高速撞击颗粒介质中的能量耗散

在这项工作中，我们深入研究了当撞击速度与声速之比达到 0.01-1 量级时的颗粒介质撞击过程，该值远大于现有文献（0.0001-0.001）中的情形。我们表明，能量耗散主要源于通过力链网络的大规模重组在不同亚稳态之间探索所需的能量代价。在此区域中，传统的阻力模型失效，且阻力不能如现有文献所提议的那样分解为依赖于深度的静压和独立于深度的惯性阻力。高动态应力产生声脉冲，其传播距离更远而非如先前工作所观测到的指数衰减。在撞击过程的后一阶段，当反射声脉冲与原始撞击脉冲相互作用时，边界也在力链重组中发挥重要作用。此外，我们研究了早期阶段峰值力随撞击速度的标度行为，发现空间维度强烈影响该标度。