稳态稠密浅层颗粒流中的表面曲率与次级涡旋
流体动力学
2025-07-01 v1
摘要
稠密颗粒流表现出表面变形和次级涡旋，由于正常应力差的存在。然而，这两种特征的完整数学建模仍然缺乏。本文聚焦于任意横截面的倾斜通道中稳态稠密流，其通过基于流体薄弱性的展开结合二阶颗粒粘性理论推导渐近解。主导阶解为单向流，流线速度对应于根据可变流深比例缩放的Bagnold轮廓。一阶修正在主流方向垂直平面内引入两个逆旋转涡旋（其中中心向下），并在自由表面上引入向上曲率。这些解与离散元（DEM）仿真结果进行比较，二者定量吻合。随后将此结果与实验室实验联合使用，用于推断稠密干燥颗粒流中第二正交应力差的测量值。
引用
@article{arxiv.2506.22665,
title = {Surface curvature and secondary vortices in steady dense shallow granular flows},
author = {C. Gadal and C. G. Johnson and J. M. N. T. Gray},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.22665},
year = {2025}
}