搓板路的标度律与动力学

受到滚动轮子作用力的颗粒表面在超过临界速度时会形成波纹。这种被称为“搓板路”或“波纹路”的图案常见于干燥的未铺砌路面。我们通过实验室规模的装置和干沙床层，从理论和实验两方面研究了这一现象。在圆形轨道上铺设厚层沙子，由一根可改变重量和转动惯量的臂上的滚动轮施加作用力。我们将滚动轮产生的波纹与使用简单倾斜犁刀产生的波纹进行了比较。我们研究了临界速度对各种参数的依赖性，并描述了一个标度论证，该论证导出了一个无量纲比值，类似于流体动力学中的弗劳德数，它控制了不稳定性。这代表了保守的动力学力与耗散的静力学力之间的交叉。在失稳阈值之上，轮驱波纹沿轮子运动方向移动，而犁驱波纹则在弗劳德数的一个狭窄范围内反向移动。