颗粒介质中运动的通用标度关系
软凝聚态物质
2017-05-17 v2
摘要
我们推导了颗粒运动的通用无量纲形式，并在实验和离散元方法（DEM）模拟中进行了验证。该形式指导如何对尺寸、质量和驱动参数进行标度，以关联同一颗粒介质中不同运动体的动态行为。该标度可通过假设侵入力源于阻力理论（RFT）推导，或等价地通过假设颗粒材料表现为遵循摩擦屈服准则的连续介质推导。标度关系使用普通沙床中多种形状和尺寸的一对轮子在许多驱动条件下进行了实验确认。我们讨论了为何这两个模型能提供如此稳健的标度律集合，尽管它们忽略了许多颗粒流变学的复杂性。受潜在地外行星应用的启发，该无量纲形式还暗示了一种基于不同环境重力下的测试来预测某一环境重力下轮子性能的方法。我们使用 DEM 模拟确认了这一点，模拟表明即使在标度测试间重力不同，标度关系在一组驱动模式下仍得到满足。
引用
@article{arxiv.1604.02490,
title = {General scaling relations for locomotion in granular media},
author = {James Slonaker and D. Carrington Motley and Qiong Zhang and Stephen Townsend and Carmine Senatore and Karl Iagnemma and Ken Kamrin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.02490},
year = {2017}
}