Drag force in granular shear flows: regimes, scaling laws and implications for segregation

阻力 物理 机械 惯性参考系 阻力系数 经典力学 雷诺数 寄生阻力 虚拟力 阻力方程 零升阻系数 升力诱导阻力 阻力发散马赫数 湍流
作者
Lü Jing,Julio M. Ottino,Paul B. Umbanhowar,Richard M. Lueptow
出处
期刊:Journal of Fluid Mechanics [Cambridge University Press]
卷期号:948 被引量:15
标识
DOI:10.1017/jfm.2022.706
摘要

The drag force on a spherical intruder in dense granular shear flows is studied using discrete element method simulations. Three regimes of the intruder dynamics are observed depending on the magnitude of the drag force (or the corresponding intruder velocity) and the flow inertial number: a fluctuation-dominated regime for small drag forces; a viscous regime for intermediate drag forces; and an inertial (cavity formation) regime for large drag forces. The transition from the viscous regime (linear force-velocity relation) to the inertial regime (quadratic force-velocity relation) depends further on the inertial number. Despite these distinct intruder dynamics, we find a quantitative similarity between the intruder drag in granular shear flows and the Stokesian drag on a sphere in a viscous fluid for intruder Reynolds numbers spanning five orders of magnitude. Beyond this first-order description, a modified Stokes drag model is developed that accounts for the secondary dependence of the drag coefficient on the inertial number and the intruder size and density ratios. When the drag model is coupled with a segregation force model for intruders in dense granular flows, it is possible to predict the velocity of gravity-driven segregation of an intruder particle in shear flow simulations.

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
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
espt发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
科研通AI6.4应助李悟尔采纳,获得10
1秒前
白开水完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
852应助H_W采纳,获得10
2秒前
2秒前
酷波er应助梧桐采纳,获得10
3秒前
3秒前
zt发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
HUANG_黄完成签到,获得积分10
4秒前
小甑完成签到,获得积分10
4秒前
合适背包完成签到,获得积分10
5秒前
佬仔发布了新的文献求助10
5秒前
怳然发布了新的文献求助20
5秒前
orixero应助rachelnarnia采纳,获得10
6秒前
yy完成签到,获得积分10
6秒前
柔弱亦寒发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
Ryu完成签到,获得积分10
7秒前
华仔应助王多晴采纳,获得10
7秒前
任我行发布了新的文献求助10
7秒前
guo发布了新的文献求助10
7秒前
田様应助江sir采纳,获得30
7秒前
刘晓丹发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
king完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
dd发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9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
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
“美军军官队伍建设研究”系列(全册) 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 6386227
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8199869
关于积分的说明 17346209
捐赠科研通 5439946
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2876804
邀请新用户注册赠送积分活动 1853245
关于科研通互助平台的介绍 1697346