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弱润湿颗粒材料的流变学:实验与数值数据的比较

软凝聚态物质 2014-09-15 v2

摘要

对比了弱润湿颗粒(含少量体积百分比液体粘结剂)的剪切池模拟与实验,旨在理解其流动流变学。应用实例包括由砂和液体粘结材料通过射芯法制成的金属铸造砂芯。实验使用类库埃特旋转粘度计进行。弱润湿颗粒材料由石英砂和少量牛顿流体组成。作为对比,还使用改进配置的粘度计对干砂进行了实验。数值模型涉及具有接触力的球形单分散颗粒,以及用于两个颗粒间单个毛细液桥的简单液桥模型。不同的液体含量和性质导致在测量剪切应力 - 应变关系时呈现出不同的流动流变学。在弱润湿颗粒材料的实验中,表观剪切粘度 ηg\eta_g 对所有剪切速率均与惯性数 II 成反比缩放。相反,在干砂情况下,中等剪切速率下观察到与 II 成二次方反比的中间缩放机制。在模拟中,干式和湿式颗粒材料均发现了这两种缩放机制。

关键词

引用

@article{arxiv.1404.0318,
  title  = {Rheology of weakly wetted granular materials - a comparison of experimental and numerical data},
  author = {Ruediger Schwarze and Anton Gladkyy and Fabian Uhlig and Stefan Luding},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1404.0318},
  year   = {2014}
}