二维料斗中软粒子的堵塞

通过实验与模拟，我们研究软粒子通过准二维料斗的流动。第一个实验在薄样品腔中使用水包油乳液液滴。由于液滴表面覆有表面活性剂，它们易于相互滑过，近似为软无摩擦圆盘。对于这些液滴，料斗出口处的堵塞要求料斗开口仅略大于液滴直径。第二个实验在薄样品腔中使用软水凝胶粒子，我们通过改变腔体倾角来改变重力。对于减小的重力，堵塞变得更容易，且可发生于更大的料斗开口。我们的模拟模仿乳液实验，并证明软度是控制堵塞的关键因素：粒子更硬或重力更弱时，堵塞更容易。单个粒子在其自身重量下形变的比例量是衡量粒子软度的有用参数。模拟与水凝胶实验的数据在使用该参数比较时吻合。我们的结果表明，先前使用硬粒子的研究处于软度作用可忽略的极限，这导致堵塞发生于显著更大的开口。