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水平激励下颗粒物质的有效质量及耗散功率的研究

许聪慧 张国华 钱志恒 赵雪丹

水平激励下颗粒物质的有效质量及耗散功率的研究

许聪慧, 张国华, 钱志恒, 赵雪丹
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  • 对颗粒物质的有效质量谱及耗散功率进行了数值研究,发现水平和垂直激励下颗粒体系的共振频率fg与体积模量k均随压强P呈分段幂律变化,在高压强下遵循fg∝P1/6,k∝P1/3的规律,在低压强下遵循fg∝P1/4,k∝P1/2的规律.同时,在水平和垂直振动下,颗粒体系品质因子的倒数1/Q随P的变化呈指数衰减.在特定频率和压强下,颗粒体系的平均耗散功率p随振动强度Γ的变化曲线上存在一个特征振动强度Γ*,当ΓΓ*时,颗粒体系表现出类固态行为,平均耗散功率p随振动强度Γ呈幂律标度,p∝Γα(2αΓ >Γ*时,颗粒体系表现出类液态行为,体系的平均耗散功率p随振动强度Γ呈线性变化.由此得到了水平激励下颗粒体系类固体类流体转变的Γ-P相图.
      通信作者: 张国华, zhguohua@sas.ustb.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11272048,11572178)资助的课题.
    [1]

    Lu K Q, Liu J X 2004 Physics 33 629 (in Chinese)[陆坤权, 刘寄星2004物理33 629]

    [2]

    Sun Q, Jin F, Zhou G D 2013 Granular Mat. 15 119

    [3]

    Bi Z, Sun Q, Jin F, Zhang M 2011 Granular Mat. 13 503

    [4]

    Peyneau P E, Roux J N 2008 Phys. Rev. E 78 041307

    [5]

    Majmudar T S, Behringer R P 2005 Nature 435 1079

    [6]

    Sun Q C, Wang G Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 4667 (in Chinese)[孙其诚, 王光谦2008物理学报57 4667]

    [7]

    Zhou G D, Sun Q C 2013 Powder Technol. 239 115

    [8]

    Sun Q C, Wang G Q, Hu K H 2009 Prog. Nat. Sci. 19 523

    [9]

    Karimi K, Maloney C E 2011 Phys. Rev. Lett. 107 268001

    [10]

    Wortel G H, van Hecke M 2015 Phys. Rev. E 92 040201

    [11]

    Wang P P, Wang W J, Liu C S, Zhu Z G 2009 Rock Soil Mech. 30 (Supp.) 129(in Chinese)[汪盼盼, 王万景, 刘长松, 朱震刚2009岩土力学30 (增刊) 129]

    [12]

    Valenza J, Hsu C J, Ingale R, Gland N, Makse H A, Johnson D L 2009 Phys. Rev. E 80 051304

    [13]

    Hsu C J, Johnson D L, Ingale R A, Valenza J J, Gland N, Makse H A 2009 Phys. Rev. Lett. 102 058001

    [14]

    Valenza J, Johnson D L 2012 Phys. Rev. E 85 041302

    [15]

    Peng Z, Jiang Y M, Liu R, Hou M Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 024502 (in Chinese)[彭政, 蒋亦民, 刘锐, 厚美瑛2013物理学报62 024502]

    [16]

    Ansari I H, Alam M 2016 Phys. Rev. E 93 052901

    [17]

    Eshuis P, van der Weele K, van deer Meer D, Lohse D 2005 Phys. Rev. Lett. 95 258001

    [18]

    Eshuis P, van der Weele K, van der Meer D, Bos R, Lohse D 2007 Phys. Fluids 19 123301

    [19]

    Garcimartín A, Pastor J M, Arévalo R, Maza D 2007 Eur. Phys. J. Spec. Top. 146 331

    [20]

    Saluña C, Pöschel T 2000 Eur. Phys. J. E 1 55

    [21]

    2015 Acta Phys. Sin. 64 044501 (in Chinese)[余田, 张国华, 孙其诚, 赵雪丹, 马文波2015物理学报64 044501]

    [22]

    Xu N 2011 Front. Phys. 6 109

    [23]

    Lastakowski H, Géminard J C, Vidal V 2015 Sci. Rep.-UK 5 13455

    [24]

    Goddard J D 1990 Proc. R. Soc. Lond. A 430 105

  • [1]

    Lu K Q, Liu J X 2004 Physics 33 629 (in Chinese)[陆坤权, 刘寄星2004物理33 629]

    [2]

    Sun Q, Jin F, Zhou G D 2013 Granular Mat. 15 119

    [3]

    Bi Z, Sun Q, Jin F, Zhang M 2011 Granular Mat. 13 503

    [4]

    Peyneau P E, Roux J N 2008 Phys. Rev. E 78 041307

    [5]

    Majmudar T S, Behringer R P 2005 Nature 435 1079

    [6]

    Sun Q C, Wang G Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 4667 (in Chinese)[孙其诚, 王光谦2008物理学报57 4667]

    [7]

    Zhou G D, Sun Q C 2013 Powder Technol. 239 115

    [8]

    Sun Q C, Wang G Q, Hu K H 2009 Prog. Nat. Sci. 19 523

    [9]

    Karimi K, Maloney C E 2011 Phys. Rev. Lett. 107 268001

    [10]

    Wortel G H, van Hecke M 2015 Phys. Rev. E 92 040201

    [11]

    Wang P P, Wang W J, Liu C S, Zhu Z G 2009 Rock Soil Mech. 30 (Supp.) 129(in Chinese)[汪盼盼, 王万景, 刘长松, 朱震刚2009岩土力学30 (增刊) 129]

    [12]

    Valenza J, Hsu C J, Ingale R, Gland N, Makse H A, Johnson D L 2009 Phys. Rev. E 80 051304

    [13]

    Hsu C J, Johnson D L, Ingale R A, Valenza J J, Gland N, Makse H A 2009 Phys. Rev. Lett. 102 058001

    [14]

    Valenza J, Johnson D L 2012 Phys. Rev. E 85 041302

    [15]

    Peng Z, Jiang Y M, Liu R, Hou M Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 024502 (in Chinese)[彭政, 蒋亦民, 刘锐, 厚美瑛2013物理学报62 024502]

    [16]

    Ansari I H, Alam M 2016 Phys. Rev. E 93 052901

    [17]

    Eshuis P, van der Weele K, van deer Meer D, Lohse D 2005 Phys. Rev. Lett. 95 258001

    [18]

    Eshuis P, van der Weele K, van der Meer D, Bos R, Lohse D 2007 Phys. Fluids 19 123301

    [19]

    Garcimartín A, Pastor J M, Arévalo R, Maza D 2007 Eur. Phys. J. Spec. Top. 146 331

    [20]

    Saluña C, Pöschel T 2000 Eur. Phys. J. E 1 55

    [21]

    2015 Acta Phys. Sin. 64 044501 (in Chinese)[余田, 张国华, 孙其诚, 赵雪丹, 马文波2015物理学报64 044501]

    [22]

    Xu N 2011 Front. Phys. 6 109

    [23]

    Lastakowski H, Géminard J C, Vidal V 2015 Sci. Rep.-UK 5 13455

    [24]

    Goddard J D 1990 Proc. R. Soc. Lond. A 430 105

  • [1] 余田, 张国华, 孙其诚, 赵雪丹, 马文波. 垂直振动激励下颗粒材料有效质量和耗散功率的研究. 物理学报, 2015, 64(4): 044501. doi: 10.7498/aps.64.044501
    [2] 额尔敦朝鲁, 肖景林, 李树深. 晶格热振动对准二维强耦合极化子有效质量的影响. 物理学报, 2005, 54(9): 4285-4293. doi: 10.7498/aps.54.4285
    [3] 陆广成, 李增花, 左 维, 罗培燕. 热核物质中基态关联修正下的单核子势和核子有效质量. 物理学报, 2006, 55(1): 84-90. doi: 10.7498/aps.55.84
    [4] 彭政, 蒋亦民, 刘锐, 厚美瑛. 垂直振动激发下颗粒物质的能量耗散. 物理学报, 2013, 62(2): 024502. doi: 10.7498/aps.62.024502
    [5] 姜泽辉, 荆亚芳, 赵海发, 郑瑞华. 振动颗粒物质中倍周期运动对尺寸分离的影响. 物理学报, 2009, 58(9): 5923-5929. doi: 10.7498/aps.58.5923
    [6] 彭亚晶, 张卓, 王勇, 刘小嵩. 振动颗粒物质“巴西果”分离效应实验和理论研究. 物理学报, 2012, 61(13): 134501. doi: 10.7498/aps.61.134501
    [7] 牛晓娜, 张国华, 孙其诚, 赵雪丹, 董远湘. 二维有摩擦颗粒体系振动态密度与玻色峰的研究. 物理学报, 2016, 65(3): 036301. doi: 10.7498/aps.65.036301
    [8] 胡 林, 孔维姝, 王伟明, 吴 宇, 杜学能. 颗粒物质内部滑动摩擦力的非线性振动现象. 物理学报, 2006, 55(12): 6488-6493. doi: 10.7498/aps.55.6488
    [9] 姜泽辉, 李 斌, 赵海发, 王运鹰, 戴智斌. 竖直振动颗粒物厚层中冲击力分岔现象. 物理学报, 2005, 54(3): 1273-1278. doi: 10.7498/aps.54.1273
    [10] 姜泽辉, 王运鹰, 吴 晶. 窄振动颗粒床中的运动模式. 物理学报, 2006, 55(9): 4748-4753. doi: 10.7498/aps.55.4748
    [11] 张富翁, 王立, 刘传平, 吴平. 竖直振动管中颗粒的上升运动. 物理学报, 2014, 63(1): 014501. doi: 10.7498/aps.63.014501
    [12] 蒋亦民, 刘佑. 水-气-颗粒固体三相混合系统的流体动力学. 物理学报, 2013, 62(20): 204501. doi: 10.7498/aps.62.204501
    [13] 姜泽辉, 刘新影, 彭雅晶, 李建伟. 竖直振动颗粒床中的倍周期运动. 物理学报, 2005, 54(12): 5692-5698. doi: 10.7498/aps.54.5692
    [14] 鞠国兴, 蔡长英, 任中洲. 指数型变化有效质量的三维Schr?dinger方程的解析解. 物理学报, 2005, 54(6): 2528-2533. doi: 10.7498/aps.54.2528
    [15] 陆坤权, 厚美瑛, 陈 唯, 姜泽辉, 陈相君. 振动颗粒混合物中的三明治式分离. 物理学报, 2003, 52(9): 2244-2248. doi: 10.7498/aps.52.2244
    [16] 史庆藩, 彭 政, 吴耀宇, 陆坤权, 厚美瑛, 钟 杰. 二维颗粒流从稀疏态到密集态的临界转变. 物理学报, 2006, 55(12): 6691-6696. doi: 10.7498/aps.55.6691
    [17] 徐光磊, 胡国琦, 张训生, 鲍德松, 陈 唯, 厚美瑛, 陆坤权. 通道宽度和初始流量对颗粒稀疏流-密集流转变临界开口的影响. 物理学报, 2003, 52(4): 875-878. doi: 10.7498/aps.52.875
    [18] 姜泽辉, 张峰, 郭波, 赵海发, 郑瑞华. 受振颗粒“毛细”系统中的对流与有序化. 物理学报, 2010, 59(8): 5581-5587. doi: 10.7498/aps.59.5581
    [19] 郑鹤鹏, 蒋亦民, 彭政, 符力平. 颗粒固体弹性势能的声波性质. 物理学报, 2012, 61(21): 214502. doi: 10.7498/aps.61.214502
    [20] 梁宣文, 侯兆国, 吕 震, 杨 雷, 史庆藩, 李粮生, 孙 刚. 垂直振动作用下二元混合颗粒分层的动态循环反转. 物理学报, 2008, 57(4): 2300-2305. doi: 10.7498/aps.57.2300
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-05-25
  • 修回日期:  2016-09-05
  • 刊出日期:  2016-12-05

水平激励下颗粒物质的有效质量及耗散功率的研究

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11272048,11572178)资助的课题.

摘要: 对颗粒物质的有效质量谱及耗散功率进行了数值研究,发现水平和垂直激励下颗粒体系的共振频率fg与体积模量k均随压强P呈分段幂律变化,在高压强下遵循fg∝P1/6,k∝P1/3的规律,在低压强下遵循fg∝P1/4,k∝P1/2的规律.同时,在水平和垂直振动下,颗粒体系品质因子的倒数1/Q随P的变化呈指数衰减.在特定频率和压强下,颗粒体系的平均耗散功率p随振动强度Γ的变化曲线上存在一个特征振动强度Γ*,当ΓΓ*时,颗粒体系表现出类固态行为,平均耗散功率p随振动强度Γ呈幂律标度,p∝Γα(2αΓ >Γ*时,颗粒体系表现出类液态行为,体系的平均耗散功率p随振动强度Γ呈线性变化.由此得到了水平激励下颗粒体系类固体类流体转变的Γ-P相图.

English Abstract

参考文献 (24)

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