Unjamming of Granular Packings as a Constraint Satisfaction Problem: Evidence for a Growing Static Length Scale in Frictionless Packings
在软堵塞填料的物理学中，一个突出的问题是关于在非堵塞过渡附近出现的相关性的性质。在这项工作中，我们对待unjamming作为一个约束满足问题，并证明了静态的关联函数，探头的边界条件的敏感性，表现出发散的相关长度的包装被解压。这个长度尺度与均衡性有关，并且早先已经与均衡填充中软模的存在相联系。的关联函数的形式是非常相似的马赛克理论中预测的玻璃化转变，我们与包装的熵的增长相关性的性质。
2010-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Origin of Non-cubic Scaling Law in Disordered Granular Packing
最近的金属玻璃衍射实验揭示了密度与平均原子间距之间的非立方标度律，这导致了对分形玻璃有序存在的猜测。使用X射线层析成像，我们在这里确定了一个类似的非立方标度律在无序颗粒堆积的球形颗粒。我们发现标度律与第一近邻壳层内的接触近邻直接相关，因此与干扰现象密切相关。由于接触数在6左右的均衡条件，出现了看似普适的标度指数2.5，我们认为该指数不应该是普适的。
2017-05-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The structural origin of the hard-sphere glass transition in granular packing
玻璃化转变伴随着结构弛豫时间的快速增长和伴随的构型熵的降低。目前还不清楚的过渡是否有热力学起源，以及是否动态逮捕是与一定的静态秩序的增长。使用颗粒填料作为模型硬球玻璃，我们显示的玻璃化转变作为一个热力学相变与“隐藏”的多面体秩序。这种多四面体有序在空间上与缓慢的动力学相关。它是几何挫折，并有一个特殊的分形维数。此外，随着填充分数的增加，它的增长遵循熵驱动的成核过程，类似于随机一级跃迁理论。我们的研究基本上确定了一个长期追求的结构玻璃秩序硬球玻璃。
2015-09-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Packing geometry and statistics of force networks in granular media
研究了颗粒介质中填充几何与力网络统计之间的关系。基于对赫兹球的二维填充的模拟，我们发展了一个将粒子间力P（f）的分布与在实验中测量的重量分布P}（w）联系起来的几何框架。我们应用这个框架来重新解释最近的实验数据的强烈变形包装，并建议所观察到的变化P（w）的变化主要是由接触网络的变化，而P（f）保持相对不变。此外，我们调查的包装无序的q模型的上下文中的作用，并解决的问题，如何建立力的波动作为一个函数的距离下的顶面。
2003-10-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
History dependence of mechanical properties in granular systems
通过数值模拟研究了颗粒介质力学性质的历史相关性。我们进行了压缩的摩擦盘填料在一个二维系统中，通过控制域的面积与各种应变率。然后，我们发现应变率依赖的临界包装分数以上的压力变得有限。所观察到的行为，使一个对比与良好的研究无摩擦盘填料的堵塞过渡。我们还观察到，圆盘填料的弹性常数依赖于应变率的几何。这一结果为颗粒系统的历史依赖性提供了实验检验。
2009-01-27 cond-mat.dis-nn
Topological properties of the contact network of granular packings
定义了不同粒系综的力网络，并利用复杂网络工具研究了其拓扑性质。特别地，对于在正方形盒中压缩的每组颗粒，引入了确定哪些接触符合网络的力阈值。因此，网络的拓扑特性作为该参数的函数进行了分析。由此获得的结构特征的表征，可能是有用的，在理解这类介质所表现出的宏观物理行为。
2007-09-17 cond-mat.dis-nn
Domains growth and packing properties in driven granular media subject to gravity
研究了最近引入的颗粒介质受抑格子气模型（IFLG和Tetris）在轻微振动下的动力学性质。我们考虑的情况下，晶粒间的表面相互作用的情况下，他们没有，相应的，例如，在包中的水分的存在或不存在。为了描述颗粒堆积结构，我们讨论了密度分布的性质。特别地，我们考虑了在压实下晶粒畴的形成现象。新的结果进行了讨论，随着一些重要的差异，本模型的动力学实验检查。
1999-11-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Modes of wall induced granular crystallisation in vibrational packing
颗粒结晶是颗粒物质在振动作用下形成有序堆积结构的重要现象。然而，与原子尺度上成熟的结晶原理相比，颗粒物质中的结晶仍然相对知之甚少。为了进一步研究这种行为，并桥接颗粒物质和材料科学领域，我们模拟了限制在圆柱形容器中的单分散球体，以研究它们在振动过程中的结构动力学。通过施加适当的振动，诱导无序到有序的转变。通过键取向序参量在颗粒尺度上表征这种转变。其结果是，紧急结晶是由个别粒子的局部秩序和有序粒子的数量的增强。观察到的非均质结晶的特点是通过粗粒化的顺序指数的空间分布的演变。结晶制度外延生长的模板附近形成的容器壁在振动过程中，这里称为壁效应。通过改变圆柱形容器的几何尺寸，发现所获得的结晶结构在圆柱形壁区域和平面底壁区域处不同。再次使用这些序参量将形成的堆积结构与X射线断层扫描结果进行定量比较。这里的研究结果提供了一个微观的角度来发展的规律，在颗粒物质的结构动力学。
2018-05-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Scale separation in granular packings: stress plateaus and fluctuations
它表明，通过数值模拟的多分散磁盘的2D组件，存在一个范围（高原）的粗粒化尺度的应力张量场在粒状固体几乎是独立的分辨率，从而使这个领域的“客观”的定义。可以预料，决定高原宽度的不仅仅是系统的大小，而是梯度的（相关）大小。集合平均（即使在“小”集合上）将高原的宽度扩展到亚粒子尺度。同时也研究了系综中的涨落。均质强迫和外部压缩局部载荷（和重力）的响应进行了研究。小型固体系统和本构关系的影响进行了简要讨论。
2006-05-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Vibrational similarities in jamming-unjamming of polycrystalline and disordered granular packings
通过离散元模拟发现，多晶与无序颗粒堆积体在堵塞-去堵塞循环中低频振动指数变化不同，但距堵塞密度相同距离处指数与历史无关，表明振动特征可恢复。
2025-06-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Vibrational Spectrum of Granular Packings With Random Matrices
颗粒堆积的振动谱可以作为干扰跃迁的特征，在零频率处的态密度在跃迁处变为非零。以前曾有人提出，颗粒填料的振动谱可以近似地由随机矩阵理论得到。在这里，我们表明，虽然由随机矩阵理论预测的态密度不符合某些方面的动力学数值模拟，态密度的相关性，这-相反的态密度-预计是普遍的，确实显示出良好的协议之间的动态数值模拟珠包附近的干扰点和分析预测的拉盖尔正交系综的随机矩阵同时，与高斯正交系综有明显的分歧。这些发现表明拉盖尔系综正确地再现了堵塞颗粒物质的普遍统计特性，并排除了高斯正交系综。我们还提出了一个随机晶格模型，这是一个物理动机的随机矩阵合奏的变体。数值计算表明，该模型再现了已知的特征的振动态密度的颗粒物质，同时也保留了相关结构中看到的Laguerre随机矩阵理论。我们建议，随机晶格模型，因此可以应用的理解不仅是频谱，但更一般的属性的振动珠包，包括空间结构的模式都在干扰点和远离它。
2020-06-30 cond-mat.dis-nn
Structural transitions in jammed asymmetric bidisperse granular packings
本研究通过接触取向序参数分析非对称双分散颗粒堆积，发现堵塞时发生结构转变，且双分散体系具有局部HCP和FCC有序结构，有助于理解颗粒排列对堆积强度的影响。
2023-05-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Additional jamming transition in 2D bidisperse granular packings
本研究构建二维双分散颗粒系统的阻塞相图，发现两种阻塞转变，明确第二种转变的临界参数与维度无关的特性，揭示小颗粒浓度对堆积结构的影响规律。
2025-05-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ensemble Theory for Force Networks in Hyperstatic Granular Matter
提出了一种静态颗粒填料力网络的集成方法。该框架是基于包装和力尺度的分离，连同一个先验的平坦的措施，在力相空间的约束下，接触力是排斥和平衡的每个粒子。在本文中，我们将给出这种力网络系综的一般形式，并推导出力分布$P(f)$的一般表达式。对于小的规则包装，这些概率密度得到封闭的形式，而较大的包装，我们提出了一个系统的数值分析。由于技术上的问题可以写为一个不可逆的矩阵问题（其中矩阵是由接触几何），我们研究会发生什么，如果我们扰动的包装矩阵或取代它的随机矩阵。由此产生的$P(f)$的显着不同，从正常的包装，这涉及到网络统计是如何与底层网络结构的深层次问题。总的来说，合奏制定开辟了一个新的视角，力网络是分析访问，并可能发现应用超越颗粒物质。
2004-09-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Robust propagation direction of stresses in a minimal granular packing
通过采用自适应网络模拟方法，我们证明了由无摩擦刚性珠填料的局部力引起的整体平均应力集中沿射线，其斜率与单位一致：力沿与水平或垂直成45度的线传播。该斜率被证明是独立的多分散性或该系统被剪切的程度。进一步证实这一结果来自拟合的零应力本构方程的应力张量的分量。响应的幅度也显示出随着距离的-1/2次幂而下降。我们认为，我们的研究结果是一个系统，保持其体积下小扰动的自然后果。
2001-09-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The Influence of Shape on Ordering of Granular Systems in Two Dimensions
我们研究了二维颗粒材料的有序性，使用几种形状的焊接球轴承在一起。有序结构域在二维中比在三维中更容易形成，即使在构型缺乏长程序时也是如此。有序域的发病发生在0.8的堆积密度附近，这是以前在磁盘上观察到的现象。我们的形状之一，梯形，有包装，保持无序和附近的过渡密度，即使通过摇动退火。由于随机填料是不稳定的圆盘和许多其他形状的二维，梯形填料提供了一种新的方法来研究二维随机性。我们还发现，一个形状的旋转对称性是一个很好的预测，它的订单容易，和一个潜在的指导，以确定二维形状，退火后保持随机。
2001-10-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Structural Order Drives Diffusion in a Granular Packing
Université de Lorraine（洛林大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Université de Liège（列日大学）
研究结构有序性如何影响二维储料仓中双组分颗粒材料的流动，发现晶化显著增强扩散长度，揭示了局部结构组织与宏观流动行为的关系。
2025-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Numerical test of the Edwards conjecture shows that all packings are equally probable at jamming
在20世纪80年代后期，Sam Edwards提出了一个可能的物理力学框架来描述无序颗粒材料的性质。该理论的一个关键假设是，所有堵塞的包装都有同样的可能性。在这期间的几年里，人们一直无法直接验证这个大胆的假设。在这里，我们提出了模拟，提供直接的证据，在unjamming点，所有包装的软排斥粒子是同样可能的，即使一般来说，堵塞包装没有。通常，堵塞的颗粒系统是在非堵塞点精确观察到的，因为颗粒不是很可压缩。因此，我们的结果支持爱德华兹的原始猜想。我们还提出的证据表明，在unjamming系统的构型熵是最大的。
2018-08-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
From force distribution to average coordination number in frictional granular matter
本文研究了堵塞颗粒介质中法向和切向摩擦力的联合概率分布$P_μ(f_t, f_n)$，特别是当$μ= \infty$ .一个普遍的比例定律被发现折叠的数据$μ=0$ $\infty$证明力分布$P_μ(f_t, f_n)$和平均配位数，$z^μ_c$之间的联系。结果确定了有限摩擦系数下的$z_c^μ$，将等静压颗粒填料的约束计数论证推广到有限摩擦填料。
2008-08-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
An invariant distribution in static granular media
我们发现了静态颗粒介质中局部堆积构型的一个不变分布。这种分布保持在实验中的包装馏分覆盖范围从随机松散包装随机紧密包装，珠包装在空气和水中。仅假设存在系统体积被细分的基本单元，我们从统计力学推导出与观测相符的分布。颗粒介质的这种普适分布函数类似于分子气体的麦克斯韦-玻尔兹曼分布。
2006-12-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.other
Stress transmission in granular matter
通过一个无序的颗粒系统的力的传输研究的几何拓扑的方法，减少到一组层的颗粒包装。这种分层结构构成了力链的骨架。给定颗粒堆积和施加力的区域，这样的骨架是唯一定义的。在这个框架内，我们写了一个方程的垂直力的传输，可以解决递归层逐层。我们发现这个方程的一类特殊的解析解是Lévi稳定分布。我们讨论了临界性和脆弱性之间的联系，我们展示了如何无序包装自然诱导力链和拱门的形成。我们指出，关键政权，幂律分布，与粗糙度的拓扑层。然而，脆性与局部颗粒重排或所施加的力的变化引起的力网络中的局部变化有关。结果进行了比较，最近的实验观察颗粒物和计算机模拟。
2001-12-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Force network ensemble: a new approach to static granular matter
提出了一种求解静态颗粒填料中力分布的系综方法。这个框架是基于包装和力尺度的分离，连同一个先验的平坦的措施，在力相空间的约束下，接触力是排斥和平衡的每一个粒子。我们展示了如何的形式主义产生现实的结果，无论是无序和定期的“斯诺克球”的配置，并获得最近提出的类型的非热介质的剪切诱导的无干扰过渡。
2004-01-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Use of Machine Learning for unraveling hidden correlations between Particle Size Distributions and the Mechanical Behavior of Granular Materials
Universidad Politécnica de Madrid（马德里理工大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）
数据驱动的框架被用来预测多分散颗粒材料的密集堆积的宏观力学行为。离散元法，DEM，被用来产生92,378球填料，涵盖了许多不同种类的粒径分布，PSD，躺在2个粒径。这些填料进行了三轴压缩和相应的应力-应变曲线拟合邓肯-张双曲线模型。一个多变量统计分析是不成功的模型参数与常见的岩土工程和统计描述来自PSD。相比之下，人工神经网络（NN）计划，训练了几百个DEM模拟，能够预测所有这些PSD的模型参数的值，具有相当高的精度。这是在训练数据中存在噪声的情况下实现的。神经网络揭示了颗粒材料的PSD与其宏观力学行为之间存在隐含的相关性。
2020-06-20 cond-mat.dis-nn cs.LG stat.ML
