盘状物体向或远离颗粒床运动时产生的侵蚀
流体动力学
2025-11-03 v1
摘要
当物体接近或离开颗粒床时产生的非稳态流动在游泳、掘地和机动装置中出现。然而，由于流动复杂，颗粒运动的阈值仍未得到良好建模。在本研究中，我们报告了当刚性圆盘垂直穿过静止水面上方的颗粒床时，颗粒床开始侵蚀的实验测量。独立地变化摆动长度和运动时间，以确定不同最小距离处颗粒床被侵蚀的临界速度。观察到两种侵蚀机制：对于向床面运动，在摆动期间，向外的 squeez flow 侵蚀边缘附近的颗粒；停止后，starting vortex 或相关的次级涡旋 impinge on 表面。对于远离床面的运动，仅在早期，内向吸入 flow 与新生涡旋 entrains 颗粒。所得无量纲阈值阐明了径向流和涡旋在瞬态、冲击驱动侵蚀中的各自作用。
引用
@article{arxiv.2510.26980,
title = {Erosion induced by a disk translating toward or away from a granular bed},
author = {Joanne Steiner and Philippe Gondret and Alban Sauret and Cyprien Morize},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.26980},
year = {2025}
}