Rheology of a granular gas under a plain shear
研究了平面剪切作用下二维颗粒气体的流变特性。通过对离散元法、流体动力学方程组的模拟以及流体动力学方程组定常方程的解析解的比较，证实了由动力学理论导出的流体方程即使在相对高密度的情况下也能给出精确的结果。
2006-06-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology of dilute cohesive granular gases
对稀薄粘性颗粒气体的流变特性进行了理论和数值研究。剪切粘度和剪切速率之间的流动曲线是从具有简单剪切流中的方阱势的颗粒的非弹性Boltzmann方程导出的。结果表明：（i）稳定的均匀剪切状态只存在于临界剪切速率以上;（ii）均匀剪切流中的粘度与硬核颗粒的均匀剪切流中的粘度几乎相同。在临界剪切速率以下，团簇随时间增长，如果我们用团簇的平均直径代替颗粒的直径，则粘度可以近似为硬核流体的粘度。
2018-04-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Shear Zones in granular materials: Optimization in a self-organized random potential
我们介绍了一个模型来描述宽剪切区中观察到的颗粒材料的修改库埃特细胞实验。该模型是最近提出的方法的基础上的变分原理的推广。瞬时剪切带被识别为在由局部速度差和压力偏置的随机势中使耗散最小化的表面。表观剪切带是瞬时剪切带的集合平均。该模型的数值模拟结果与实验结果吻合良好，并具有可测量的预测。
2006-07-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Computer simulation of three dimensional shearing of granular materials: Formation of shear bands
我们利用计算机模拟研究了颗粒材料中由于对称性破缺引起的非均匀变形的自发应变局部化。采用标准的三维离散单元法（DEM）模拟了轴对称三轴剪切试验。精心准备的致密试样之间的两个压板压缩，为了模拟实验条件，应力控制，（最初）轴对称的边界条件被构造。应变局部化引起了可见的剪切带，以前发现实验在类似的条件下，由几个小组，和不同的形态可以复制。我们研究了在此过程中的应力-应变关系，并发现与实验很好的协议。讨论了剪切带的形成机理。
2006-06-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluctuating particle motion during shear induced granular compaction
利用折射率匹配法，研究了颗粒在循环剪切变形下的运动轨迹。在压实过程中观察到的颗粒运动是不扩散的，但表现出瞬态笼效应，类似于胶体玻璃中观察到的。我们精确地研究了两个连续周期之间的步长的统计数据，并观察到它与剪切振幅成正比。的微观观察和压缩过程中的体积分数的宏观演变之间的联系进行了讨论。
2003-05-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Why Do Granular Materials Stiffen with Shear Rate? A Test of Novel Stress-Based Statistics
最近的实验表明，颗粒剪切的速率依赖性，使应力线性增长的对数的剪切速率，\dot γ。假设一个广义的激活过程机制，我们表明，这些意见是一致的，最近提出的基于压力的统计合奏。相比之下，使用传统的基于能量的统计力学来描述活化过程的速率依赖性预测，预测的速率依赖性为（\ln（\dot γ））^{1/2}。
2008-10-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology of sheared granular particles near jamming transition
研究了剪切颗粒材料在堵塞转变点附近的流变特性。我们数值确定的临界分数和指数的干扰过渡使用有限尺寸标度和非线性最小化方法称为Levenberg-Marquardt算法的值。指数接近我们以前的理论预测，但有一个小的差异，如果临界点是独立确定的。
2012-08-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pattern dynamics of cohesive granular particles under a plane shear
本文对粘性颗粒在平面剪切作用下的三维运动进行了分子动力学模拟。模拟结果表明，当颗粒温度达到临界温度后，颗粒温度突然下降到零，特征时间$t_{\rm cl}$近似表示为$t_{\rm cl} \propto (ζ-ζ_{\rm cr})^{-β}$，耗散率为$ζ$，临界耗散率为$ζ_{\rm cr}$，指数为$β\simeq 0.8$ .我们还发现，存在着各种类型的集群依赖于初始密度和耗散率。
2012-11-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inherent Rheology of a Granular Fluid in Uniform Shear Flow
与正常流体相比，剪切下的颗粒流体支持具有均匀温度和密度的稳定状态，因为碰撞冷却可以局部补偿粘性加热。结果表明，这种稳定状态的流体动力学描述是固有的非牛顿。因此，牛顿剪切粘度不能从均匀剪切流动的实验或模拟中确定。对于给定的非弹性程度，剪切粘度对剪切速率的完全非线性依赖性要求分析非定常流体动力学行为。用玻尔兹曼动力学方程的近似Grad解来阐明与Chapman-Enskog方法推导流体力学的关系
2004-04-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheological effects in the linear response and spontaneous fluctuations of a sheared granular gas
研究了定常均匀剪切流状态下稀颗粒气体温度均匀小扰动的衰减。利用基于非弹性Boltzmann方程的动力学理论，导出了微扰衰减的封闭方程。该方程包含了含时剪切流状态下气体的广义剪切粘度，因此预测了准弹性限度以外的流变效应。将理论计算结果与分子动力学模拟结果进行了比较，两者吻合较好。此外，昂萨格假设的回归波动是履行。
2012-12-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Simulation of pattern dynamics of cohesive granular particles under a plane shear
对粘性颗粒在平面剪切下的运动进行了三维分子动力学模拟。从模拟中，我们发现在稳定状态下存在三个不同的相：（I）均匀的剪切相，（II）剪切带和气体区域的共存相和（III）晶体相。我们还发现（II）和（III）之间的临界线近似地表示为$ζ\propto \exp(β\dotγL_y)$，其中$ζ$，$β$，$\dotγ$，$L_y$分别是耗散率、一个不重要的常数、剪切率和速度梯度方向的系统尺寸。
2012-11-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical packing in granular shear bands
在一个现实的三维设置，我们模拟了缓慢变形的理想颗粒介质组成的球体进行轴对称三轴剪切试验。我们遵循自发应变局部化过程的自组织导致剪切带，并证明存在一个临界堆积密度在这个故障区。由膨胀和压实的动态平衡所产生的渐近临界性被发现被限制在剪切带内，而剪切带外的密度保持初始堆积的记忆。剪切带的临界密度取决于摩擦力（和颗粒几何形状），在无限摩擦力的极限下，它定义了一种特定的堆积状态，即\emph{dynamic random loose packing}。
2007-01-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear band formation in granular media as a variational problem
剪切密实颗粒材料的应变往往局限在一个狭窄的区域内，称为剪切带。最近的实验在一个修改后的库埃特细胞提供了本地化的剪切流在散装远离限制壁。剪切带的非平凡形状被测量为细胞几何形状的函数。首先，我们提出了一个几何参数的窄剪切带连接功能的表面位置的形状在散装。假设一个简单的耗散机制，我们表明，最小耗散能量的原则提供了一个很好的描述的形状函数。此外，我们讨论了剪切带的可能性和行为，脱离自由表面，并完全覆盖在体内。
2004-06-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology of dilute granular gas mixtures where the grains interact via a square shoulder and well potential
本文研究了稀颗粒气体混合物的流变学。受带电颗粒相互作用的启发，我们假设颗粒通过方肩和阱势相互作用。采用动力学理论，我们计算的温度和剪切粘度的函数的剪切速率。数值模拟证实了我们的结果以上的临界剪切速率。在低于临界值的剪切速率下，发生颗粒的聚集。
2022-12-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
An exact expression of three-body system for the complex shear modulus of frictional granular materials
提出三粒子模型研究振荡剪切下堵塞摩擦颗粒材料的非线性力学响应，推导出复剪切模量的精确解析表达式，满足堵塞点附近标度律，能以单一拟合参数再现无序多体系统结果。
2023-02-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Discontinuous change of viscosity in a sheared granular gas with velocity-dependent restitution
Tokyo University of Agriculture and Technology（东京农工大学）
研究了具有速度依赖恢复系数的颗粒气体在剪切下的流变学，通过动力学理论推导出剪切粘度，并发现其在剪切速率下呈现S型依赖关系，从而在低剪切和高剪切区域之间出现粘度不连续变化，且均遵循Bagnold型标度。
2026-03-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear stress fluctuations in the granular liquid and solid phases
我们报告实验观察到的颗粒固体和流体状态下的剪切应力波动，表明它们在低剪切速率下是非高斯的，反映了相关结构（力链）的优势在solidlike相，这也表现出有限的刚性剪切。峰值的刚度和应力分布的偏度表明，在过渡到流体行为，这表明，可以预测的应力在较低的剪切速率的行为发生的受力机制的变化。在流体状态下，应力呈高斯分布，表明中心极限定理成立。随机载荷分担的纤维束模型有效地再现了屈服点处的应力分布，并且还表现出从现有工作中预期的指数应力分布。
2005-11-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Is friction essential for dilatancy and shear jamming in granular matter?
颗粒填料显示出显著的剪切变形现象[1]，其中它们的体积在剪切变形时增加。传统观点和以前的结果表明，剪切力引起的堵塞现象也需要摩擦相互作用[2，3]。在这里，我们调查的发生在无摩擦填料的粘性和剪切堵塞。我们发现，存在的各向同性的干扰密度<$j以上的最小密度，J点密度<$J [4，5]，导致出现剪切诱导干扰和干扰。填充在10 J形成一个显着的阈值状态，在恒定的压力剪切下，系统在消失的压力的极限演变，无论初始堵塞密度10 J。虽然不同的填料在压缩下显示出相同的缩放特性[6]，但它们在剪切下的流变行为表现出显著的差异。在恒定体积剪切下的屈服应力随着密度的增加而不连续地增加，当α J > α J时，与在α J处堵塞的一般填料中的连续行为相反[4，7]。
2020-03-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal Unfolding of Pitchfork Bifurcations and Shear-Band Formation in Rapid Granular Couette Flow
通过数值分岔分析，研究了重力对颗粒库埃特流剪切带形成的影响。在{ \it低}剪切速率下，有一个独特的解，在底壁附近有一个{ \it塞}，在顶壁附近有一个{ \it剪切层};该解反映了地球剪切单元实验中典型的剪切带型剖面。有趣的是，一个{ \it稳定}的顶壁附近的塞子也是这些方程在{ \it高}剪切速率的解决方案，有许多其他的堵塞状态，与塞子被定位在一个有序的方式内的库埃特间隙。这种剪切带解的起源与无重力均匀剪切流的自发对称性破缺缺{ \it剪切带}不稳定性有关，导致亚临界和超临界的干草叉分叉。在奇异性理论的语言，我们已经建立了这个分歧问题承认{ \it通用开折}的干草叉分歧。
2004-11-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crossover from quasi-static to dense flow regime in compressed frictional granular media
研究了多轴压缩载荷作用下摩擦颗粒介质中多尺度力学性质向宏观力学失稳方向的演化。研究了成核接触滑动事件后剪应力重分布和剪应变局部化的空间相关性。我们报告增长相关长度相关的剪切应力和剪切应变场，同时发散接近过渡到一个密集的流态。这表明，从准静态到稠密流态的转变可以解释为临界相变。我们的研究结果表明，没有剪切带的特征厚度已形成在不稳定的发病。
2013-05-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical compressibility of dense granular shear flows
Bagnold [1]已经证明，当缓慢剪切时，硬不可变形球体的组合可以表现为可压缩介质，因为这种系统的平均密度有效地取决于围压。在这里，我们使用离散元模拟显示存在的横向和矢状波与此动态压缩性。为此，我们研究了这些波的共振在一个线性库埃特细胞和比较的结果与那些预测从连续的局部本构关系。
2012-12-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Gravity Governs Shear Localization in Confined Dense Granular Flows
本文结合实验与变分分析，揭示重力与围压如何共同控制颗粒层底部断层边界诱导的剪切局部化，并发现经适当标度后剪切带位置、宽度及顶面角速度遵循普适标度律，为预测地外环境颗粒准静态剪切流动提供依据。
2021-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear-induced mixing of granular materials featuring broad granule size distributions
采用离散元方法研究了剪切诱导混合过程中的颗粒流动。我们的目的是要了解的基本机制的过渡从未混合到混合相的颗粒状材料具有广泛的颗粒分布，我们系统地研究通过改变应变速率和系统的大小。在这里，应变速率变化超过四个数量级，系统尺寸从一万到一百多万个颗粒不等。从准静态到纯惯性流的应变率相关的过渡观察。在宏观尺度上，接触应力下降，由于剪切诱导的不稳定性，作为一个发病的颗粒流和启动颗粒之间的混合的形成。应力降显示出深刻的系统尺寸依赖性。在颗粒尺度上，混合动力学与剪切带的形成相关，这导致混合的时间尺度显著不同，特别是对于那些靠近系统壁和本体的区域。总的来说，我们的研究结果表明，虽然瞬态动力学显示一个通用的行为，这些有一个显着的有限尺寸效应。相比之下，宏观行为在稳定状态下，可以忽略不计的系统尺寸的依赖性。
2022-02-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Measurements of the Yield Stress in Frictionless Granular Systems
我们进行了广泛的分子动力学模拟的二维无摩擦颗粒材料，以确定这些系统是否可以由一个单一的静态屈服剪应力。我们考虑边界驱动的平面剪切在恒定的体积和恒定的剪切力或恒定的剪切速度。在稳定流动条件下，这两个集合给出了相似的平均剪切应力与剪切速度的结果。然而，在堵塞附近，引发剪切流动所需的剪切应力可能与维持流动所需的剪切应力显著不同。我们进行了几次测量的剪切应力附近的流动的开始和停止。在固定剪切速度下，我们测量了零剪切速度极限下的平均剪切应力$Σ_{yv}$。在固定剪切力下，我们测量了长时间保持稳定流动所需的最小剪切应力$Σ_{yf}$。我们发现，在有限尺寸的系统$Σ_{yf} > Σ_{yv}$，这意味着有一个跳跃不连续的剪切速度从零到一个有限的值时，这些系统开始在恒定的剪切力流动。然而，我们的模拟表明，差异$Σ_{yf} - Σ_{yv}$，从而在剪切速度的不连续性，趋于零，在无限的系统尺寸限制。因此，我们的研究结果表明，在大系统的限制，无摩擦颗粒系统的特点是由一个单一的静态屈服剪应力。我们还监测这些系统施加剪切的短时间响应，并表明系统的填充分数和速度分布的形状可以强烈影响是否在短时间内的剪切应力超过长时间的平均值。
2005-12-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology of granular mixtures under uniform shear flow: Enskog kinetic theory versus molecular dynamics simulations
本文报道了均匀剪切流作用下，光滑、非弹性的硬磁盘/球的稀颗粒和中等密度颗粒二元混合物的稳态流变特性。结果是基于Enskog动力学理论，数值求解的稠密气体扩展的直接模拟蒙特卡罗方法的稀释气体。这些结果面临的那些也得到了执行分子动力学模拟非常好的协议，较低的密度和较高的恢复系数。看来，恩斯科格方程适用的密度范围随着耗散的增加而减小。
2004-11-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coexistence and Transition between Shear Zones in Slow Granular Flows
我们报告的实验缓慢颗粒流在分裂底部库埃特细胞，显示新的应变本地化功能。已观察到的非平凡的流动剖面被证明是在散装和边界处的剪切区的同时形成的后果。基于最小化原理的波动带模型可以用一个单一的拟合参数，即壁与体之间的相对摩擦系数，在较大的形貌和填充高度变化范围内拟合实验。多剪切带形成的可能性受相对摩擦力的控制。此外，我们观察到的对称性的初始状态，与共存的剪切区在两侧壁，自发地打破低于阈值的剪切速度。两个非对称流动状态之间的动态转换发生在一个特征时间尺度上，这取决于剪切强度。
2013-09-20 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
Mass transport of an impurity in a strongly sheared granular gas
本文从非弹性玻尔兹曼方程出发，计算了在简单剪切流作用下浸入颗粒气体中的杂质的输运系数。一个正常的解决方案是通过一个Chapman-Enskog样的扩展周围的局部剪切流分布，保留所有的流体动力学订单的剪切速率。由于剪切流引起的各向异性，需要张量来描述扩散过程，而不是传统的标量系数。的质量通量被确定为一阶的流体动力学场的偏差，从它们的值在参考状态。相应的输运系数给出的一组耦合的线性积分方程的解决方案，这是近似解决的，通过考虑在Sonine多项式展开的主导项。结果表明，这些广义系数偏离其弹性形式一般是相当重要的，即使是中等耗散。
2007-01-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Does the Chapman--Enskog expansion for sheared granular gases converge?
本文讨论的基本问题是，对于非弹性硬球气体，切应力的部分Chapman-Enskog展开式$P_{xy}=-\sum_{k=0}^\infty η_k ({\partial u_x}/{\partial y})^{2k+1}$是否收敛。通过使用一个简单的动力学模型，它表明，在相反的弹性情况下，上述系列收敛，收敛半径增加与非弹性。有人认为，这一矛盾的结论是不是一个人工制品的动力学模型，可以理解的时间演变的缩放剪切速率在均匀剪切流。
2008-02-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
DSMC evaluation of the Navier-Stokes shear viscosity of a granular fluid
提出了一种基于简单剪切流的方法，通过引入确定性的非保守力和随机过程，测量了由Enskog方程描述的颗粒流体的Navier-Stokes剪切粘度。该方法是在DSMC模拟实现了广泛的值的耗散和密度。据观察，经过一定的过渡期，系统达到一个流体动力学阶段，倾向于Navier-Stokes政权很长一段时间。结果进行了比较，从查普曼-Enskog方法在领先的Sonine近似的理论预测，表现出相当好的协议，即使是强耗散。
2004-11-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-Newtonian granular hydrodynamics. What do the inelastic simple shear flow and the elastic Fourier flow have in common?
我们描述了一类特殊的定常Couette流在稀颗粒气体承认强耗散的非牛顿流体动力学描述。当粘性加热正好平衡非弹性冷却时，会产生均匀的热通量。它包括普通气体的傅立叶流动和作为特殊情况的颗粒气体的简单或均匀剪切流动（USF）。流变函数具有与USF中相同的值，并且可以确定广义导热系数。这些点证实了分子动力学模拟，蒙特卡罗模拟的玻尔兹曼方程，和分析结果从格拉德的13矩法。
2010-01-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Orientational correlation and velocity distributions in uniform shear flow of a dilute granular gas
利用粒子模拟方法对粗糙稀颗粒气体的均匀剪切流动进行了研究，结果表明，在完全光滑的情况下，气体的平动速度和转动速度在方向上是强相关的，但不存在取向相关诱导的奇异性（$β=-1$）和粗糙弹性碰撞的（$β=1$）极限（$e=1$）;对于这两种极限情况，平移和旋转速度分布函数都保持接近高斯分布。远离这两个限制，以及空间速度的相关性是负责非高斯高速尾的出现。两个分布函数的尾部都遵循拉伸指数，指数取决于正常（$e$）和切向（$β$）恢复系数。
2008-02-01 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
Shear viscosity for a moderately dense granular binary mixture
本文测定了均匀剪切流中光滑硬球的中等密度粒状二元混合物的剪切粘度。分析的基础是Enskog动力学方程，首先通过Chapman-Enskog方法解析求解，直到非强迫系统以及高斯恒温器驱动的系统的剪切速率的一阶。在弹性的情况下，实际的评估需要一个Sonine多项式近似。在领导秩序，我们确定的剪切粘度的控制参数的问题：固体分数，组成，质量比，尺寸比和恢复系数。动力学和碰撞转移的剪切粘度的贡献被认为是。为了探讨的准确性的Chapman-Enskog的结果，Enskog方程，然后数值求解系统驱动的高斯恒温器通过扩展到稠密气体的著名的直接模拟蒙特卡罗（DSMC）方法的稀释气体。理论和模拟之间的比较表明，在一般的参数空间的一个很大的区域上的一个很好的协议。
2003-06-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Broad distribution of stick-slip events in Slowly Sheared Granular Media: Table-top production of a Gutenberg-Richter-like distribution
我们监测粘滑位移的一个非常缓慢的驱动可移动的多孔顶板，通过剪切与包装相同的玻璃珠限制在一个托盘中的相互作用。当驱动在一个恒定的应力率，由粘滑不稳定性触发的大事件的位移和能量的分布表现出幂律响应，让人想起古腾堡-里克特定律的地震。小事件是准尺寸独立的，信号交叉从单珠运输到集体行为。
2007-06-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear transformation zone analysis of shear reversal during granular flow
实验测量的颗粒流的发病直接相比，预测的“剪切转变区”（STZ）理论的非晶塑性。STZ方程使得有可能，在粗粒度的水平上，将颗粒接触网络的各向异性和其动态演变，包括剪切反转下的接触网络方向的变化。STZ理论和实验表明定性协议的瞬态和稳态剪切力和速度分布在剪切和剪切反转的开始。
2010-08-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear instabilities in granular mixtures
流体力学中的动力学不稳定性是导致各种重要的常见现象的原因，例如海面上的波浪或库埃特流中的泰勒涡。在粒状介质中，动力学不稳定性才刚刚开始被发现。在这里，我们通过分子动力学模拟的存在下振荡的水平剪切，这导致形成的条纹图案的组分被隔离的颗粒混合物的一个新的动力学不稳定性。我们调查这样的开尔文-亥姆霍兹不稳定性的性质，并显示它是如何连接到斑图形成在颗粒流和偏析。
2005-09-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Time Dependent Ginzburg-Landau Equation for Sheared Granular Flow
数值求解了二维颗粒剪切流的含时Ginzburg-Landau方程，研究了序参量的瞬态动力学和稳态.数值解的结构变化与二维颗粒剪切流的离散元模拟中观察到的剪切带在性质上是相似的。
2012-09-11 cond-mat.soft
Ultra-stable shear jammed granular material
干燥的颗粒状材料，如沙子、砾石、药丸或农业谷物，在压缩或剪切时会变硬。在低密度下，人们可以在不遇到任何阻力的情况下扭曲颗粒材料容器的形状。在各向同性压缩下，材料将达到一定的{ \it堵塞}密度，然后抵抗进一步的压缩。当剪切阻力在低于堵塞密度的密度下出现在系统中时，会发生{ \em剪切堵塞}，并且这种状态的弹性特性对工业和地球物理过程具有重要意义。我们报告的剪切堵塞颗粒材料的机械性能的变化进行小振幅，准静态循环剪切的实验观察。我们研究了一层塑料圆盘局限于剪切细胞，用光弹性测量测量所有粒子间的矢量力。对于足够小的循环剪切振幅和足够大的初始剪切，材料发展到一个意想不到的“超稳定”状态，其中所有的颗粒位置和颗粒间的接触力保持不变后，每个完整的剪切循环数千个周期。与原始剪切堵塞状态相比，这些状态对小的外加剪切的应力响应接近弹性。
2022-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear-banding instability in arbitrarily inelastic granular shear flows
颗粒流中的一个原型不稳定性是剪切带不稳定性，其中均匀的颗粒剪切流破裂成分别具有低剪切力和高剪切力（剪切应力或剪切速率）的颗粒的密集和稀簇的交替带。本文通过对具有Navier-Stokes本构关系的颗粒流体力学方程组的线性稳定性分析，研究了任意非弹性颗粒剪切流中的剪切带不稳定性。结果表明，选择合适的本构关系在预测剪切带失稳中起着重要的作用。进行了参数研究，研究恢复系数，通道宽度和平均密度的影响。两个全球性的标准有关的控制参数被发现的剪切带不稳定性的发病。
2019-08-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Shear zones in granular mixtures of hard and soft particles with high and low friction
针对硬软摩擦特性不同的颗粒混合物剪切区更宽的实验现象，通过离散元模拟揭示颗粒间摩擦和弹性模量对剪切带特性的共同调控作用及摩擦对应力响应的强影响，深化了剪切带形成的微力学认识。
2023-11-06 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
Refraction of shear zones in granular materials
研究了层状颗粒材料慢剪切流动中的应变局部化问题。一个迄今为止未知的影响在这里提出。我们证明了剪切带在材料界面处的折射与光学中的光的折射类似。这一现象可以得到的结果，最近的变分模型的剪切带。模型的预测进行了测试，并证实了三维离散元模拟。我们发现剪切带遵循光折射的斯涅耳定律。
2007-01-08 cond-mat.soft
Weakly nonlinear analysis of two dimensional sheared granular flow
在Lees-Edwards边界条件下，对二维剪切颗粒流进行了弱非线性分析。从一组颗粒流体动力学方程出发，导出了扰动振幅的含时Ginzburg-Landau（TDGL）方程，讨论了稳态振幅在流体动力学极限下的分岔。
2011-08-04 cond-mat.soft
Shear zone refraction and deflection in layered granular materials
对层状散粒体中剪切带的折射和偏转进行了实验和数值研究。我们表明，（i）根据最近的理论预测[T。Unger，Phys. Rev. Lett. 98，018301（2007）]剪切带在层状系统中类似于光折射地起作用，（ii）带折射遵守从几何光学已知的斯涅耳定律，以及（iii）在自然压力条件下（即在存在重力的情况下），该带也可以通过界面偏转，从而避免高摩擦材料的变形。
2009-12-09 cond-mat.soft
Shear thickening of highly viscous granular suspensions
实验研究了振荡剪切下稠密颗粒悬浮液的剪切增稠现象。直接成像的悬浮液-空气界面，我们观察到膨胀超过一个临界应变$γ_c$和剪切增稠的最大围压达到和接触线移动的结束。分析剪切剖面，我们提取由于流体动力学$η_μ$、扩张$η_c$和沉降$η_g$的粘度贡献。$η_g$控制剪切稀化状态，而$η_μ$和$η_c$共同决定剪切增稠行为。当悬浮液的粘度从10 cst变化到1000 cst时，发现$η_μ$与$η_c$竞争并软化剪切增稠的不连续性质。
2014-04-28 cond-mat.soft
Discontinuous rigidity transition associated with shear jamming in granular simulations
我们调查的刚性过渡与剪切堵塞在无摩擦，以及摩擦，磁盘填料在准静态制度和低剪切速率。对于无摩擦圆盘，在准静态剪切作用下的过渡是不连续的，在阻塞过渡处瞬时出现一个跨越刚性团簇的系统。对于摩擦系统，过渡似乎连续有限的剪切速率，但变得尖锐的较低的剪切速率。在准静态极限，它是不连续的，在无摩擦的情况下。因此，我们的研究结果表明，与剪切堵塞的刚性过渡是不连续的，在过去的各向同性堵塞的无摩擦颗粒，因此，在一般的堵塞过渡的统一功能证明。
2023-01-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Breakdown of Kinetic Theory in Granular Shear Flows
我们研究两个基本假设的动力学理论-二元碰撞和分子混沌-使用数值模拟剪切颗粒材料。我们调查了广泛的密度和恢复系数，并表明，动力学理论在大密度和小恢复系数。在动力学理论失败的制度，有一个相关的空间相关的晶粒簇的出现。
2005-07-13 cond-mat.soft
Onset of Irreversibility in Cyclic Shear of Granular Packings
本文研究了不可逆性在致密颗粒介质中的发生，该介质在裂底几何中受到循环剪切。为了探测微观和中尺度，我们在一系列剪切应变振荡中以3D方式对珠轨迹进行成像。虽然珠失去和恢复接触的邻居在一个周期，接触网络的拓扑结构表现出可逆的小振荡幅度的属性。随着反转幅度的增加，发生向不可逆扩散状态的转变。
2012-01-24 cond-mat.soft
Kinetic theory for strong uniform shear flow of granular media at high density
本文讨论了由单分散赫兹球组成的流化颗粒床的均匀剪切流动。考虑到高密度周围的玻璃化转变密度的非弹性赫兹球，我们报告的牛顿粘度以及Bagnold系数的动力学理论表达式。讨论了输运系数对密度和恢复系数的依赖关系。
2017-10-12 cond-mat.soft
Shear bands in granular flow through a mixing length model
我们讨论的优点和结果，使用混合长度，可压缩模型来解释剪切带行为在颗粒流。我们制定了一个通用的方法的基础上的两个功能的固体分数被确定。通过对垂直槽道流动的研究，证明了在准静态极限下，对于库仑壁面边界条件，剪切带厚度与流量无关。使用Pouliquen及其同事开发的函数，预测剪切带厚度与通道宽度的线性相关性，同时文献报道了对比数据，解决了仓宽度的影响。我们还讨论了壁面粗糙度对剪切带的影响。通过库仑壁摩擦准则，我们表明，我们的模型正确地预测增加壁面粗糙度的剪切带的厚度的影响。然后，稳定颗粒流的简单混合长度方法可能很有用，并且可以代表颗粒流的许多原始特征。
2007-05-25 cond-mat.soft
A microscopic theory for discontinuous shear thickening of frictional granular materials
本文推广了无摩擦颗粒材料流变学的一个新理论[K. Suzuki和H. Hayakawa，Phys. Rev. Lett. 2015，115，098001]的情况下，摩擦盘在两个维度上。采用分子动力学模拟的摩擦接触模型，从广义Green-Kubo公式出发，推导出剪切应力、颗粒温度和自旋温度的差分方程，其中所有项均由微观表达式给出.差分方程的数值解不仅描述了流动曲线，而且再现了剪切应力的滞后，这可以是摩擦盘的不连续剪切增厚的签名。
2017-03-07 cond-mat.soft
