Главная  Информация для покупателей  Новости науки  Ученые предсказывают угол покоя сухих материалов на Земле и в планетарных средах

Ученые предсказывают угол покоя сухих материалов на Земле и в планетарных средах

07 октября 2021


Углом покоя принято считать угол между наклонной стороной кучи частиц и горизонталью. Этот параметр часто используется для характеристики текучести гранулированных материалов в земной и планетарной средах, таких как песок, пылевые аэрозоли и порошки. В планетарных исследованиях угол покоя является отличным показателем размера частиц. Чем меньше частица, тем больше влияние сил притяжения между атомами и молекулами на поверхность частиц относительно массы частиц, тем менее текуч материал и, следовательно, тем круче угол покоя. Ученые научились точно предсказывать угол покоя в зависимости от размера частиц, как на Земле, так и под действием внеземной гравитации.

Раньше ученые сталкивались с трудностями в определении угла покоя из-за влияния все еще плохо изученных процессов в масштабе частиц — взаимодействия между частицами в куче вызывают сопротивление качению и скольжению под действием силы тяжести. Поэтому исследователи смогли представить выражение, которое предсказывает угол покоя частиц на нашей планете. Это выражение также учитывает возможную гравитацию от 0,06 до 100 раз большей, чем на Земле.

Модель, которую ученые применили в своем численном моделировании, уже была введена Кундаллом и Страком и в течение последних десятилетий постоянно совершенствовалась, чтобы включить улучшенные модели взаимодействия частиц. Теперь модель, пересмотренная в материалах и методах, учитывает все основные силы, действующие на частицы, т. е. силы тяжести, трения и притяжения Ван-дер-Ваальса, и количественно воспроизводит твердую фракцию и структуру упаковки порошков, состоящих из различных материалов.

Одним из широко используемых методов получения зернистой кучи является метод фиксированной воронки, при котором зернистый материал высыпается через воронку или отверстие на шероховатую поверхность. В другом способе полый цилиндр, расположенный над поверхностью, заполняют материалом из твердых частиц, а затем отрывают от основания с низкой скоростью, чтобы частицы могли стекать вниз через нижний конец цилиндра. Однако трудно контролировать образование кучи сильно сцепленных частиц, ведь такое моделирование включает в себя заметно малое количество частиц, что увеличивает тенденцию к образованию сгустка, охватывающего большую долю частиц в системе. Поэтому ученые в своей работе используют другой метод, который можно рассматривать как комбинацию метода неподвижной воронки и метода полого цилиндра.

Теоретическое выражение и методика моделирования в целом, которые предсказывают угол в зависимости от размера частиц и внешних сил может оказать значительное влияние на инженерные, экологические и планетарные науки, в частности поможет усовершенствовать оборудование для агропромышленности.

DDNNDNN_1000


Бренды по теме
Другая информация
04 ноября 2021
Создан микро-наномотор, управляемый энергией видимого света

МНМ не только служат идеальными модельными системами для неравновесной физики, но и обладают большим потенциалом в микрофлюидике и биомедицинских приложениях.

01 ноября 2021
Антитела IgG3 показали высокую эффективность против SARS-CoV-2

Превосходная нейтрализация может быть следствием сшивания спайкового белка SP на поверхности вируса. Это следует учитывать при разработке терапии и вакцин.

28 октября 2021
Байесовская нейронная сеть предсказывает распад компактных планетных систем

Чтобы решить проблему прогнозирования нестабильности компактных систем, современные ученые решили внедрить архитектуру глубокого машинного обучения.

25 октября 2021
Ледяные иглы сплетают узоры из камней в замерзающих пейзажах

Узорчатая почва, определяемая сегрегацией камней в зависимости от их размера, является одной из наиболее поразительно самоорганизующихся характеристик полярных и высокогорных ландшафтов.

21 октября 2021
Экологические кризисы привели к формированию новой геологической эпохи — антропоцен

Эта эпоха стартовала в середине 20-го века и наглядно отражает то большое ускорение, которое началось со времен индустриализации в Европе.

Вся информация


Сайт использует файлы cookies. Продолжая просматривать сайт Вы соглашаетесь с использованием cookies. Хорошо!