颗粒间内聚力对颗粒柱坍塌的影响
软凝聚态物质
2025-11-20 v1
摘要
颗粒间内聚力的存在可以极大地改变颗粒材料的行为。例如，粉末难以处理，而人们可以用湿沙粒建造沙堡。在本研究中，我们报告了模型内聚颗粒柱在空气中自重作用下坍塌并在粗糙水平表面上铺展的实验结果。我们比较了两种不同来源的颗粒间内聚力对两种坍塌几何形状的影响，并在一个统一框架下进行了解释。通过添加少量水使颗粒处于钟摆态，或通过施加聚合物涂层，使颗粒具有内聚力。我们报告了内聚力对轴对称无约束铺展的圆柱形颗粒柱和单向流动的约束矩形颗粒柱的影响。一个比较宏观内聚强度与颗粒重量的无量纲数，被证明能够捕捉内聚力对最终形态的影响。为此，我们获得了一种表征颗粒材料内聚强度的方法，该方法独立于颗粒尺度上内聚力的物理来源。这一框架允许对不同内聚力来源的内聚颗粒材料进行统一描述。
引用
@article{arxiv.2402.07285,
title = {The effects of interparticle cohesion on the collapse of granular columns},
author = {Ram Sudhir Sharma and Wladimir Sarlin and Langqi Xing and Cyprien Morize and Philippe Gondret and Alban Sauret},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.07285},
year = {2025}
}