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摘要
颗粒物质的流动行为简称颗粒流,它广泛存在于日常生活、工业过程和自然环境的各个方面.颗粒流性质既与颗粒自身的尺寸、形状、表面、密度等物理属性有关,又与通道及出口条件等外部环境有关,颗粒流呈现出丰富的非线性流动现象.虽然颗粒流在工程应用方面已经取得重大研究进展,但迄今尚未有统一描述颗粒流的方程.因此,研究颗粒流对于不同物理因素的响应特性不仅可以拓展对颗粒物质的认识,澄清复杂流体输运中的基础科学问题,还可以为建立本构方程提供思路.鉴于漏斗颗粒流是颗粒流的主要研究方向之一,因此本文主要介绍国内外关于漏斗颗粒流的流量、流动模式、颗粒速度以及颗粒堆积密度分布等随不同物理因素变化的规律,并阐述这些规律的物理机制.文中涉及的漏斗流包括重力场驱动下的竖直漏斗流、倾斜漏斗流以及速度场驱动下的水平漏斗流(传送带).物理参数则有出口尺寸与形状、出口位置与方向、颗粒-颗粒间的摩擦系数、颗粒-漏斗壁间的摩擦系数、颗粒形状、混合颗粒、出口数目及出口间距、外部激励、障碍物、漏斗底部角度等.这些研究结果对于调控颗粒流的流量、提升颗粒材料的输运效率有着重要的参考价值,同时也为后续进一步研究颗粒流的动力学规律提供借鉴.
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