Particle fluctuations and their effects on the rheological behavior of sheared granular flows

物理 流变学 机械 幂律 惯性参考系 统计物理学 粒状材料 缩放比例 准静态过程 航程(航空) 粒子(生态学) 原子堆积因子 经典力学 热力学 材料科学 统计 几何学 数学 海洋学 量子力学 核磁共振 复合材料 地质学
作者
Wenjin Han,He Zhao,Dengming Wang
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:35 (6) 被引量:9
标识
DOI:10.1063/5.0147632
摘要

We present numerical simulations of plane-sheared granular flows in two pressure-controlled configurations and investigate the particle fluctuations over a wide range of the inertial number I. Quantities affecting the velocity fluctuations, including the granular temperature and the stress ratio, are shown to be intrinsically related and to exhibit similar I-dependent characteristics. We first propose a scaling law describing the one-to-one relationship between the granular temperature and I in both the inertial and collisional regimes, where the volume fraction plays an important role. This relation differs from the power-law dependence between the stress ratio and I. However, for low values of I, these two velocity fluctuation quantities deviate from the one-to-one relation, similar to the effective friction coefficient μ. Based on the obtained inverse power law, we propose a new unified model incorporating the stress ratio to describe the rheological behaviors in the quasistatic, inertial, and collisional regimes. The proposed model is more applicable than the one that integrates the granular temperature, allowing nonlocal effects to be roughly eliminated at low values of I and the rheological dependence on the volume fraction to be effectively removed at high values of I. This provides an alternative approach for developing rheological models for granular materials under complex flow conditions.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
pluto应助莫雷蒂采纳,获得10
刚刚
刚刚
完美世界应助合适从霜采纳,获得10
1秒前
lyy完成签到 ,获得积分10
1秒前
CodeCraft应助包容的曼凡采纳,获得10
1秒前
Umar发布了新的文献求助10
1秒前
淡淡的方盒完成签到,获得积分10
3秒前
littleriver发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
兮兮发布了新的文献求助10
5秒前
甜甜若冰完成签到,获得积分10
5秒前
SIC1完成签到,获得积分10
5秒前
Jaiy完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
勤恳的隶完成签到,获得积分10
7秒前
小马甲应助眯眯眼的鸽子采纳,获得10
7秒前
8秒前
香芋完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
香蕉觅云应助littleriver采纳,获得10
8秒前
8秒前
wusuowei发布了新的文献求助10
8秒前
打打应助2021014035采纳,获得10
8秒前
zmy发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
田様应助独特的又菱采纳,获得10
10秒前
mwl完成签到,获得积分10
10秒前
ding应助HaonanZhang采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
啦啦啦发布了新的文献求助20
11秒前
抹茶蛋蛋完成签到,获得积分10
12秒前
haowang1135发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
星迹一帆完成签到 ,获得积分10
14秒前
华仔应助咩了个咩采纳,获得10
14秒前
ly发布了新的文献求助10
14秒前
BiuBiuBiu完成签到 ,获得积分10
14秒前
高分求助中
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Wolffs Headache and Other Head Pain 9th Edition 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Cardiac structure and function of elite volleyball players across different playing positions 500
CLSI H26-A2 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6242931
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8066635
关于积分的说明 16837380
捐赠科研通 5320743
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2833228
邀请新用户注册赠送积分活动 1810765
关于科研通互助平台的介绍 1666979