二维料斗中软颗粒堵塞的细节研究

我们通过实验与模拟研究了软颗粒在准二维料斗中的流出过程。实验采用软水凝胶、硅橡胶和玻璃制成的球体。料斗腔具有可调的出口宽度与倾斜角（后者用于控制重力作用力大小）。我们的模拟使用纯二维软颗粒（具有黏性相互作用但无摩擦）来复现实验。模拟与实验的结果均表明，减小重力或增大颗粒刚度会使堵塞更容易发生。对于低摩擦或无摩擦的颗粒，堵塞拱中的平均颗粒数仅取决于料斗出口宽度与颗粒直径之比。相比之下，具有较大摩擦相互作用的硅橡胶颗粒所形成的拱大于低摩擦情形。此外，对堵塞发生时料斗内剩余颗粒数的分析提供了静水压力效应的证据，该效应对软颗粒堵塞相关，但对较硬（玻璃）或摩擦性（硅橡胶）颗粒影响较小。