角度與障礙物對二維漏斗顆粒流流率影響及模型探討

作品摘要

本實驗探討二維漏斗內的顆粒流，以 BB 彈作為顆粒模擬顆粒流情形，並於自製的二維漏斗中做實驗，其中改變漏斗壁斜度與放置障礙物於漏斗中等變因，探討顆粒流的流率變化。並在顆粒流動中錄影，觀察流動時漏斗中顆粒的流向分布等情形。放置於 Tracker 分析障礙物附近的顆粒流動情形，並將不同斜度分析結果做比較。研究不同障礙物高度及斜度情況下顆粒流速和微觀顆粒的分布關係。並以 GeoGebra 將漏斗內情形以方程式的方式呈現，使內部情形清晰方便觀察。我們發現流率-障礙物位置圖可以分為上升、下降、平衡三個部分，且隨角度變化會產生許多種複雜的特殊情形。我們嘗試解釋流率-障礙物位置圖之各種現象，並提出理論用以推測障礙物高度變化導致的流速變化趨勢。