A simple random matrix model for the vibrational spectrum of jammed packings
为了更好地理解结构玻璃中令人惊讶的低频振动模式，我们研究了稀疏随机矩阵的大集合的光谱，其中无序由键重分布和网络协调控制。我们发现$D(ω)$有三个制度：一个非常低的频率制度，可以预测分析使用极值统计，准本地化模式的中间制度，和高原与$D(ω) \sim ω^0$。在键重均匀的特殊情况下，中间状态显示$D(ω) \sim ω^4$，与网络协调和系统大小无关，正如最近在结构玻璃模拟中发现的那样。
2018-04-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Penrose Tilings as Jammed Solids
彭罗斯镶嵌形成格子，呈现5重对称性和各向同性弹性，具有非均匀协调，就像在堵塞系统中的力网络。在周期性边界条件下，它们的平均协调正好是4。我们研究了这些晶格的有理逼近作为晶胞尺寸$N_S$的函数的弹性和振动性质，发现它们具有$\sqrt{N_S}$阶零模和自应力状态，但它们的弹性模量都为零。在他们的通用形式通过随机化网站的位置，其弹性和振动特性是类似的颗粒系统在堵塞与非零的体积模量，剪切模量消失，和平坦的状态密度。
2014-06-24 cond-mat.soft
Free volume distribution of nearly jammed hard sphere packings
我们计算了单分散和双分散硬球构型的近堵塞堆积的自由体积分布。这些分布与流体的分布在性质上不同，在大的自由体积处显示幂律尾部，这构成了几乎堵塞的配置的明显特征，持续中等程度的减压。我们再现和解释所观察到的分布，考虑对关联函数内的第一协调壳层堵塞硬球配置。分析了阻塞附近状态方程的特征，讨论了观测到的自由体积非球面性对状态方程的意义。
2014-07-25 cond-mat.soft
Correlation of plastic events with local structure in jammed packings across spatial dimensions
在堵塞填料中，通常认为局部结构只在特定的区域起重要作用。相对过量配位的标准偏差$σ_Z/ Z_\mathrm{c}$像$1/\sqrt{d}$一样衰减，因此局部结构在高空间维度中不起作用。此外，在任何固定的尺寸$d \geq 2$，有发散的长度尺度的压力消失接近unjamming过渡，再次表明，局部结构不应足以描述响应。在这里，我们挑战的假设，当地的结构并不重要，在这些情况下。在模拟堵塞的包装下无热，准静态剪切，我们使用机器学习，以确定一个本地的结构变量，柔软度，与重排尺寸$d=2$到$d=5$。我们发现，在所有研究的$d$中，软度--甚至仅仅是配位数$Z$ --在很宽的压力范围内都能很好地预测重排。这一结果提供了直接的证据，局部结构可以发挥作用，在更高的空间维度。
2020-11-25 cond-mat.soft
Jamming phase diagram of athermal emulsions with short-range attraction
利用共聚焦显微镜，我们调查的影响，吸引力的包装下的多分散乳液重力。我们发现，最近提出的几何建模和统计力学方法颗粒物质的邻居，配位数，和本地包装分数的吸引力的函数的分布被捕获。这将这些工具的适用范围扩展到多分散、有吸引力的堵塞填料。此外，堆积密度和平均配位数对吸引力强度的依赖性提供了第一个实验测试的非热堵塞颗粒的相图。这些理论框架在描述一类新系统方面的成功为备受争议的堵塞物质统计物理学提供了支持。
2011-04-07 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
Elasticity of Jammed Packings of Sticky Disks
大量的软质材料在高填充率下堵塞在非晶态固体中。这种非平衡相变最好在模型系统的上下文中理解，在该模型系统中，粒子在重叠时弹性排斥。然而，最近的研究表明，在粒子之间引入任何有限的吸引力都会改变跃迁的普适性类别。这个新的“粘性干扰”类的特性几乎完全没有被探索过。我们使用分子动力学模拟和标度分析来确定剪切模量，体积模量，和协调的边缘固体接近粘性堵塞点。在每一种情况下，系统的行为都与纯粹排斥的情况有着明显的质的区别。
2020-02-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
High-resolution of particle contacts via fluorophore exclusion in deep-imaging of jammed colloidal packings
要了解堵塞胶体的随机填料的结构特性，需要对接触网络进行前所未有的高分辨率测定，从而为填料提供机械稳定性。在这里，我们解决了一种新的策略的基础上荧光团信号排除的量子点纳米粒子的接触点的接触网络的测定。我们使用荧光标记方案的粒子灵感来自生物学和生物界面科学结合在接触区域的荧光团排斥。该方法提供了高分辨率的接触网络数据，使我们能够测量的胶体包装的边缘稳定性附近的结构特性。我们确定的力分布，软模式，关联函数，配位数和自由体积的标度律定义的普遍性类堵塞的胶体填料，并可以与理论预测。接触检测方法在干扰和玻璃物理学的界面上开辟了进一步的实验测试。
2017-08-15 cond-mat.soft
Simple model for the static structure and the mean coordination of amorphous solids
我们提出了一个简单的路线来评估静态结构，在平均协调方面，完全无序固体与球形成分，从ca。55%的体积分数高达随机紧密堆积，在结构不均匀的情况下。根据目前的理解，根据这种理解，非晶态固体中决定结构的相互作用是核心排斥，而较弱的、较长距离的相互作用仅仅是微扰，该模型产生了固体中的平均配位，这是超淬火过程的结果，在超淬火过程中，前体液体快照的瞬时结构被扭曲到与淬火硬-球形液体在体积分数为64%时进入等静压堵塞状态。变形的特征长度约为颗粒直径的3%。外推到较低的体积分数，这是淬火路线，从而导致最空间均匀的状态。因此，该模型可用于定量评估非晶态固体的结构不均匀性程度。当空间不均匀性很小时，对于非常密集的系统，该模型可以用于评估坐标相关的宏观性质（例如弹性模量），如平行工作中所示。
2009-05-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Disordered surface vibrations in jammed sphere packings
本文研究了由球填充引起的无序弹簧网络在自由表面附近的振动特性。在没有表面的块体系统中，很好地理解，这种系统具有向下延伸到频率标度$ω^*$的振动模式密度的平台。该频率由$ΔZ = \langle Z \rangle - 2d$控制，$ΔZ = \langle Z \rangle - 2d$是球体的平均坐标与系统的两倍空间维度$d$之间的差，其在干扰转变时消失。在自由表面的存在下，我们发现，有一个密度的无序振动模式与表面，远远低于$ω^*$延伸。这些低频表面模式的总数由$ΔZ$控制，并且它们衰减到体中的轮廓具有两个特征长度尺度，当接近干扰转变时，其发散为$ΔZ^{-1/2}$和$ΔZ^{-1}$。
2014-12-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Long-Range Anomalous Decay of the Correlation in Jammed Packings
我们数值研究的相互作用发生在三维系统的硬球在堵塞，专注于大尺度的行为。鉴于他们发挥的基本作用，在配置堵塞包装，我们分析了传播通过系统的弱力和变化的协调数相对于均衡条件$ΔZ$。我们表明，这些相关性可以成功地探测通过引入一个关联函数加权密度-密度波动。这种分析的结果可以通过引入基于颗粒之间的接触点的系统的表示来进一步改进。特别是，我们发现的证据表明，弱力和$ΔZ$波动支持的假设随机堵塞包装的球形粒子超均匀的表现出异常的长程衰变。此外，我们发现的大尺度结构的密度-密度相关性表现出一个复杂的行为，由于叠加的两个指数阻尼振荡信号传播的线性依赖的频率。
2021-07-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Evolution of the force distributions in jammed packings of soft particles
本文用数值方法研究了二维软摩擦颗粒填料在各向同性压缩过程中力分布的演变。无论施加的变形如何，法向接触力分布都可以通过幂律和拉伸指数的乘积拟合，而切向力分布则可以通过高斯拟合。随着应变的增加，在大的力的渐近行为不会改变，但正常和切向分布表现出扩大，即使，当缩放与平均力，其宽度减小。此外，摩擦移动的分布是移动的递减函数，除了完全移动接触的概率增加。填料的过量配位数随着施加的应变而增加，表明填料被压缩得越多，它就变得越稳定。
2014-02-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergence of Intermediate Range Order in Jammed Packings
通过大规模离散元模拟分析单分散球体堵塞堆积，发现中等波数处涌现的前峰与局部配位数涨落相关，揭示了摩擦和制备历史对中程有序性及大尺度结构特性的影响。
2025-06-02 cond-mat.soft
Generating ultradense jammed ellipse packings using biased SWAP
本文提出结合偏置SWAP蒙特卡洛与瞬态自由度的生长算法，生成超密无序椭圆堵塞堆积，发现其具有更低密度涨落和更强局部向列序，并揭示了不同长宽比下分馏结构的定性差异。
2024-09-28 cond-mat.soft
Large-scale frictionless jamming with power-law particle size distributions
由于显著的计算费用，尺寸分散的球体的尺寸比大于1：10的堵塞填料的离散元方法模拟仍然难以捉摸，限制了模拟和现实世界的颗粒材料与大尺寸分散度之间的对应关系。最近开发的邻居分箱算法，我们产生机械稳定的堵塞包装的无摩擦球的幂律尺寸分布包含高达近四百万颗粒的尺寸比高达1：100。通过系统地改变基本幂律的宽度和指数，我们分析了颗粒尺寸分布对堵塞填料结构的作用。的denandrificing填料获得的大小分布，平衡的相对丰度的大/大/中间和小-小颗粒接触。虽然响尾蛇颗粒的比例和平均配位数强烈地依赖于尺寸分布，非响尾蛇颗粒的平均配位在所有情况下都达到无摩擦均衡值6。参与承载网络的非响尾蛇颗粒的尺寸分布表现出不依赖于总颗粒尺寸分布的宽度，超过了低量级指数幂律的临界颗粒尺寸。这意味着只有尺寸大于临界粒度的颗粒才有助于机械稳定性。然而，对于高数量级指数的幂律，所有的颗粒尺寸参与的机械稳定性的包装。
2022-08-15 cond-mat.soft
Angoricity and compactivity describe the jamming transition in soft particulate matter
从平衡统计力学到非平衡系统的概念的应用在描述从玻璃到颗粒材料的各种系统方面有着悠久的历史。对于耗散堵塞系统-颗粒颗粒或液滴-一个关键的概念是用体积应力系综取代描述保守系统的能量系综。在这里，我们测试的适用性的体积应力合奏来描述的干扰过渡比较拥挤的配置，通过动态与那些平均的合奏作为探针的遍历性。这两种方法之间的协议建议的想法“热化”在一个给定的angoricity和压实。我们阐明的热力学秩序的干扰过渡显示的情况下，临界波动的静态观测，如压力和体积。该方法允许从统计力学的角度计算观测量，如熵，体积，压力，配位数和力的分布来表征附近的干扰过渡的标度律。
2016-03-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Jamming in two-dimensional packings
研究了单分散硬盘二维堆积中随机密堆积极限和随机松堆积极限的存在性。一个统计力学的方法-基于几个近似预测的概率分布的体积-建议存在的极限密度的堵塞填料根据其协调数和压实度。这一结果的理解无序状态的磁盘包装问题，以及在二维系统中存在一个假定的玻璃化转变的影响。
2010-11-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Observation of magnetic structural universality using transverse NMR relaxation
自旋在随机磁介质中扩散的横向NMR弛豫对介观尺度上的结构很敏感。特别地，这导致依赖于时间的弛豫速率。我们分析和数值计算表明，这个速率接近长时间的限制，在幂律的方式，与指数反映的介观磁结构的无序类。谱线形状在零频率处获得相应的非解析幂律奇异性。我们通过实验检测到的动态指数的变化，作为过渡到一个最大的随机堵塞状态，其特征在于超均匀相关的结果。
2018-10-11 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.med-ph
Ultrastable jammed sphere packings with a wide range of particle dispersities
本文提出在类似 Lubachevsky-Stillinger 的粒子生长过程中结合 SWAP 和 TDOF 移动，显著提升了广泛粒径分散度下多分散球堆积的堵塞密度、配位数及体积模量，并大幅减少了 rattler 粒子数量。
2025-08-12 cond-mat.soft
Hypostatic jammed packings of frictionless nonspherical particles
我们进行计算研究的静态包装的各种非球形颗粒，包括circulo-lines，circulo-polymers，椭圆，不对称二聚体，哑铃，以确定哪些形状形成实体与均衡包装，并了解为什么实体包装的非球形颗粒可以是机械稳定的，尽管有更少的接触比从天真的约束计数预测。为了产生高度精确的力和扭矩平衡包装的circulo线和多边形，我们开发了一个粒子间的潜力，使连续的力和扭矩作为粒子坐标的函数。我们发现，包装分数和协调数在干扰发病服从一个主样的形式，我们研究的所有非球形颗粒包装时，绘制与颗粒的非球面度${\cal A}$，这是成比例的平方周长的比例，该颗粒的面积。此外，不同颗粒形状的填充的动力学矩阵的特征值谱崩溃时，绘制在相同的${\cal A}$。对于非球形粒子的实体包装，我们验证了“四次”模式的数量，沿着该模式的势能增加作为扰动振幅的四次方匹配的数量的失踪接触相对于均衡值。此外，我们计算的不等式约束的圆形线包装中的每个接触的主曲率，并确定特定类型的接触具有凸曲率的不等式约束。这些接触可以限制多个自由度，并允许非球形颗粒的实体包装机械稳定。
2017-11-26 cond-mat.soft
Structure of jammed ellipse packings with a wide range of aspect ratios
本文系统研究宽纵横比范围内堵塞椭圆堆积的结构，发现致密堆积具有清晰的最近邻壳层和动力学抑制短程序，并揭示配位数随纵横比增大先趋近等静压值6后因局部向列序增强而下降至4。
2023-05-31 cond-mat.soft
Jamming transition in non-spherical particle systems: pentagons vs. disks
本文研究了准二维颗粒材料在准静态单轴压缩作用下的阻塞转变。我们报告了六个主要的研究结果的基础上与单分散光弹性颗粒的静摩擦系数$μ\approx 1$的实验。(1)对于五边形和磁盘，刚度的发病时发生的平均配位数的非响尾蛇，$Z_{nr}$，达到3，和依赖性的$Z_{nr}$上的包装分数$ϕ$再次改变时，$Z_{nr}$达到4。(2)虽然在这些转变处的填充分数$ϕ_{c1}$和$ϕ_{c2}$在运行之间不同，但是对于两种形状，当绘制为非rattler分数的函数时，来自具有不同初始配置的所有运行的数据塌陷。(3)五边形的$ϕ_{c1}$和$ϕ_{c2}$的平均值比圆盘的小约1%。(4)在相同的参数下，阻塞的五边形和圆盘都表现出Voronoi单元面积的Gamma分布。(5)堵塞的五边形有类似的颗粒中心的平移顺序，但略低于定向顺序接触对相比，堵塞的磁盘。(6)对于拥挤的五边形，在一个面到顶点的接触点的边缘之间的角度显示出一个均匀的分布和面对面的接触连接的集群的大小显示出幂律分布。
2019-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Geometric and Topological Entropies of Sphere Packing
我们提出了一个统计力学描述随机包装的球形颗粒，其中的平均配位数被视为一个宏观热力学变量。整体包装熵有两个贡献：几何，反映统计权重的个别配置，和拓扑，这对应于拓扑不同的状态的数量。在二维和三维等静压填料的热力学极限下计算了它们，并将计算结果进一步推广到“松软”颗粒团簇的情况。该理论是直接适用于粘性胶体，此外，概括的概念，颗粒和玻璃状的配置熵的情况下，非堵塞系统。
2021-04-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Three-dimensional compaction of soft granular packings
采用三维非光滑接触动力学模拟方法，分析了由软（弹性）球形颗粒组成的组件在堵塞状态之后的压实行为。粒子的组件的特征在于使用的包装分数，配位数，和冯米塞斯应力分布的粒子内的围压增加的演变。堆积分数增加并趋向于接近$1$的最大值，并且平均配位数作为堆积分数的平方根而增加。随着围压的增加，观察到的过渡从一个粒状材料的剪切应力分布的指数尾巴的连续的材料，其特征在于高斯样分布的剪切应力。我们开发了一个方程，描述了作为所施加的压力的函数的填充分数的演变。这个方程，基于颗粒应力张量的微观力学表达，赫兹接触定律的小变形的限制，以及填充分数和颗粒的协调之间的幂律关系，提供了良好的预测从堵塞点到非常高的密度，而不需要调整任何参数。
2021-08-27 cond-mat.soft
Universal Jamming Criticality and Self-Organizing Principles from Disorder to the Limit of Perfect Crystalline Order
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
研究聚焦弹性阻塞堆积，系统调结构揭示通用特性，证明力学性能受阻塞临界性支配，发现配位数分布等，为无序固体刚性提出组织机制，强调阻塞物理相关性并补充自组织原理。
2026-07-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of particle collisions in dense suspension flows
我们研究了在稠密悬浮液流中与粒子碰撞相关的非局部效应，在已知的仿射溶剂模型的上下文中捕获各个方面的干扰过渡。我们发现，一个单独的碰撞显着改变的速度场上的特征量$Ω_c\sim 1/δz$，发散的干扰接近，其中$δz$是赤字的协调数所需的干扰系统。这样的事件也影响相同体积$Ω_c$上的颗粒之间的接触力，但是这种变化相对而言是适度的，为$f_{coll}\sim \bar{f}^{0.8}$级，其中$\bar{f}$是典型的接触力标度。然后，我们表明，要求协调是固定的（这样的碰撞有一个有限的概率打开一个接触在系统的其他地方）产生的粘度（或等价的粘性数）与协调赤字$δz$的缩放。在[E.~ DeGiuli，G.~ Düring，E.~ Lerner和M.~ Wyart，Phys.~修订版~ E { \bf 91}，062206（2015）]通过不同的参数进行额外的假设。本方法给出了一个机械的理由，为什么正确的有限尺寸标度体积的行为$1/δz$，并可用于恢复已知的边缘性条件的特征分布的接触力和间隙堵塞填料。
2016-02-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory of random packings
我们回顾了最近提出的随机填充理论。我们描述的体积波动堵塞的物质通过体积函数，服从分析和数值计算。我们结合了一个扩展的统计力学的方法“一拉爱德华兹”（传统上发挥的作用，在热系统中的能量和温度是由体积和压实度取代）的均衡条件施加的机械稳定性的约束。我们展示了如何这样的方法可以带来的结果，可以与实验相比，并允许利用的统计力学框架。关键的结果是使用的局部Voronoi体积的组成颗粒和邻居的数量之间的关系，允许一个简单的组合，这两种方法来开发一个理论的随机填充。我们预测的随机松散包装（RLP）和随机紧密包装（RCP）的密度与实验密切一致，并制定了一个相图堵塞的物质，提供了一个统一的观点无序硬球包装问题，并进一步阐明了不同的光谱数据，包括RLP状态。数值模拟证实了摩擦在确定RLP和RCP极限中所起的重要作用，很好地再现了理论结果。最后，我们提出了一个扩展的讨论存在的几何和机械的协调数，以及如何测量这两个数量在实验和计算机模拟。
2016-03-28 cond-mat.soft
Critical evaluations of different implementations of Edwards volume ensemble
本研究利用不同摩擦系数的颗粒堆积实验数据，系统评估了Edwards体积系综的多种实现方式，发现热容法和重叠直方图法结果一致，并厘清了各方法的适用边界，深化了对该系综的理解。
2025-01-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
