巴格诺尔德数

巴格诺尔德数（Bagnold number，Ba）是在间质性牛顿流体中的颗粒材料（英语：granular material），其碰撞应力和黏滞应力之间的比值，最早是由巴格诺尔德（英语：Ralph Alger Bagnold）找到^[1]。

巴格诺尔德数定义如下：

${\displaystyle \mathrm {Ba} ={\frac {\rho d^{2}\lambda ^{1/2}\gamma }{\mu }}}$ ^[2]

其中

• ${\displaystyle \rho }$ 为颗粒密度，
• ${\displaystyle d}$ 为颗粒直径，
• ${\displaystyle {\dot {\gamma }}}$ 为剪切速率，
• ${\displaystyle \mu }$ 是间质流体的动黏度，
• ${\displaystyle \lambda }$ 是线浓度，定义为

${\displaystyle \lambda ={\frac {1}{\left(\phi _{0}/\phi \right)^{\frac {1}{3}}-1}}}$,

其中

• ${\displaystyle \phi }$ 为固体的比例，
• ${\displaystyle \phi _{0}}$ 为固体所可以占的最大体积比例（随机密堆积（英语：random close pack））。

流体的巴格诺尔德数较小（Ba < 40）时，流体的黏滞力大于颗粒的碰撞应力，流体在“巨观黏性”（macro-viscous）状态。若巴格诺尔德数较大（Ba > 450）时，流体在“颗粒应力”（grain-inertia）状态。在这两个状态之间有临界状态。

相关条目

• 宾汉流体

参考资料

1. Bagnold, R. A. Experiments on a Gravity-Free Dispersion of Large Solid Spheres in a Newtonian Fluid under Shear. Proc. R. Soc. Lond. A. 1954, 225 (1160): 49–63. doi:10.1098/rspa.1954.0186.
2. Hunt, M. L.; Zenit, R.; Campbell, C. S.; Brennen, C.E. Revisiting the 1954 suspension experiments of R. A. Bagnold. Journal of Fluid Mechanics (Cambridge University Press). 2002, 452: 1–24. doi:10.1017/S0022112001006577.

外部链接

• Granular Material Flows at N.A.S.A