受限在平整摩擦壁间的颗粒表面流。第一部分：运动学
流体动力学
2022-05-04 v2 其他凝聚态物理
摘要
我们报告并分析了广泛的三维离散元方法模拟结果，模拟对象为无黏聚性颗粒介质在可侵蚀床层上的重力驱动流，整体受限于两平整摩擦侧壁之间。我们通过改变两约束侧壁间间隙宽度（）：从 到 个颗粒尺寸（），来关注侧壁的作用。我们的结果表明存在两种不同机制：机制I对应流角小于临界角 ，机制II对应流角大于 。机制I对应于稠密流，而属于机制II的流表现出体积分数沿深度方向的强烈变化。系统中识别出三个相关长度： 为侧壁间间隙， 为表征体积分数垂直变化的长度， 为与流向速度垂直变化相关的特征长度。利用这些长度我们可以重新标度各种流动属性的剖面（例如流向速度、颗粒温度、颗粒旋转……）。在机制II中，与机制I相反， 和 具有相似行为。因此，机制II中的重新标度剖面仅涉及 （或等价地 ）和 。机制I与II间还存在其他差异。特别是，在固定 时流率随 的标度在两机制中不同，尽管它们在固定流角时随 显示出相似标度。
引用
@article{arxiv.2205.00888,
title = {Granular surface flows confined between flat, frictional walls. Part 1. Kinematics},
author = {Patrick Richard and Alexandre Valance and Renaud Delannay and Philippe Boltenhagen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.00888},
year = {2022}
}