粉末喷射动力学与能量耗散的几何控制
软凝聚态物质
2026-04-14 v1
摘要
将冲击力作用于凹面形状的粉末层，可生成尖锐的粉末喷射。这一现象被提议作为从小样本中评估粉末流动性的方法。本文系统性地变更初始凹面半径作为可调参数，定量考察相应喷射动力学，重点关注喷射速度与最大高度。高速观测表明，随着凹面半径的增加，喷射呈更宽的范围，速度与最大高度显著降低。这些动态量随落箱高度而呈比例关系，其中比例系数随凹面半径而减小，表明表面几何直接支配能量耗散的程度。此外，最小机械模型纳入滑动距离与速度平方型耗散，可再现喷射高度随凹面半径线性依赖的观察结果。这些发现确立粉末喷射作为动态粉末流动耗散的灵敏探针，提供了用于比较粉末特定相互作用（如湿度、粒径与粒形）的定量框架。
引用
@article{arxiv.2604.10709,
title = {Geometric control of powder jet dynamics and energy dissipation},
author = {Kazuya U. Kobayash and Komei Jinbo and Riku Kodama and Masakazu Muto and Rei Kurita},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.10709},
year = {2026}
}