Shear thickening of cornstarch suspensions as a re-entrant jamming transition
我们研究了玉米淀粉悬浮液的流变学，玉米淀粉悬浮液是一种非布朗粒子的致密体系，具有剪切增稠性，即粘度随着剪切速率的增加而增加。使用MRI测速仪，我们表明，悬浮液具有屈服应力。从经典流变学可以得出，作为所施加应力的函数，悬浮液首先是固体（屈服应力），然后是液体，然后当其剪切增稠时再次是固体。发现增稠的起始剪切速率取决于测量几何形状：剪切单元的间隙越小，发生增稠的剪切速率越低。剪切增稠则可以解释为雷诺双折射的结果：在流动下的系统想要膨胀，但相反地经历了堵塞转变，因为它是受限的，如通过测量作为剪切速率的函数的悬浮液的膨胀所证实的。
2007-09-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flow, Ordering and Jamming of Sheared Granular Suspensions
采用定体积分子动力学模拟研究了颗粒悬浮体在恒定剪切力作用下的流变特性。我们推导出系统的“流程图”中的体积分数/应力平面$(ϕ,F)$：在低$ϕ$的流动是无序的，与粘度服从Bagnold样的缩放只有在小$F$和发散的堵塞点接近，如果剪切应力是足够强，在较高的$ϕ$有序的流动状态被发现，有序/无序过渡的粘度急剧下降的标志。一个广泛的干扰区域也观察到，在类比与热系统的玻璃态区域，缓慢的动力学随后动力学逮捕时发生的有序过渡被阻止。
2008-02-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The jamming transition as probed by quasistatic shear flow
我们研究的流变学的软，无摩擦的颗粒接近堵塞的无定形包装。实现准静态模拟方法，我们生成一个定义良好的合奏状态，直接采样系统在其屈服应力。从自由流动状态到屈服应力情况的连续堵塞过渡发生在定义良好的填充分数处，其中观察到均衡固体的标度律特征。我们建议，在过渡下方观察到的长程相关性主要由这个均衡点，而在过渡上方观察到的长程相关性是致密、无序弹性介质的特征。
2009-05-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jamming at zero temperature, zero friction, and finite applied shear stress
通过分子动力学模拟，我们揭示了软排斥无摩擦球的干扰过渡的滞后性质，因为它发生变化的体积分数或剪切应力。在给定的控制参数范围内，根据制备方案，可以发现系统处于流动状态和堵塞状态。滞后是由于一个潜在的能源景观与许多最小值，解释了一个简单的模型，并消失在存在强粘性力和小$σ$限制。在这个限制，结构量是连续的过渡，而两个时间量的渐近值，如自中间散射函数是不连续的，给干扰过渡的混合一阶二阶字符接近发现在热系统的玻璃化转变。
2009-07-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Schematic mode coupling theories for shear thinning, shear thickening, and jamming
模式耦合理论（MCT）似乎可以解释胶体玻璃化转变的几个方面，尽管不是全部（特别是当存在短程吸引力时）。MCT的发展，从统计力学的合理基础，定性地解释非线性流动行为，如硬球胶体玻璃的屈服应力。到目前为止，这些理论只能预测剪切变稀行为，而在实际胶体中，剪切变稀和剪切增稠都可以发现。然而，后一种观察可以通过假设MCT顶点不仅是应变率的递减函数（如从第一原理发现的），而且是应力的递增函数来合理化。在高度简化的示意性MCT模型中，这不仅可以导致不连续的剪切增稠，而且可以导致在外部应力的影响下流体相的完全停滞（“完全堵塞”）。
2003-10-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective temperature and jamming transition in dense, gently sheared granular assemblies
我们提出了广泛的计算结果的有效温度，定义的波动耗散关系的均方位移和平均位移的晶粒，在一个弱的，外部扰动的作用下，剪切，双分散颗粒包装的可压缩球体。我们研究了这个参数的剪切速率和体积分数，颗粒的类型和可观察到的波动耗散关系的依赖性。我们发现系统中不同示踪粒子的温度相同。对于足够慢的剪切，温度变得与剪切速率无关，这表明它是堵塞填料的有效温度。然而，我们也表明，协议的有效温度为不同的可观的只是近似的，很长一段时间，这表明，这个定义可能无法捕获系统的全部热力学。另一方面，我们发现之间的动态有效温度和紧凑性计算假设所有堵塞状态是等概率的。因此，温度的这个定义可以捕获颗粒材料的遍历假设的一个实例，如由理论形式主义提出的堵塞。最后，我们的模拟表明，平均剪切应力和表观剪切粘度遵循通常的复杂流体的剪切速率的关系。我们的研究结果表明，剪切的应用诱导堵塞在填料的颗粒相互作用的切向力。
2005-11-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jamming of packings of frictionless particles with and without shear
通过最小化无摩擦颗粒填充的焓，我们得到堵塞的固体在所需的压力，因此调查堵塞过渡剪切和不剪切。在这两种情况下，典型的缩放关系的干扰过渡恢复。与没有剪切的系统相比，剪切驱动的堵塞转变发生在较高的填充分数下，堵塞的固体更坚硬，具有各向异性力网络。此外，通过引入宏观摩擦系数，我们提出了一个解释之间的剪切和非剪切系统在固定压力下的包装分数差距。
2018-04-22 cond-mat.soft
Tuning the Viscosity and Jamming Point in Dense Active non-Brownian Suspensions
本文通过 run-and-tumble 粒子模拟研究稠密活性非布朗悬浮液，揭示活性如何降低黏度、移动阻塞点并改变力链结构，进而提出新本构定律。
2025-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Criticality and marginal stability of the shear jamming transition of frictionless soft spheres
我们数值研究的临界行为和边缘稳定性的剪切干扰过渡的无摩擦软球，观察到发生在一个有限的密度范围内，与各向同性干扰的密度高于最小干扰（J点）密度。几个量显示出以与各向同性堵塞点相同的方式在剪切堵塞点附近缩放。我们计算的指数与小的力分布和粒子间的间隙分布，并表明，相应的指数是一致的边缘稳定性条件观察到的各向同性干扰，并与预测的平均场论的干扰硬球。
2022-01-24 cond-mat.soft
Dimensionality and viscosity exponent in shear-driven jamming
在零温度下，在三维的双分散无摩擦粒子的收集模拟与剪切驱动的动力学，目的是在二维的行为进行比较。相反的流行的图片，并在对比的结果从各向同性干扰压缩或淬火，我们发现，在三维的临界指数是不同的，在二维和三维的剪切驱动的干扰属于不同的普适性类。
2018-09-21 cond-mat.soft
Force networks and jamming in shear deformed sphere packings
抵抗剪切变形的自组织结构的形成已经在剪切堵塞和增厚的背景下进行了讨论[1-3]，其中摩擦力起着关键作用。然而，剪切导致了即使在无摩擦填料[4]中堵塞所必需的几何特征。我们分析的条件，在这样的组件解决力和扭矩的平衡条件，他们的接触几何堵塞。我们证明，并与摩擦模拟验证，均衡条件平均接触数Z = D + 1（空间维度D = 2，3）持有在干扰有限和无限摩擦，以上的随机松散堆积密度。我们证明了剪切干扰阈值满足最近提出的无摩擦系统干扰的边缘稳定性条件[5]。我们对D = 2进行了刚性渗流分析[6，7]，发现刚性渗流先于剪切堵塞，然而这与过约束区域的渗流相一致，导致识别出类似于共价玻璃中观察到的中间相[8]。
2017-05-29 cond-mat.soft
Shear Jamming in Granular Experiments without Basal Friction
在低于等静压堵塞密度（$ϕ_c$）的条件下，剪切应变可导致摩擦颗粒系统的堵塞状态。然而，目前还不清楚摩擦力对这种所谓的剪切干扰有多大影响。在这类实验中，摩擦以两种方式出现：粒子之间的摩擦，以及粒子与其所处基础之间的摩擦。在这里，我们研究如何颗粒底部摩擦，或基础摩擦，影响剪切堵塞准二维实验。为了研究这个问题的实验，我们施加简单的剪切无序包装的光弹性磁盘。我们可以通过将颗粒浸入密度匹配的液体中来调节颗粒的基底摩擦，从而去除颗粒和基底之间的法向力，从而去除颗粒和基底之间的摩擦。我们记录了总的剪切应力，粒子运动，以及粒子的光弹性响应。我们比较干燥和浸泡样品的剪切响应，这使我们能够确定基础摩擦如何影响剪切堵塞。研究结果表明，改变基础摩擦力可以改变剪切堵塞点，但不能改变剪切堵塞的基本现象。
2014-08-08 cond-mat.soft
Controlling Shear Jamming in Dense Suspensions via the Particle Aspect Ratio
颗粒在液体中的稠密悬浮液表现出丰富的非牛顿行为，如剪切增稠和剪切堵塞。已知剪切增稠通过增加颗粒的摩擦相互作用以及通过使它们的形状更加各向异性来增强。然而，对于剪切堵塞，仅研究了颗粒间摩擦的作用，而改变颗粒形状的效果迄今尚未得到系统的研究。为了解决这个问题，我们在这里合成光滑的二氧化硅颗粒和设计的颗粒表面化学产生强烈的摩擦相互作用，使致密的，水悬浮液的球体表现出明显的剪切堵塞。然后，我们改变颗粒的纵横比从$Γ$ =1（球）到$Γ$ =11（细棒），并进行流变测量，以确定颗粒各向异性对剪切堵塞及其前体，不连续剪切增稠的影响。保持摩擦相互作用固定，我们发现，增加纵横比显着减少$ϕ_m$，最小的颗粒堆积分数可以观察到剪切堵塞，低$ϕ_m=33\%$的值为$Γ$ =11。由于摩擦和形状各向异性，独立控制颗粒相互作用的能力产生的悬浮液的增稠和干扰能力的基本见解，并提供了一个框架，合理设计剪切干扰特性。
2019-01-13 cond-mat.soft
Shear jamming and shear melting in mechanically trained frictionless particles
我们调查的临界附近的堵塞过渡在静态系统和剪切下考虑的影响，机械训练的堵塞过渡和非线性流变学。我们模拟无摩擦软粒子进行无热准静态剪切使用初始配置训练与无热准静态循环体积变形。初始配置$φ_{\rm J0}$的干扰转换密度通过调整机械训练的“深度”而系统地改变。我们施加一个稳定的剪切这些配置，并观察剪切堵塞（由于剪切刚度的增益）或剪切熔化（由于剪切刚度的损失），这取决于训练的深度和接近堵塞过渡密度。我们还观察到，特征应变，在剪切堵塞或熔化发生，发散在一个独特的密度$φ_{\rm JS}$。这是由于在剪切作用下，阻塞转变密度从$φ_{\rm J0}$转变为$φ_{\rm JS}$，这与初始构型的记忆丧失有关。最后，我们彻底调查非线性流变学附近的干扰过渡密度，和以前的工作相反，我们发现一个非线性的“软化”发生在下面，以及上面的干扰过渡密度。
2020-03-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Shear yielding and shear jamming of dense hard sphere glasses
我们调查的致密硬球玻璃的剪切应变的响应，在很宽的范围内的压力范围从玻璃化转变到无限压力堵塞点。在密度剪切应变平面的相图解析计算使用平均场无限维的解决方案。我们发现，就在上述的玻璃化转变，玻璃一般产量在有限的剪切应变。在平均场图中，屈服转变是存在无序时的旋节点。相反，在较高的密度，我们发现，玻璃一般堵塞在有限的剪切应变：堵塞过渡防止屈服。剪切屈服线和剪切堵塞线在临界点处汇合，在该临界点附近，系统在非常大的剪切应力下屈服。在这一点上，一个高度非平凡的屈服动力学的特点是系统跨越无序骨折的预期。
2017-01-30 cond-mat.soft
Emergent SO(3) Symmetry of the Frictionless Shear Jamming Transition
研究了无热无摩擦软球的剪切卡住问题，发现在热力学极限下，存在一种弹性性质不同于各向同性卡住状态的剪切卡住状态。例如，剪切堵塞状态可以具有在热力学极限中的非零残余剪切应力，其由长程应力-应力相关性引起。结果，剪切模量和体积模量的比率，在各向同性堵塞系统中，随着从上方接近堵塞过渡而消失，而是接近常数。尽管有这些惊人的差异，我们认为，在更深的意义上，剪切干扰和各向同性干扰过渡实际上有相同的对称性，并通过旋转弹性模量张量的六维基础，可以充分理解的差异。
2017-03-23 cond-mat.soft
Tuning Interparticle Hydrogen Bonding in Shear-Jamming Suspensions: Kinetic Effects and Consequences for Tribology and Rheology
稠密悬浮液的剪切堵塞可以受到颗粒之间分子尺度相互作用的强烈影响，例如通过化学控制它们的氢键结合倾向。然而，氢键不仅增强颗粒间摩擦，剪切干扰的关键参数，但也介绍了（可逆）粘附，其相互作用与剪切干扰系统中的摩擦至今仍不清楚。在这里，我们提出了原子力显微镜的研究，以评估颗粒间的粘附力，它与摩擦的关系，以及这些属性是如何影响尿素，一种分子，干扰氢键。我们的动力学特性的这一过程与核磁共振，它与流变测量的宏观流动行为的时间依赖性。我们发现，时间依赖性的尿素吸附减少摩擦和粘附，导致在剪切堵塞发病的转变。这些结果扩展了我们对化学效应对剪切干扰性质的机械理解，为基础研究和应用开辟了新的途径。
2019-01-15 cond-mat.soft
Fluctuations and correlations during the shear flow of elastic particles near the jamming transition
我们提出了一个数值研究的流动的一个组件的无摩擦软磁盘在零温度下，在附近和略高于堵塞密度。我们发现，一些流动特性，如接触或剪切模量的数量的波动，显示一个关键的行为，这是由接近堵塞点。然而，在准静态变形过程中的动力学相关性是非临界的，并且由系统尺寸决定。在有限的应变率，这些动态相关性获得一个有限的，应变率依赖的振幅，减少时，从上面接近堵塞点。
2010-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear jamming and fragility in dense suspensions
剪切引起的堵塞现象是稠密悬浮液复杂流变行为中的一个因素。这种剪切堵塞状态是脆弱的，即，它们对于与产生它们所施加的应力不相容的施加应力是不稳定的。这种特殊的流动历史依赖的应力响应是由于流动诱导的微观结构。为了研究在恒定剪切应力下实现的堵塞状态，我们对具有摩擦接触力和流体动力润滑力的非布朗粒子进行了动态模拟。我们发现明确的签名，区分这些脆弱的国家从更传统的各向同性堵塞状态。
2019-05-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Jamming phase diagram for frictional particles
当温度降低或密度增加时，从类流体状态到无序的类固体状态的非平衡转变，称为堵塞转变，发生在各种物理系统中，例如胶体悬浮液和分子流体。剪切应力和温度一样有利于流体状态，在定义系统“堵塞相图”时也必须考虑剪切应力[1-4]。例如，无干扰无热化系统[1]可以用温度、密度、应力空间中干扰图的零温平面来描述。在这里，我们考虑非热摩擦系统[8-13]的堵塞，如颗粒材料，这对从物理学到工业的许多应用都很重要。在体积不变和外加剪应力的情况下[1，2]，我们证明了在没有摩擦时，系统要么是类流体，要么是堵塞的，而在存在摩擦时，在密度剪应力平面上出现了一个新的区域，在这个区域中，系统可能会滑动，甚至在很长一段时间内以稳定的速度流动，以响应外加的应力，但最终会堵塞。本文用密度、剪应力和摩擦空间中的相图描述非热摩擦系统中的堵塞。
2009-12-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dissipation and velocity distribution at the shear-driven jamming transition
本文研究了零温下二维过阻尼剪切驱动无摩擦圆盘在阻塞转变时的能量耗散和粒子速度分布。我们发现，耗散是由最快的粒子和负责的耗散粒子的分数减少接近零的干扰。这些粒子属于速度分布的代数尾，当接近干扰时，该速度分布接近$\sim v^{-3}$。我们进一步发现，不同的速度不同的措施发散，这意味着像“典型速度”的概念可能不再使用-一个发现，应该有影响的分析方法剪切驱动的干扰。
2016-02-12 cond-mat.soft
Shear hardening in frictionless amorphous solids near the jamming transition
本文通过数值模拟与弹性理论研究深度退火无摩擦堆积体的剪切硬化，揭示键数增加及键取向各向异性、长程关联两个微观起源，补充了阻塞转变的临界普适规律。
2023-02-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical Scaling of Shearing Rheology at the Jamming Transition of Soft Core Frictionless Disks
我们进行数值模拟，以确定在两个维度的软磁盘模型中的稳态剪切流的剪切应力和压力，在零温度附近的堵塞过渡的JU-J。我们使用临界点缩放分析，以确定在堵塞的临界行为，我们发现，它是至关重要的，包括校正缩放的可靠分析。我们发现，这些修正的相对大小是小得多的压力比剪切应力。此外，我们发现一个超线性行为的压力和剪切应力以上的EJ，无论是从缩放分析和直接分析的压力数据外推到极限的剪切速率消失。
2010-10-28 cond-mat.soft
Force networks and the dynamic approach to jamming in sheared granular media
发散的相关长度上的任何一方的堵塞过渡制定的流变模型的颗粒剪切流，应力通过力链网络的传播的基础上。该模型预测了三种不同的流态，其特征在于剪切速率依赖的应力张量，已在模拟和实验中观察到。分离的流动状态的边界是定量确定的和可测试的。在堵塞的颗粒固体的限制，该模型预测所观察到的异常缩放的剪切模量和屈服时的剪切应变的新关系。
2006-12-28 cond-mat.soft
Macroscopic Discontinuous Shear Thickening vs Local Shear Jamming in Cornstarch
我们研究了玉米淀粉中不连续剪切增稠（DST）的出现，通过结合宏观流变学和局部磁共振成像（MRI）测量。我们带来的证据表明，宏观DST观察到只有当流分离成低密度流动和高密度堵塞区域。在剪切增稠稳定状态下，流动区域的局部流变性不是DST，而是显著的剪切稀化。因此，我们的数据表明，在DST期间测得的应力跳，在玉米淀粉，不捕获一个次要的，高粘度的分支的本地稳定流变学，但结果从剪切堵塞限制的存在，在体积分数相当显着低于随机紧密包装。
2015-01-22 cond-mat.soft
Disentangling the role of structure and friction in shear jamming
为了理解致密颗粒物质的力学和流动行为，并探索从流体到结构停滞或堵塞状态的转变的普遍方面，对球体的非晶填充进行了深入的研究。最近相当多的注意力集中在各向异性填充的摩擦颗粒产生的剪切变形导致剪切堵塞，这发生在以下的堵塞密度的各向同性填充的无摩擦颗粒。为了解开剪切变形引起的结构和摩擦在产生剪切干扰的作用，我们研究了剪切组件的无摩擦球计算，在很宽的密度范围内，远低于各向同性干扰点。我们证明了出现的各种几何特征的堵塞填料的剪切应变的增加。的平均接触数和接触力的分布表明存在一个阈值密度，远低于各向同性干扰点，高于该点发生质的变化，在剪切配置的干扰行为。我们表明，在这个阈值密度以上，摩擦稳定我们产生的剪切配置。因此，我们的研究结果揭示了出现的几何特征的堵塞状态的剪切变形的结果，而摩擦是有助于稳定填料在一个范围内的密度低于各向同性堵塞点。
2015-10-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Duality in Shearing Rheology Near the Athermal Jamming Transition
我们考虑了软核无摩擦圆盘在非热干扰跃迁附近的二维流变学。从双分散，过阻尼，粒子的数值模拟，我们认为，低于干扰的粘度的发散特性的硬核限制，独立于特定的软核相互作用。我们开发了一个从软核到硬核粒子的映射，恢复了早期尺度分析中发现的所有关键行为。使用这个映射，我们推导出一个对偶关系，给出了指数的非线性赫歇尔-Bulkley流变学以上堵塞的发散粘度以下堵塞的指数。
2012-07-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
From yielding to shear jamming in a cohesive frictional suspension
模拟被用来研究稳定的剪切流变学的摩擦颗粒表现出不连续的剪切增稠和剪切堵塞，在有限范围内的凝聚力的相互作用导致的屈服应力的稠密悬浮液。我们开发了一个本构模型，结合屈服行为和剪切变稀在低应力下的摩擦剪切增稠在高应力下，在很好的模拟结果。这项工作表明，在屈服应力以下的固体和在剪切堵塞状态下的固体之间存在明显的差异，因为这两者发生在广泛分离的应力水平下，由材料可流动的应力区域分离。
2018-09-17 cond-mat.soft
High-speed ultrasound imaging in dense suspensions reveals impact-activated solidification due to dynamic shear jamming
稠密悬浮体的一个显著特性是它们可以在突然的冲击下从静止的液体状转变为固体状。以前的工作表明，这种影响引起的固化涉及快速移动的堵塞前线，但是，这个过程的细节仍然没有解决。在这里，我们使用高速超声成像来非侵入性地探测稠密悬浮液的内部如何对冲击作出反应。测量的声速，我们表明，固化的进展，而没有检测到的增加，包装分数，和成像的不断变化的流场，我们发现，剪切强度最大化的权利，在堵塞前。总之，这提供了直接的实验证据，剪切，而不是致密化，作为驱动的转化为固体状的行为。基于这些研究结果，我们提出了一个新的模型来解释的各向异性的传播速度的前和描绘的发病条件的动态剪切干扰悬浮液。
2016-04-01 cond-mat.soft
Relaxation dynamics and long-time tails explain shear-induced diffusion of soft athermal particles near jamming
Kyoto Sangyo University（京都产业大学）；The University of Osaka（大阪大学）
研究通过数值方法探讨二维软无热粒子的剪切诱导扩散，发现格林-库波公式中的均方横向速度和松弛时间在接近阻塞时符合临界标度，长时尾部导致格林-库波公式发散。
2025-09-25 cond-mat.soft
A jamming plane of sphere packings
由于其在软物质如液体、玻璃、胶体、泡沫和颗粒物质中的广泛相关性，以及其与球填充问题和最优化问题的深刻联系，干扰的概念引起了极大的研究兴趣。在这里，我们表明，无摩擦球的非晶堵塞状态的域可以显着地扩展，从众所周知的堵塞点在一个固定的密度，一个堵塞平面，跨越密度和剪切应变轴。我们探索的干扰飞机，通过压缩和剪切干扰的非热和热模拟，与一个有效的交换算法的帮助下，准备初始平衡配置。根据干扰机从初始构形到干扰的路径可逆性，将干扰机分为可逆干扰和不可逆干扰两种状态。我们的研究结果表明，不可逆的干扰行为反映了从亚稳玻璃盆地的初始配置所属的逃逸，或没有这样的盆地。所有的堵塞状态，无论是压缩或剪切堵塞，都是均衡的，并表现出相同普适性等级的堵塞临界性。然而，各向异性的接触网络的非平凡地依赖于堵塞密度和应变。在干扰平面上的所有状态点中，该干扰点是唯一的，具有最小的干扰密度和最大的随机性。对于格状填充，堵塞面收缩成一条剪切堵塞线，与初始构型无关。我们的研究为解决长期存在的随机密排问题铺平了道路，并提供了一个更完整的框架来理解干扰。
2021-03-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A dynamic jamming point for shear thickening suspensions
我们报告的流变测量，以表征两个模型的剪切增稠悬浮液的临界行为：玉米淀粉在水中和玻璃球在油中。粘度曲线的剪切增稠部分的斜率随填充分数的增加而急剧增加，并在临界填充分数φ c处发散。粘度和屈服应力的大小也被发现有标度，发散在φ_c。只要屈服应力小于粘度最大值时的应力，我们就观察到剪切增稠。在该点以上，悬浮液转变为纯剪切稀化。基于这些数据，我们提出了一个动态堵塞相图悬浮液，并表明，剪切增稠的极限情况下对应于堵塞状态。
2009-04-04 cond-mat.soft
Shear jamming, discontinuous shear thickening, and fragile states in dry granular materials under oscillatory shear
数值研究了二维摩擦颗粒材料在振荡剪切作用下的线性响应。在零应变速率极限下的储能模量$G'$和损耗模量$G''$取决于测量前振荡剪切的初始应变幅度。剪切堵塞状态（满足$G'>0$）可以在大于临界初始应变幅度的幅度下观察到。根据初始剪切力的形式，脆性状态由液态和固态的出现来定义。在该状态下，应变振幅减小后的观测到的$G'$取决于外部剪切应变的相位。损耗模量$G''$表现出对应于脆性状态下的不连续剪切增稠的不连续跳跃。
2020-02-27 cond-mat.soft
Compression- and Shear-Driven Jamming of U-Shaped Particles in Two Dimensions
我们进行数值模拟软，U形，无摩擦粒子在$d=2$尺寸，以探讨复杂的粒子形状的干扰过渡的影响。我们认为这两种情况下，均匀的压缩驱动和剪切驱动的堵塞作为包装分数$ϕ$和压缩或剪切速率是变化的。在缓慢压缩时，发现当均衡条件满足时发生堵塞。在驱动稳态剪切下，在比压缩中观察到的更高的填充分数$ϕ_J$下发生堵塞。随着$ϕ$向$ϕ_J$方向增加，弛豫时间和平移相关长度都在增加。我们考虑了剪切流引起的粒子的取向有序和旋转。发现了双有序和四有序，但随着$ϕ$增加到$ϕ_J$，这些顺序降低。在干扰转变时，取向有序进一步减小，而四次有序增加，但取向相关长度始终保持较小。发现粒子的平均角速度随着$ϕ$的增加而增加，饱和到刚好低于$ϕ_J$的平台，但是随后随着$ϕ$增加到高于$ϕ_J$而再次增加。
2015-01-23 cond-mat.soft
Directional shear-jamming
在这项工作中，我们研究了由无粘性椭圆颗粒组成的稠密非布朗悬浮液的剪切反转。通过数值模拟，我们表明，一个新的脆弱性出现在流动状态下的无摩擦椭圆，其中颗粒可以无限地在一个方向上施加剪切应力，但剪切堵塞在另一个方向上的剪切应力逆转。这种新的脆弱性，在各向同性颗粒的情况下不存在，与稳定剪切下的细长颗粒的方向顺序及其在剪切应力反转下的重新取向有关，这迫使悬浮液通过更无序的状态，其中接触的数量增加，可能会被逮捕。
2021-05-19 cond-mat.soft
Critical Scaling of Compression-Driven Jamming of Athermal Frictionless Spheres in Suspension
我们研究数值系统的无热，过阻尼，无摩擦的领域，在非布朗悬浮，在二维和三维。以固定的压缩率$\dotε$各向同性压缩系统，我们研究了在干扰过渡的临界行为。有限的压缩率引入了一个控制时间尺度，它允许人们探测与干扰相关的临界时间尺度。正如以前发现的稳态剪切驱动的堵塞，我们发现压缩驱动的堵塞，压力服从一个关键的缩放关系作为包装分数$ϕ$和压缩率$\dotε$的函数，并且体积粘度$p/\dotε$发散堵塞。缩放分析确定与压缩驱动的干扰转变相关联的临界指数。我们的研究结果表明，应力各向同性，压缩驱动，堵塞可能是在相同的普遍性类应力各向异性，剪切驱动，堵塞。
2021-04-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jamming Distance Dictates Colloidal Shear Thickening
我们报告的动态接触网络的胶体悬浮液剪切增稠的实验和计算观察。致密的悬浮液由空间稳定的聚（甲基丙烯酸甲酯）硬球胶体组成，其是球对称的，并具有不同的表面粗糙度。共焦流变仪和耗散粒子动力学模拟表明，剪切增稠强度与缩放赤字接触数和缩放堵塞距离呈指数关系。与光滑胶体相比，粗糙胶体经历额外的切向和滚动约束，需要平均少1.5 - 2个颗粒接触，以产生相同的剪切增稠强度。这是因为表面粗糙度增强了几何摩擦，使得粗糙胶体在堵塞点附近的自由体积不会发生大的变化。相比之下，光滑的胶体必须经历自由体积的显着减少，以支持等效的剪切应力。不同胶体粗糙度下的有效自由体积与剪切下堵塞时最大近邻数的不足有关。我们的研究结果进一步表明，每个接触的力是不同的颗粒具有不同的形态。
2021-06-03 cond-mat.soft
Disentangling glass and jamming physics in the rheology of soft materials
在大密度下，由于拥挤效应可能引起布朗粒子的玻璃化转变，或非布朗粒子的堵塞转变，软粒子体系的剪切流变学变得复杂。在这里，我们成功地探讨了假设，即剪切应力的贡献，从玻璃和干扰物理是“添加剂”。我们表明，在各种软材料中测量的实验流动曲线（胶态硬球、微凝胶悬浮液、乳液、含水泡沫）以及在热和非热极限下获得的软排斥性颗粒的数值流动曲线可以通过一个简单的模型很好地描述，该模型假设玻璃和堵塞流变性对剪切应力有线性贡献，只要在两个扇区中正确识别时间和应力的相关标度。我们的分析证实，胶体硬球的动力学是唯一的玻璃物理控制，而水性泡沫只对干扰效果敏感。我们表明，微米级乳液的贡献都需要成功地占流动曲线，这揭示了这两种现象的不同签名。最后，对于两个系统的软微凝胶颗粒，我们表明，流动曲线是胶体系统的玻璃化转变的代表，并推断微凝胶颗粒是不太适合研究的干扰过渡实验。
2013-02-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jamming is a first-order transition with quenched disorder in amorphous materials sheared by cyclic quasistatic deformations
本研究针对阻塞相变的属性争议，通过对循环准静态剪切的二维、三维非晶体系开展标度分析，证明阻塞是伴随淬火无序的一级相变，为其研究提供了新的理论框架。
2024-10-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopically grounded constitutive model for dense suspensions of soft particles below jamming
University of Geneva（日内瓦大学）；Université Grenoble Alpes & CNRS, LIPhy（格勒诺布尔阿尔卑斯大学与法国国家科学研究中心，LIPhy实验室）
本文提出一个基于微观机制的构型模型，用于描述致密软粒子悬浊液在阻尼转变以下的流变学特性，预测了剪切稀释和正应力差异等行为。
2023-01-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elasticity of granular packings close to Jamming. Elasticité des empilements granulaires proche de la transition de blocage
我们实验研究的机械响应剪切的2D包装的谷物整个堵塞过渡。首先，我们开发了一个专用的实验装置，连同跟踪和光弹性技术，以准备在一个受控的方式包装和量化的应力和应变张量在晶粒尺度。其次，我们安装一个充气探头（一个2D“气球”），它剪切圆柱对称的包装。我们探测实验应力和应变的应变振幅低至$10^{-3}$和一系列的包装分数内$2\%$变化周围的干扰过渡。我们不仅观察到剪应变引起剪应力，而且还观察到正应力。此外，我们表明，剪切应力和正应力的行为与剪切应变的非线性。最后，我们通过标度分析表明，本构律控制的干扰过渡。
2015-08-11 cond-mat.soft
Shear jamming transition in alternating shear rotation for frictional and frictionless suspensions
本文通过数值模拟研究摩擦与无摩擦悬浮液的交替剪切旋转，揭示角度对阻塞点、接触与流体动力学应力及微观结构的不同影响。
2025-03-16 cond-mat.soft
Jamming in sheared foams and emulsions, explained by critical instability of the films between neighboring bubbles and drops
在低剪切速率的泡沫和乳液堵塞的现象解释考虑在瞬态膜变薄的动力学，相邻的气泡和液滴之间形成。在逐渐变薄到临界厚度后，这些膜经历不稳定性转变并逐步变薄，形成所谓的“黑膜”，其仅为几纳米厚，从而导致分散颗粒之间的更强粘附。理论分析表明，只有当剪切泡沫/乳液中的气泡/液滴之间的接触时间足够长时，才会发生这种膜厚度不稳定性，这对应于足够低的（临界）剪切速率。提出了该临界速率的显式表达式，并与实验数据进行了比较。
2009-01-23 cond-mat.soft
Timescale divergence at the shear jamming transition
我们发现，在模拟的准静态剪切摩擦盘，剪切堵塞过渡的特点是突然跳跃的数量轴承颗粒之间的接触。该机械配位数在临界剪切值$γ_c$处从$Z = 0$不连续地增加到$Z \gtrsim d +1$，这与几何接触数的平滑增加相反。这伴随着一个发散的时标$τ^*$，它表征了系统在受到扰动时达到力平衡所需的时间。当全局剪切$γ$从下方接近临界值$γ_c$时，观察到松弛到所有颗粒间接触具有均匀零力的状态所花费的时间的发散。在$γ_{c}$之上，系统进入一种以粒子之间的有限力为特征的状态，时间尺度也随着$γ\to γ_{c}^{+}$而增加。通过使用两种不同的协议，以产生力平衡的配置，我们表明，这种时间尺度的分歧是一个强大的功能，伴随着剪切干扰过渡。
2020-04-05 cond-mat.soft
Unified phase diagram of reversible-irreversible, jamming and yielding transitions in cyclically sheared soft sphere packings
自组织，从可逆到不可逆的行为，相互作用的粒子组件驱动的外部施加的应力或变形的转变是在理解软物质的各种现象的兴趣。他们已经在广泛的系统中进行了研究，如胶体悬浮液，玻璃和颗粒物质。在不同的密度和驱动机制下，这种行为与非晶态固体的屈服、堵塞和记忆形成有关。然而，\emph{etc.}还没有对这些现象如何相互关联进行大量研究。为了获得一个统一的观点的不同制度的行为，和它们之间的过渡，我们调查计算软球组件的非热循环剪切变形的响应在很宽的范围内的密度和振幅的剪切变形。循环剪切变形诱导从可逆到不可逆的行为在两个unjammed和堵塞的软球填料的过渡。远高于各向同性干扰密度（$\bf{ϕ_J}$），该转变对应于屈服。在堵塞点附近，直到更高的密度极限，我们指定为${\bf ϕ_J^{cyc}}$，在局部的\emph{absorbing}相和扩散的{ \emph不可逆}相之间出现未堵塞相。非堵塞相的出现信号的堵塞点的移位到更高的密度作为退火的结果，并打开一个窗口，剪切堵塞成为可能的无摩擦包装。在$\bf{ϕ_J}$以下，观察到两种不同的局部化状态，称为点和环可逆。我们详细地讨论了不同区域以及它们之间的过渡，得到了统一的密度-剪切振幅相图。
2019-07-19 cond-mat.soft
Avalanche contribution to shear modulus of granular materials
数值研究了无摩擦颗粒材料在振荡剪切作用下堵塞过渡区附近的剪切模量。研究发现，对于颗粒间弹性相互作用的线性弹簧模型，剪切模量$G$满足一个标度律，在$G \sim (ϕ- ϕ_J)^{1/2}$和$G \sim γ_0^{-1/2}(ϕ-ϕ_J)$之间插值，其中$ϕ$、$ϕ_J$和$γ_0$分别为颗粒的体积分数、堵塞点处的分数和振荡剪切的振幅。剪切模量与$ϕ- ϕ_J$之间的线性关系可以通过滑动雪崩来理解。
2014-10-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Discontinuous Jamming Transitions in Soft Materials
自然界中的许多系统表现出类流体状态和类固体状态之间的转变，或“堵塞转变”。有一个强大的理论基础，了解平衡相变，涉及凝固，或堵塞。其他干扰转变，如玻璃化转变，则不太清楚。为了统一描述平衡相变、玻璃化转变和其它非平衡干扰相变，提出了干扰相图。与平衡相变一样，其可以是一阶（在相关序参量中不连续）或二阶（连续），人们将期望广义干扰转变可以是连续的或不连续的。在复杂流体中流动的研究中，有大量的不连续转变的证据，主要是在剪切局部化或剪切带的背景下。在本文中，我回顾了不连续转变的实验证据。我专注于两个共存状态之间的应变率不连续的系统：一个是材料流动，另一个是固体状。
2008-01-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear jamming and fragility in fractal suspensions under confinement
在外加应力下，许多致密颗粒悬浮液的粘度急剧增加，这种反应称为不连续剪切增稠（DST）。在某些情况下，所施加的应力甚至可以将悬浮液转变成固体状剪切堵塞状态。虽然剪切堵塞（SJ）已经探讨了稠密悬浮液的颗粒具有明确的形状，这样的分形对象的现象还没有被探索。在这里，使用流变学和原位光学成像，我们研究了限制下的多壁碳纳米管（MWCNT）的超稀分形悬浮液的流动行为。在起始体积分数为$ϕ\sim$ 0.5%时，分形悬浮液可以直接从流动状态转变为SJ状态，而不需要经过一个附加的DST，这一转变明显低于传统的稠密悬浮液（$ϕ\sim$ 55%）。超低浓度使我们能够证明SJ状态的脆弱性和相关的接触动力学，这在悬浮液中仍然是实验未探索的。此外，使用广义Wyart-Cates模型，我们提出了一个通用的相图分形悬浮液，捕捉SJ的可能性，没有事先DST在很宽的范围内的剪切应力和体积分数。
2022-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Shear thickening and jamming in densely packed suspensions of different particle shapes
我们研究了颗粒形状对密堆积悬浮液剪切增稠的影响。制造不同纵横比的杆和非凸钩形杆。粘度曲线和法向应力使用流变仪测量各种形状的填充分数。每种形状的悬浮液表现出定性相似的不连续剪切增稠。应力/剪切速率关系的对数斜率随着填充率的增加而急剧增加，并在取决于颗粒形状的临界填充率phi_c处发散。当填充率用φ c归一化时，不同凸形的粘度曲线对填充率的依赖性可以被瓦解。有趣的是，非凸形颗粒的粘度曲线不塌陷在与凸形颗粒相同的集合上，在更宽的填充分数范围内显示出强烈的剪切增稠。发现phi_c的值与堵塞转变处屈服应力的开始一致，表明堵塞转变也控制剪切稠化。屈服应力对应于悬浮液中的滞留空气，并且应力的规模可以归因于界面张力，由于堵塞的几何约束，界面张力在phi_c以上急剧增加。在剪切增稠和堵塞两种情况下，剪切应力与法向应力的关系都是线性的，表明剪切应力来自于摩擦。在零剪切速率的极限下，由于低于phi_c的液体的表面张力，法向应力将流变仪板拉在一起，但是由于高于phi_c的堵塞，法向应力将流变仪板推开。
2012-01-06 cond-mat.soft
Shear flow of non-Brownian suspensions close to jamming
采用相关耗散力的简化模型，数值研究了堵塞附近稠密悬浮液流变学的动力学机制。我们表明，速度波动控制的耗散率，因此悬浮液的有效粘度。这些波动是类似的准静态模拟和有限应变率计算与各种阻尼方案。我们的结论是，颗粒轨迹的统计特性-特别是速度波动的临界指数相对于体积分数ε-仅弱依赖于耗散机制。相反，它们是由位阻效应决定的，这是准静态模拟中的主要驱动力。由此可以推导出悬浮液粘度随粘度变化的临界指数，并与实验数据相吻合。
2012-07-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rigidity of thermalized soft repulsive spheres around the jamming point
利用克隆液体理论，结合一步复本对称性破缺缺分析和分子动力学模拟，研究了热化效应对干扰点附近随机堆积的软排斥球系统刚性的影响.与通常的固体谐波图像不同，我们发现热化干扰系统比零温度时软得多，以至于剪切模量变得和压力一样小，直到消失的低温。
2013-06-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear-Induced Clustering in a Simple Driven Diffusive Model
我们研究了一个简单的格子模型的剪切诱导聚集在两个维度，其中集群的颗粒聚集在一个强加的剪切流和碎片随机。两个非平衡的稳定状态被确定：一个未堵塞的状态和堵塞的状态，其特征在于由一个系统跨越集群。随着剪切速率的增大或破碎速率的减小，发生了具有强烈滞后性的不连续堵塞转变。我们研究了干扰的动力学和测量幂律簇大小分布。我们还考虑了一些一般的模拟问题，包括伽利略不变性的作用。
1998-03-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jamming, hysteresis and oscillation in scalar models for shear thickening
我们调查剪切增稠和堵塞的一个家庭的框架内的空间均匀，标量流变模型。这些是基于Sollich等人的“软玻璃态流变学”模型[Phys. Rev. Lett. 78，2020（1997）]，但有效温度x是整体应力σ或局部应变l的递减函数。当x=x（σ）时，流变曲线包括一个负斜率区域，在该区域附近，应力在周期性变化的外加应变率\gd下呈现滞后现象。这些x（σ）的一个子类具有在有限应力范围内接触\gd =0轴的流动曲线;在这个范围内施加应力{ \em堵塞}系统，在这个意义上，应变γ仅随时间t按几何学蠕变，γ（t）\sim \ln t。这些相同的系统可能会产生一个有限的渐近屈服应力下施加的应变，在某种程度上，取决于整个应力历史的样品，一种现象，我们称之为历史相关的干扰。相反，当x=x（l）的流动曲线总是单调的，但我们表明，一些x（l）产生一个振荡的应变响应范围内的稳定施加的应力。在一个简化的模型中观察到类似的自发振荡，具有较少的自由度。我们讨论了这一结果的流变学实验中观察到的时间不稳定性和粘滑行为在其他情况下发现，并评论可能与“延迟微分方程”，已知产生振荡和混乱的关系。
2001-10-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aggregates relaxation in a jamming colloidal suspension after shear cessation
本文用斑点可见度光谱法研究了剪切增稠浓胶体悬浮液中可逆聚集体的形成。Dixon和D.J.Durian，Phys.Rev.Lett. 90，184302（2003）]。在堵塞状态下观察到颗粒聚集体的形成，并且监测剪切停止后它们的松弛作为所施加的剪切应力的函数。当施加较大的应力时，聚集体的松弛时间增加。已经提出了几种现象来解释这种行为：增加的聚集体尺寸和体积分数，或更紧密的聚集体中的颗粒的包装。
2005-12-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
