一维颗粒振动流化的朗之万方法

三维振动流化颗粒床内颗粒运动的MRI研究

MRI Investigations of Particle Motion within a Three-Dimensional Vibro-Fluidized Granular Bed

磁共振成像（MRI）的独特能力，提供空间和时间的信息，从光学不透明的系统，在三维，使其成为一个理想的工具，研究快速颗粒流的内部运动。本文将集中在使用超快速度补偿MRI测量研究颗粒气体中的粒子速度和密度分布，产生垂直振动的芥菜种子床在40 Hz。具体而言，开发了速度补偿、双自旋回波、触发、一维MRI轮廓脉冲序列。这给出了大约2ms的MRI时间分辨率，并且还使MRI速度伪影最小化。每个振动周期使用12个相位测量。该数据可用于提取芥菜籽平均速度和速度传播因子（概率分布函数）的值，作为振动周期的相位和单元内的垂直高度的函数。数据显示在振动的冲击阶段期间的强瞬态效应。详细讨论了各个相位分辨的时间通道，高度分辨的速度分布，以及种子速度传播在一个固定的高度从振动基地。

气体流化颗粒棒动力学

Dynamics of Gas-Fluidized Granular Rods

我们研究了准二维单层的颗粒棒流化的空间和时间均匀的空气上升流。通过跟踪粒子的位置和方向，我们描述了系统的动力学特性，具有足够的分辨率，可以在最短的时间尺度上观察弹道运动。粒子的各向异性引起动力学各向异性和超扩散动力学平行于杆的长轴，导致平行和垂直的均方位移成为扩散在不同的时间尺度。碰撞之间的自由时间和自由路径的分布偏离指数行为，强调粒子运动的非热特性。动力学显示出类似于各向异性布朗粒子的旋转-平移耦合的证据。我们采用非热噪声源的改进的Langevin模型来模拟单粒子动力学中的转动-平移耦合。这表明了一种现象学的方法，可以从增强记忆效应的角度来思考自我推进粒子的集合。

NMR成像测量三维振动颗粒介质中的Potential Energy

Potential Energy in a Three-Dimensional Vibrated Granular Medium Measured by NMR Imaging

快速核磁共振成像被用来测量密度分布的三维颗粒介质流化的容器的垂直振动。对于比重力大得多的容器加速度，发现颗粒介质的质心的上升与（v0 ^alpha）/（N^beta）成比例，其中alpha = 1.0 +/-0.2和beta = 0.5 +/-0.1，其中v0是振动速度，N是容器中的颗粒数量。该alpha值显著小于先前在一维（alpha = 2）和二维（alpha = 1.3-1.5）中的实验和模拟中发现的值。

颗粒介质中的布朗电机

Brownian motor in a granular medium

在这项工作中，我们的实验研究的行为自由旋转的非对称探针浸没在振动的颗粒介质。对于各种各样的振动条件下，探头表现出稳定的旋转，其方向是恒定的相对于不对称性。通过改变振动振幅并过滤不同频带中的噪声，我们表明旋转速度不仅取决于RMS加速度$Γ$，而且还取决于提供给两个单独频带的能量的量，这两个单独频带被揭示为对颗粒介质的动力学是重要的：第一带控制能量从颗粒到探针的传递，第二带通过改变振动流化材料的粘度来影响动力学。

在由一维振动周期性基底调制的二维Yukawa固体中观测到的Shapiro台阶

Shapiro Steps Observed in a Two-Dimensional Yukawa Solid Modulated by a One-Dimensional Vibrational Periodic Substrate

通过Langevin模拟研究一维振动周期基底调制的二维Yukawa固体脱钉动力学，发现四个Shapiro台阶并揭示其整数频率锁模机制及不同转变类型。

重力驱动下颗粒流体质心运动的涨落-耗散关系

Fluctuation-Dissipation Relations for Motions of Center of Mass in Driven Granular Fluids under Gravity

本文从理论和数值模拟两个方面研究了重力作用下流化颗粒介质非平衡定态中涨落耗散关系的有效性。描述质心高度涨落的Langevin型唯象理论，最初是为振动底板上的一维颗粒气体而建立的，被推广到任何维数，甚至对于振动底板被热壁代替的情况也是如此.该理论预测了一个已知在平衡时满足的波动耗散关系，并进行了修改，用由动能定义的质心有效温度代替平衡温度。为了验证涨落耗散关系的有效性，我们对底部有热壁的模型系统进行了广泛而精确的事件驱动分子动力学模拟。测量了质心高度的功率谱和响应函数，并与理论预测进行了比较。结果表明，在较宽的系统参数范围内，颗粒系统的涨落耗散关系是满足的，特别是在高频（短时）区域。最后，我们描述了在低频（长时间）区域的系统偏差和驱动颗粒系统的时间尺度之间的关系。

扰动H2O振动的非傅立叶变换分析

Analysis of perturbed H2O vibrations beyond Fourier transform

提出了从分子动力学角度分析振动动力学的新方法，并将其应用于液体H $_{2}$ O。H $_{2}$ O的内模由朗之万动力学以H $_{2}$ O天平动（~600 cm $^{-1}$）及其第一泛音（~1200 cm $^{-1}$）的频率进行振幅调制。载波信号通过由于热运动引起的氢键强度的变化和通过移相碰撞进行频率调制。键参数的标准功率谱由于几个扰动的叠加而产生加宽的正常模式。在这里，振荡键长和角度解调的样条插值的最小值或最大值。此外，还介绍了一种过零法，该方法通过直接转换振荡周期，无需傅立叶变换即可得到调频载波的频谱。

三维振动流化颗粒介质的NMR实验

NMR Experiments on a Three-Dimensional Vibrofluidized Granular Medium

利用脉冲场梯度核磁共振（PFG）技术结合一维磁共振成像（MRI）技术，研究了垂直容器振动流化的三维颗粒体系。该系统由芥菜种子组成，以50 Hz的频率垂直振动，并且层数N_ell <= 4足够低，以实现几乎与时间无关的颗粒流体。利用核磁共振技术，直接测量了颗粒密度和颗粒温度的垂直分布，以及颗粒垂直和水平速度的分布。除了样品底部附近的垂直速度分布高度偏斜和非高斯外，速度分布显示出与麦克斯韦-玻尔兹曼统计的适度偏差。采用三个N_ell值和两个无量纲加速度γ = 15，18的数据拟合流体动力学理论，成功地模拟了自由上表面附近的密度和温度分布，包括温度反演。

A Trap Model for Clogging and Unclogging in Granular Hopper Flows

Granular flows through narrow outlets may be interrupted by the formation of arches or vaults that clog the exit. These clogs may be destroyed by vibrations. A feature which remains elusive is the broad distribution $p(τ)$ of clog lifetimes $τ$ measured under constant vibrations. Here, we propose a simple model for arch-breaking, in which the vibrations are formally equivalent to thermal fluctuations in a Langevin equation; the rupture of an arch corresponds to the escape from an energy trap. We infer the distribution of trap depths from experiments and, using this distribution, we show that t…

聚合物网络中的示踪粒子动力学：广义 Langevin 描述

Tracer dynamics in polymer networks: generalized Langevin description

本文基于隐式溶剂 Langevin 模拟研究聚合物网络中示踪粒子的非马尔可夫动力学，通过分析记忆核提出简化函数形式，从而利用广义 Langevin 方程实现将网络视为可调热浴的高效模拟。

受限颗粒流碰撞模型的动力学特性：综述

Dynamic properties in a collisional model for confined granular fluids. A review

本文综述了受限颗粒流碰撞模型的动力学特性，通过Δ模型简化描述，推导了Navier-Stokes输运系数，并研究了非平衡态及非等分能现象，理论预测与分子动力学结果一致。

活性增强二维颗粒玻璃中的异质动力学

Activity enhances heterogenous dynamics in 2D granular glasses

本文研究二维颗粒玻璃中活性对动力学的影响，发现活性系统在相同弛豫时间下表现出更强的动力学异质性，尽管活性方向与位移不对齐。

挖掘二维密集堆积粗粒介质作为一种临界现象

Digging through 2D densely-packed coarse granular media as a critical phenomenon

研究制造在二维密集堆积颗粒介质中移动的挖掘器，采用独特机制应对高摩擦，通过实验和模拟验证移动策略，发现挖掘的时空幂律，表明此环境下挖掘可能是临界现象。