颗粒堆流中随深度变化的堵塞与动力学异质性的增长
软凝聚态物质
2010-11-03 v1
摘要
我们报告了在由两个平行侧壁形成的颗粒堆上，稳态重力驱动颗粒流中颗粒动力学随深度的变化。在表面附近，流动是稳态且快速的，而在深处则完全没有流动；因此，发生了一个堵塞转变，其中深度是设定距转变距离的有效控制参数。如先前所见，沿侧壁的时间平均速度剖面随深度呈近似指数衰减。利用散斑可见度光谱（SVS），我们发现速度波动在接近堵塞时相对于平均值增大。通过引入一个基于图像的有序参量及其在给定深度处时间衰减的方差，我们还刻画了动力学的空间异质性，并发现它在接近堵塞时增大。特别是，动力学异质性的重要时间和长度尺度随深度几乎呈指数增长。这些动力学变化发生在结构无明显变化的情况下，并与通过实验和模拟在其他地方发现的行为进行比较，以检验堵塞概念的普适性。特别地，我们发现异质性的尺度与惯性数的-1/3次幂成比例，这与最近的两个模拟结果一致。
引用
@article{arxiv.1001.3811,
title = {Jamming and growth of dynamical heterogeneities versus depth for granular heap flow},
author = {H. Katsuragi and A. R. Abate and D. J. Durian},
journal= {arXiv preprint arXiv:1001.3811},
year = {2010}
}