Viscosity of Cohesive Sediment‐Laden Flows: Experimental and Empirical Methods

粘度 伊利石 高岭石 泥浆 沉积物 牛顿流体 流变学 粘度计 地质学 矿物学 材料科学 岩土工程 机械 粘土矿物 物理 地貌学 复合材料
作者
Xiaoteng Shen,Mingze Lin,Fang Pan,Jerome P.‐Y. Maa,Ho Kyung Ha,Qilong Bi,Yuyang Shao,Jinfeng Zhang,Zi Wu
出处
期刊:Journal Of Geophysical Research: Oceans [Wiley]
卷期号:129 (2) 被引量:2
标识
DOI:10.1029/2023jc020043
摘要

Abstract The rheological behaviors of suspended sediments are crucial for investigating near‐bed particle dynamics; for these investigations, the viscosity of a highly concentrated suspension is primarily focused on quantifying its resistance to deformation. By using a rotational viscometer, the relationships between relative viscosities ( η r ) for different sediment types and their volumetric concentrations ( ϕ ) are studied for low‐to high‐concentration slurries. The results show that the conventional Einstein formula for diluted sand severely underestimates η r . In the case of pure silts and non‐cohesive quartz, η r demonstrates a gradual linear increase, reaching values around order of 10 1 as ϕ increases within the range of 0.2–0.4. Meanwhile, the η r values of clays exhibit an exponential rise before leveling off at a plateau. Specifically, the η r values of kaolinite, montmorillonite, and bentonite rise with ϕ lower than 0.3 and reach to plateau of values of thousands, which rise more rapidly than chlorite and illite. The modified viscosity model based on Costa (2005, https://doi.org/10.1029/2005GL024303 ) agrees reasonably well with observations and produces similar η r ∼ ϕ relationships. In addition, the model is coupled with a hydrodynamic model to simulate the deposition of a thickened tailings slurry and a one‐dimensional dam break. The proposed model performs well in predicting the quasi‐equilibrium profiles of the non‐Newtonian fluid, which are validated by available analytical solutions. The results suggest that future models should be focused on the effects of flow properties, especially for non‐Newtonian fluids, and on large‐scale modeling applications, which can increase the accuracy of predictions of the transport characteristics of sediments and pollutants in rivers, lakes, and coastal areas.

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
畅快的饼干完成签到 ,获得积分10
刚刚
sooo发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
斯文的听南完成签到 ,获得积分10
2秒前
冷静的莞发布了新的文献求助30
2秒前
逝水无痕发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
欧小仙完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
jiangshanshan发布了新的文献求助10
5秒前
葵花杜甫发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
50009797发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
快乐的柚子完成签到,获得积分10
7秒前
今夜无人入眠完成签到,获得积分20
8秒前
嘻嘻完成签到 ,获得积分10
8秒前
吕奎完成签到,获得积分10
8秒前
田天天发布了新的文献求助10
9秒前
明天见完成签到,获得积分10
9秒前
含蓄小小发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
Man完成签到,获得积分10
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
啦啦啦啦啦啦啦完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
玩命的凝天完成签到,获得积分10
12秒前
ColinWine完成签到,获得积分10
13秒前
逗小豆完成签到,获得积分10
13秒前
小蘑菇应助铃兰采纳,获得30
14秒前
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
niewei完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 2500
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5742790
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5410347
关于积分的说明 15345735
捐赠科研通 4883864
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2625403
邀请新用户注册赠送积分活动 1574207
关于科研通互助平台的介绍 1531165