The 7th National Conference on Computational Mechanics of Granular Materials in conjunction with The 4th International Symposium on Computational Particle Technology (CMGM-2024 & CPT-2024)

密集颗粒流广泛存在于自然现象和工业工程中，如滑坡、食品加工和增材制造等。本文利用离散单元法（DEM）对FT4颗粒流变仪中的颗粒流动过程进行了数值模拟，其中，扭曲叶片在颗粒床中旋转的同时向下或向上贯入或贯出床体。本文重点关注叶片与其周围壁面之间间隙处的颗粒动力学行为和特殊现象。本文结果表明，粉末流变仪中的颗粒卡塞行为呈现出瞬态和间歇性的特征，周而复始不断产生和消失。颗粒卡塞被限制在局部和狭小区域，并且存在和持续的时间很短。在低应力和向上抬升的流动模式下，卡塞现象更严重，且颗粒刚度越大就越容易发生卡塞。本文结果表明，在存在卡塞行为时，流变仪输出的表征参数不能衡量颗粒或粉末的流动性，同时，传统通过降低颗粒刚度来加速DEM模拟的缩放准则对于通过间隙的颗粒流也是失效的。卡塞的颗粒几乎全部位于叶尖和容器壁之间的间隙中，其动力学由流变仪静止壁面和运动叶片剪切作用共同决定，且卡塞结构仅能够抵抗来自叶片在其旋转方向上的载荷。本文中颗粒的卡塞行为呈现出低频率特征，即小于50 Hz，且单个卡塞时间的持续时间通常小于0.04 s。另外，实验也验证了机械卡塞行为的存在，即可在颗粒表面清楚地观察到许多划痕和凹坑。

颗粒流,卡塞,流变仪,流变学,离散单元法