Rhéologie des mélanges granulaires avec des tailles, densités, frottements de particules et géométries d'écoulement variés

En utilisant la méthode des éléments discrets, nous étudions la rhéologie des milieux granulaires denses, variant en taille, densité et propriétés de frottement des particules, à travers un spectre allant des régimes quasistatiques aux régimes d'inertie. En tenant compte de la contribution volumétrique de chaque phase solide, nous constatons que le rapport de contrainte, μ, et la concentration, ϕ, évoluent avec le nombre d'inertie en utilisant l'average volumique pour calculer la densité moyenne des particules, le frottement et la taille. De plus, la fraction de remplissage critique est corrélée à l'asymétrie, à la polydispersité et au frottement des particules, sans tenir compte de la distribution des tailles. Notablement, à la suite des travaux de Kim et Kamrin, nous introduisons une loi de puissance rhéologique pour rassembler toutes nos données monodisperses et polydisperses, dépendant de la concentration, de la température granulaire sans dimension et du nombre d'inertie. Ce modèle fusionne de manière fluide la rhéologie μ(I) et la théorie cinétique, permettant l'unification de toutes les données rhéologiques locales et non locales sur une seule courbe maîtresse. Publié par la Société Américaine de Physique 2024.