On the dynamics and wakes of a freely settling Platonic polyhedron in a quiescent Newtonian fluid
Notice bibliographique
Résumé
We investigate systematically the free settling of a single Platonic polyhedron in an unbounded domain filled with an otherwise quiescent Newtonian fluid. We consider a particle–fluid density mimicking a rock in water. Five Platonic polyhedrons of increasing sphericity are studied for a range of Galileo numbers $10 \leqslant \mathcal {G}a \leqslant 300$ . We construct a regime map in the parameter space of Galileo number and particle volume fraction ( $\mathcal {G}a, \phi$ ), highlighting how the angularity of the Platonic polyhedron impacts its settling path and the onset of instabilities. We find that the initial angular position solely affects the transient settling process. All the Platonic polyhedrons maintain a stable settling angular position at low $\mathcal {G}a$ . Higher angularity leads to path unsteadiness at lower $\mathcal {G}a$ . Path instability progresses from steady vertical to unsteady vertical, followed by oblique settling observed for highly spherical particles, but helical settling (HS) for more angular particles. The particle autorotation is found to be the pivotal factor influencing path instability and the regime transition of angular particles. Beginning in the unsteady oblique and helical regimes, particle autorotation becomes more prevalent, escalating further in the chaotic regime as $\mathcal {G}a$ increases. The particle angular velocity vector is shown to be predominantly situated in the horizontal plane. A thorough force balance in the horizontal plane reveals that the Magnus force is the primary driving force of the HS regime. Additionally, we establish two new empirical correlations to predict the particle settling velocity and the disturbed wake length that solely require the physical properties of the system ( $\mathcal {G}a$ and $\phi$ ). Our numerical results suggest that an increase of the density ratio from $2$ to $3$ exerts only a marginal impact on the path instability of the most angular particle, the settling tetrahedron.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».