细长颗粒稠密颗粒流的流变学

我们通过三维数值模拟研究了无摩擦球柱体的稠密颗粒流流变学。与球形颗粒情况类似，有效摩擦$\mu$是惯性数$I$的增函数，我们系统考察了$\mu$对颗粒长径比$Q$的依赖性，以及法向应力差、体积分数和配位数对$Q$的依赖性。我们特别表明，准静态摩擦系数随$Q$呈非单调变化：从球形情况$Q=1$开始，它首先急剧增加，在$Q \simeq 1.05$附近达到最大值，然后缓慢下降，在$Q \simeq 2$时回到初始值。我们通过分析颗粒周围耗散接触的分布，为这一反常行为提供了微观解释：与球体相比，略微细长的颗粒增强了其中心圆柱带的接触，而在较大长径比下颗粒倾向于取向排列并通过其半球端帽处的优先接触耗散。