稠密颗粒剪切流中作用于侵入物的升力
软凝聚态物质
2022-01-05 v1 其他凝聚态物理
摘要
我们报道了稠密颗粒剪切流中侵入物升力的新模型。我们的推导基于 Trujillo 与 Hermann 的热浮力模型[L. Trujillo and H. J. Herrmann, Physica A 330, 519 (2003).]，但在作用于侵入物的净浮力推导中同时考虑了颗粒温度与压力差。第二步将模型扩展以考虑侵入物与床层颗粒间的密度差。该模型很好地预测了侵入物的上升与下沉、由离散元模型（DEM）模拟确定的侵入物升力以及剪切流中侵入物的中性浮力极限。从现象上看，我们观测到向系统中引入侵入物后出现的冷却效应。该冷却效应随侵入物尺寸增大而增强，并解释了大侵入物的下沉。另一方面，引入小至中等尺寸（即不超过床层颗粒尺寸 4 倍）的侵入物，会导致颗粒压力相较静水压力降低，进而引起小至中等尺寸侵入物的上升。
引用
@article{arxiv.2107.00278,
title = {Lift force acting on an intruder in dense, granular shear flows},
author = {Meng Liu and Christoph R. Müller},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.00278},
year = {2022}
}
备注
13 pages