离子通过漏斗中流动的 DEM 模拟：对 Beverloo 定律的验证

本工作对通过圆锥-圆柱型漏斗排出球形颗粒材料的排放行为进行详细研究，使用离散元素法 (DEM) 模拟。旨在评估经验式 Beverloo 定律的适用范围。该系统采用单分散颗粒，其机械属性对应 $Al_{95}Fe_2Cr_2Ti_1$ 合金，颗粒间接触采用赫兹-明林 (无滑移) 模型。模拟系统atically 探讨了颗粒直径 ($d$) 和床层高度 ($h$) 对质量流率 ($Q$) 的影响。结果显示瞬态和稳态排放模式共存。对于较小直径比 ($D/d = 10$) 和足够大的床层高度，Beverloo 标度与之良好一致，其中流速迅速稳定。对于更大的 $D/d$ 比，排放速率呈指数衰减，表明以赫氏压力为常数的假设失效。提出一个无量纲标准以确定 Beverloo 定律的有效性：$\Pi_h = h/D > 2$，或等价地 $N = h/d > 20$。与多分散颗粒尺寸分布的实验测量结果的定量一致性进一步验证了该计算模型，并证明其在受限几何中预测颗粒排放具有预测能力。