Evolution of Rayleigh−Taylor instability at the interface between a granular suspension and a clear fluid
Notice bibliographique
Résumé
We report the characteristics of Rayleigh–Taylor instabilities (RTI) occurring at the interface between a suspension of granular particles and a clear fluid. The time evolution of these instabilities is studied numerically using coupled lattice Boltzmann and discrete element methods with a focus on the overall growth rate (σ¯) of the instabilities and their average wave number (k¯). Special attention is paid to the effects of two parameters, the solid fraction (0.10≤ϕ0≤0.40) of the granular suspension and the solid-to-fluid density ratio (1.5≤R≤2.7). Perturbations at the interface are observed to undergo a period of linear growth, the duration of which decreases with ϕ0 and scales with the particle shear time d/w∞, where d is the particle diameter and w∞ is the terminal velocity. For ϕ0>0.10, the transition from linear to nonlinear growth occurs when the characteristic steepness of the perturbations is around 29%. At this transition, the average wave number is approximately 0.67d−1 for ϕ0>0.10 and appears independent of R. For a given ϕ0, the growth rate is found to be inversely proportional to the particle shear time, i.e., σ¯∝(d/w∞)−1; at a given R, σ¯ increases monotonically with ϕ0, largely consistent with a linear stability analysis (LSA) in which the granular suspension is approximated as a continuum. These results reveal the relevance of the timescale d/w∞ to the evolution of interfacial granular RTI, highlight the various effects of ϕ0 and R on these instabilities, and demonstrate modest applicability of the continuum-based LSA for the particle-laden problem.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».