稠密颗粒材料缓慢变形中的运动学流动模式
软凝聚态物质
2017-03-22 v1
摘要
利用原位成像结合粒子追踪，以高分辨率研究了模型稠密颗粒介质缓慢变形中的运动学流动模式。变形构型为宏观平面应变条件下平底压头的压入。通过一种通用分析方法，从无序的颗粒排列中获得速度梯度和变形场，从而能够量化流动特征。关键观察结果包括：停滞区的形成，如同稀颗粒流绕过障碍物时一样；压头正下方流动中出现涡旋；以及紧邻停滞区形成明显的剪切带。从实验数据中获得了瞬态和稳态停滞区的几何形状，以及涡旋强度和剪切带中的应变率。所有这些结果都在等尺度的非光滑接触动力学（NSCD）模拟中得到了很好的再现。模拟提供的完整三维数值粒子位置允许提取实验中极难获得的流动特征。重点展示了三个例子，即材料自由表面的演化、压头下方颗粒柱的变形以及主剪切带内速度的解析。在这个模型问题中观察到的多种流动特征也说明了构建一个完整的微观力学分析变形描述的困难所在。
引用
@article{arxiv.1507.05354,
title = {Kinematic flow patterns in slow deformation of a dense granular material},
author = {Koushik Viswanathan and Anirban Mahato and Tejas G. Murthy and Tomasz Koziara and Srinivasan Chandrasekar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1507.05354},
year = {2017}
}
备注
16 pages, 11 figures