蠕变土地）的复杂运动。
引用
@article{arxiv.2310.17782,
title = {Bidisperse beds sheared by viscous fluids: Grain segregation and bed hardening},
author = {Jaime Oswaldo Gonzalez Maya and Fernando David Cúñez Benalcázar and Erick de Moraes Franklin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.17782},
year = {2023}
}
备注
This article may be downloaded for personal use only. Any other use requires prior permission of the author and AIP Publishing. This article appeared in Phys. Fluids 35, 103326 (2023) and may be found at https://doi.org/10.1063/5.0168415