颗粒阻力在微重力下的本质

通过嵌入式惯性测量单元（IMU）传感器的实验和离散元方法（DEM）仿真，探讨了重力对作用于穿透颗粒介质的 projectile 阻力的影响。随着重力趋近于零，惯性阻力占主导地位，导致尺度定律和气洞动力学呈现定性差异。类似于流体动力学，我们定义了一个无量纲颗粒阻力系数 $C_{\rm gd}$，在微重力条件下该系数基本保持恒定在 $\sim 1.2$，而在存在重力时，还出现一个与冲击速度成反比的额外项。该常数项可从穿透方向上的动量传递来理解，而额外项则暗示了由于重力引起的内部应力积累。也发现初始阻力峰值存在类似差异。这种类比为理解微重力下的颗粒阻力本质提供了新见解，并为未来太空任务指明了方向。