Scaling Law for Cracking in Shrinkable Granular Packings
水化颗粒填料在干燥时常常破裂成离散的颗粒簇。尽管它无处不在，但准确预测开裂仍然是难以捉摸的。在这里，我们阐明了以前被忽视的作用，个别晶粒收缩-一个共同的许多材料的功能-在确定裂纹图案使用实验和模拟。通过扩展经典的Griffith裂纹理论，我们得到了一个缩放定律，量化集群大小取决于晶粒收缩，刚度和大小之间的相互作用-适用于各种各样的收缩，颗粒包装。
2019-10-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
Crack formation and self-closing in shrinkable, granular packings
许多粘土、土壤、生物组织、食物和涂层都是可收缩的颗粒状材料：它们由干燥时收缩的包装的水合颗粒组成。在许多情况下，这些填料在干燥过程中破裂，严重阻碍了应用。然而，虽然开裂已被广泛研究散装凝胶和包装的非收缩颗粒，很少有人知道如何包装收缩颗粒裂纹。在这里，我们阐明了如何在干燥过程中改变粮食收缩开裂。使用模型收缩水凝胶珠的实验，我们表明，差异收缩可以显着改变干燥过程中的裂纹演变-在某些情况下，甚至导致裂纹自发地“自我关闭”。在其他情况下，包装收缩而不破裂或不可逆地破裂。我们开发了颗粒和连续模型来量化颗粒收缩，孔隙力学，包装尺寸，干燥速率，毛细作用和基材摩擦开裂之间的相互作用。在理论的指导下，我们还发现，开裂可以完全改变通过改变干燥的空间分布。我们的工作阐明了丰富的物理基础开裂收缩，颗粒填料，并产生新的战略控制裂纹的演变。
2019-05-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
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
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 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
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
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
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
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
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
Internal states of model isotropic granular packings. I. Assembling process, geometry and contact networks
这是一系列的第一篇论文的三个，报告的几何和力学性能的静态组件的球形珠在各向同性的压力下的数值模拟研究。如果压缩过程足够快，则无压系统在低压极限下以独特的随机紧密堆积（RCP）状态组装，较慢的过程诱导结晶的痕迹，并且表现出与承载力的结构的等静压性直接相关的特定性质。用不同方法组装的摩擦填料结构不同，不能用单一的密度来分类。当润滑系统在刚性极限下接近RCP密度和骨架上的配位数z^*~=6时，理想化的“振动”过程导致z^*~=4.5的同等密度的构型。计算了各种尺度上的近邻相关性，并与现有的实验室数据进行了比较，尽管z^* 值仍然无法通过实验获得。低配位堆积有许多振子（超过10%的颗粒没有力），这应该在研究位置相关性时考虑到，还有一小部分与二价颗粒相关的无害的“松软模式”。摩擦填料，无论在低压下如何缓慢地组装，都保持有限水平的力的不确定性，除了在无限摩擦的极限。
2007-12-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Internal states of model isotropic granular packings. II. Compression and pressure cycles
这是第二个文件的一系列的三个调查，通过数值方法，几何和力学性能的球形珠填料下各向同性应力。我们研究了不同的施加压力P（从1或10千帕到100兆帕的玻璃珠的情况下）上的几种类型的配置组装通过不同的程序，如在前面的文件中所报告的效果。作为P的函数，我们监测固体分数Φ，配位数z，rattlers（不承载力的颗粒）的比例x0，法向力的分布，摩擦动员的水平，以及近邻距离的分布的变化。假设接触定律不涉及材料的塑性或损伤，发现在各向同性压缩循环中，Φ随P几乎可逆地变化，但由于接触力的摩擦滞后，所有其他量都不可逆地变化。特别是，具有高配位数的初始低P态在压缩循环中失去了许多接触，最终z和x0的值接近于最不协调的初始配置。因此，在准静态条件下，不引起显著构型变化的成比例载荷变化仍然会显著影响颗粒填料的接触网络。
2007-12-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
