Toward a unified continuum framework for dense granular flows: $\boldsymbol{\mu} \boldsymbol{(I)}$ rheology extended with granular temperature

流变学 惯性参考系 机械 粒状材料 堆(数据结构) 统计物理学 经典力学 颗粒物质 物理 连续介质力学 材料科学 库埃特流 代表(政治) 复杂流体 瞬态(计算机编程)
作者
Zexu Yuan,He Zhao,Dengming Wang
出处
期刊:Journal of Fluid Mechanics [Cambridge University Press]
卷期号:1030
标识
DOI:10.1017/jfm.2026.11267
摘要

Dense granular flows exhibit pronounced non-local behaviours, particularly in creeping regions and shear-localised zones, which challenges classical local inertial rheologies. In this work, we develop a continuum framework for dense granular flows by extending the $\mu (I)$ rheology through the inclusion of granular temperature as an explicit state variable, thereby establishing a direct link between grain-scale velocity fluctuations and macroscopic stresses, and enabling the representation of non-local effects. The model is implemented within a finite-volume computational framework, and systematically validated against three canonical configurations spanning steady and transient regimes: heap flows, split-bottom Couette flows, and granular column collapse. Across these benchmarks, the formulation captures key non-local features observed experimentally and numerically, including sustained creeping below yield, shear-band broadening and migration, and the transient evolution of free surfaces and runout dynamics. Overall, the granular-temperature-extended $\mu (I)$ rheology provides a unified continuum description that reconciles local and non-local behaviour in dense granular flows, retains the predictive capability of inertial rheology in rapid regimes, and extends its applicability to creeping and shear-localised flows. The proposed framework offers a physically interpretable and scalable basis for modelling granular processes in both geophysical and industrial contexts.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
夏侯映萱发布了新的文献求助10
刚刚
ayi完成签到,获得积分20
刚刚
yuanke666完成签到,获得积分10
刚刚
英吉利25发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
1秒前
小玉米完成签到 ,获得积分10
1秒前
orixero应助maazhu采纳,获得10
1秒前
1秒前
斯文败类应助xiao采纳,获得10
2秒前
2秒前
MichaelSu2026完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
小玉米发布了新的文献求助10
3秒前
浪子应助四夕采纳,获得10
3秒前
科研通AI2S应助灵巧的慕梅采纳,获得10
3秒前
陶醉枫叶发布了新的文献求助10
4秒前
天天快乐应助啊民采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
sagitar应助儒雅颜采纳,获得40
5秒前
6秒前
JJ发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
豆kl完成签到,获得积分10
6秒前
安然完成签到 ,获得积分10
6秒前
Reuii关注了科研通微信公众号
7秒前
邢惜梦发布了新的文献求助10
7秒前
小张z完成签到,获得积分10
7秒前
奋斗土豆完成签到,获得积分10
8秒前
秀丽寄琴发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
orixero应助端庄的棉花糖采纳,获得10
9秒前
Akim应助how采纳,获得10
9秒前
hhhh发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
11秒前
hjy完成签到,获得积分10
11秒前
小章发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
(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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7327934
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8942850
关于积分的说明 18967640
捐赠科研通 6983859
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3216234
关于科研通互助平台的介绍 2382982
邀请新用户注册赠送积分活动 2195671