Viscoinertial regime of immersed granular flows

Autor: Yann Monerie, Jean-Yves Delenne, Frédéric Perales, Farhang Radjai, Patrick Mutabaruka, Lhassan Amarsid
Přispěvatelé: Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN), Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (LMGC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Physique et Mécanique des Milieux Divisés (PMMD), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de micromécanique et intégrité des structures (MIST), Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ingénierie des Agro-polymères et Technologies Émergentes (UMR IATE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Multiscale Material Science for Energy and Environment (MSE 2), Massachusetts Institute of Technology (MIT), ThermoMécanique des Matériaux (ThM2), IRSN (French authority of nuclear safety), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire ( IRSN ), Laboratoire de Mécanique et Génie Civil ( LMGC ), Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Physique et Mécanique des Milieux Divisés ( PMMD ), Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de micromécanique et intégrité des structures ( MIST ), Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire ( IRSN ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Ingénierie des Agro-polymères et Technologies Émergentes ( IATE ), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ) -Université de Montpellier ( UM ) -Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques ( UM2 ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ), Multiscale Materials Science for Energy and Environment ( MSE2 ), Massachusetts Institute of Technology ( MIT ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), ThermoMécanique des Matériaux ( ThM2 )
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
structure granulaire
Inertial frame of reference
Materials science
friction
granular structure
Jamming
Viscous liquid
Atomic packing factor
01 natural sciences
010305 fluids & plasmas
méthode de simulation
[SPI.MECA.MEFL]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph]
Stress (mechanics)
Physics::Fluid Dynamics
Viscosity
0103 physical sciences
[SPI.MECA.MEMA]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanics of materials [physics.class-ph]
010306 general physics
Anisotropy
viscosité
frottement
fluide visqueux
Shear rate
Classical mechanics
[ SPI.MECA.MEMA ] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanics of materials [physics.class-ph]
viscosity
[ SPI.MECA.MEFL ] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph]
viscous fluid
Zdroj: Physical Review E
Physical Review E, American Physical Society (APS), 2017, 96 (1), ⟨10.1103/PhysRevE.96.012901⟩
Physical Review E, American Physical Society (APS), 2017, 96 (1), 〈10.1103/PhysRevE.96.012901〉
ISSN: 2470-0053
2470-0045
DOI: 10.1103/PhysRevE.96.012901⟩
Popis: International audience; By means of extensive coupled molecular dynamics–lattice Boltzmann simulations, accounting for grain dynamics and subparticle resolution of the fluid phase, we analyze steady inertial granular flows sheared by a viscous fluid. We show that, for a broad range of system parameters (shear rate, confining stress, fluid viscosity, and relative fluid-grain density), the frictional strength and packing fraction can be described by a modified inertial number incorporating the fluid effect. In a dual viscous description, the effective viscosity diverges as the inverse square of the difference between the packing fraction and its jamming value, as observed in experiments. We also find that the fabric and force anisotropies extracted from the contact network are well described by the modified inertial number, thus providing clear evidence for the role of these key structural parameters in dense suspensions.
Databáze: OpenAIRE
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