非均匀材料中的侵入：源于复杂微观力学的简单全局规则
软凝聚态物质
2016-10-13 v1 材料科学
流体动力学
地球物理
摘要
侵入物体与可变形材料的相互作用是一种常见现象，出现在冲击与侵彻问题、动物与车辆运动以及各种地球空间应用中。任意侵入体的动力学可以使用 Resistive Force Theory (RFT) 来简化，这是一个最初用于流体但出乎意料地适用于颗粒材料的经验框架，事实上效果更好。如此简单的模型能够描述干颗粒（一种复杂的非线性材料）中的行为，这激发了对确定 RFT 底层机制的探索。我们发现，一个直接的基于摩擦的连续介质模型可以生成 RFT，建立了 RFT 与局部材料行为之间的联系。我们的理论无需任何参数拟合即可重现实验 RFT 数据，并生成了 RFT 的关键简化假设：与几何无关的局部力公式。对该系统的分析解释了为什么 RFT 在颗粒中比在粘性流体中效果更好，并导出了预测 RFT 在其他材料中适用性的解析判据。
引用
@article{arxiv.1510.02966,
title = {Intrusion in heterogeneous materials: Simple global rules from complex micro-mechanics},
author = {Hesam Askari and Ken Kamrin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.02966},
year = {2016}
}