受控压力与剪应力下致密颗粒物质的测黏流动
软凝聚态物质
2020-11-24 v3 流体动力学
摘要
本研究采用离散元模拟考察了外部剪应力与压力下致密颗粒物质的流动。该方法中，材料可沿所有周期方向发生应变，并针对内部应力状态与外部施加应力之间的不平衡调整其固相体积分数。通过系统改变外部剪应力和压力，模拟了以下稳态流变响应：(1) 与速率无关的准静态流动；以及 (2) 与速率相关的惯性流动。模拟流动具有测黏性，且第一和第二法向应力差均不可忽略。惯性流动中两个法向应力差均为负，而准静态流动中第一法向应力差由负转为略正，第二法向应力差趋于零。第一法向应力差源于流动平面内二阶接触构形张量与应变率张量之间的非共轴性，第二法向应力差则与剪切平面内相较涡量方向接触过剩有关。我们提出了一个二阶（就应变率张量而言）通用流变模型来描述这两类流动，并基于近单分散球的模拟针对不同的颗粒间摩擦值进行了标定。该模型在两种流动 regime 中均包含了法向应力差，并给出了稳态致密颗粒流动的完整测黏描述。
引用
@article{arxiv.1912.04491,
title = {Viscometric flow of dense granular materials under controlled pressure and shear stress},
author = {Ishan Srivastava and Leonardo E. Silbert and Gary S. Grest and Jeremy B. Lechman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.04491},
year = {2020}
}
备注
Accepted Version, 28 pages, 8 figures