Impulse Backscattering in Granular Beds: Introducing a Toy Model
脉冲有效地传播到名义上干燥的颗粒床和背向散射从埋在这样的床中的夹杂物可能被利用的图像浅埋物体（SBO）。然而，可靠的成像SBO需要“清理”的表面振动，并且，除了三维粒子动力学模拟，一个现象学模型参数化的床表面可能是有用的现场应用。我们介绍了一个一维的平均场玩具模型，两个参数，允许一个模型的表面振动，是一致的颗粒床的实验，并可以帮助估计近似的信号传输特性的床。
2003-04-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
River-bed armoring as a granular segregation phenomenon
砾石河床的表面通常有一层由粗颗粒组成的“装甲”层，它的作用是保护下面的细颗粒免受侵蚀。推移质运动是一种密集的颗粒流，这种流动是已知的垂直分离颗粒。然而，颗粒物理对河床粗化的贡献还没有研究。在这里，我们研究这些连接在一个实验室的河流与双峰沉积物的大小，通过跟踪颗粒的运动从表面到床内深处，并发现装甲的发展有两种不同的机制。近表层的推移质输运驱动快速分离，垂直平流速率与颗粒剪切速率成正比。推移质层下的蠕动颗粒引起缓慢但持久的分离，这是扩散为主，对剪切速率不敏感。我们验证了这些研究结果与连续的唯象模型和离散元方法模拟。我们的研究结果表明，河床装甲颗粒分离从下面-而不是流体驱动的排序从上面-同时也提供了新的见解的力学隔离，相关的范围广泛的颗粒流。
2016-09-21 cond-mat.soft physics.geo-ph
Erosion of a granular bed driven by laminar fluid flow
受砂中侵蚀性切割通道的例子的启发，我们研究了层流驱动的颗粒床中单个颗粒的运动，以使我们对水动力应力和表面颗粒流之间的关系有新的认识。矩形横截面的封闭单元部分地填充有玻璃珠，并且恒定的流体通量$Q$流过该单元。流体和玻璃珠的折射率匹配，并且用激光片照射细胞，使我们能够对单个珠进行成像。床侵蚀到取决于$Q$的静止高度$h_r$。Shields阈值准则假定床层上的粘性应力与穿过颗粒的静水压力差的无因次比$θ$足以预测颗粒通量。此外，Shields准则指出，颗粒通量仅对于$θ>θ_c$是非零的。我们发现，希尔兹准则描述了观察到的关系$h_r \propto Q^{1/2}$时，床的高度是由大约一半的粒径偏移。在$θ$的估计中引入该偏移产生了测量的爱因斯坦数$q^*$到具有指数$1.75 \pm 0.25$的$θ- θ_c$的幂律函数的崩溃。床层高度松弛的动力学很好地描述了颗粒通量和床层应力之间的幂律关系。
2008-05-01 cond-mat.soft
Rise or sink: spherical intruder in density frequency dependence static granular fluid
通过引入频率依赖性颗粒床密度项，建立了振动颗粒床中入侵者的简单模型。改变振动频率将通过颗粒床驱动作用于入侵者的浮力。与其他报道的结果相比，交换区域的上升和下降的入侵者被发现。
2011-07-05 cond-mat.soft
Field Driven Charging Dynamics of a Fluidized Granular Bed
一个简化的模型先前已经描述了在外部电场存在下碰撞的相同颗粒的感应充电。在这里，我们扩展了该模型，包括异质表面电荷分布，晶粒旋转和颗粒之间的静电相互作用。我们发现，从这个更现实的模型，强烈的异质性充电可以发生在搅拌颗粒床，我们预测，由于这些异质性屏蔽可以显着改变在这样的床的充电速率。
2016-08-11 cond-mat.soft physics.comp-ph
Onset and cessation of motion in hydrodynamically sheared granular beds
我们进行了分子动力学模拟的颗粒床驱动的模型流体动力学剪切流，以阐明一般颗粒尺度的机制，确定泥沙输运的开始和停止。通过改变希尔兹数（在床的顶部的无量纲剪切应力）和颗粒雷诺数（颗粒惯性粘性阻尼的比率），我们探讨了流体流速，颗粒惯性和流体粘度的变化如何影响床运动的开始和停止。对于低到中等颗粒雷诺数，临界边界分离的移动和静态。当从上面和下面接近这个边界时，这些状态之间的过渡时间会有所不同。在高颗粒雷诺数下，惯性效应占主导地位，并且颗粒运动可以维持在远低于发生静态床移动的流速下。我们还发现，床运动的发病（低和高颗粒雷诺数）描述的威布尔最弱环节的统计，因此是至关重要的依赖于颗粒床的填充结构，甚至深的表面下。
2015-10-06 cond-mat.soft
Cyclic thermo-mechanical performance of granular beds: Effect of elastoplasticity
了解压实颗粒床的耦合热-力学行为可以有益于各种工业应用，例如聚变反应堆中的球床设计。本文在前人工作的基础上，改进了热力离散元方法，并将其应用于弹塑性颗粒组成的充气颗粒材料循环热力性能的研究。建立了考虑晶粒塑性形变的颗粒间接触模型。通过对铍卵石床的代表性体积元的模拟，我们提供了颗粒尺度的热导率和应力的演变。模拟结果表明，网络的热接触是阻碍塑性形变导致显着下降的导热系数在冷却过程中。这种影响可以通过增加初始填充因子来抑制。不仅限于卵石床设计，这项工作的结论也可以为优化粉末基制造和储能铺平道路，其中涉及热机械载荷条件和单个颗粒的弹塑性变形。
2021-04-01 cond-mat.soft
Characterization of the Drag Force in an Air-Moderated Granular Bed
我们测量的扭矩作用在一个垂直于其轴旋转的杆在颗粒床，通过气体的上升流是用来调整颗粒之间的流体静力学负荷。在低转速下的扭矩是独立的速度，但规模二次与杆的长度和深度的线性比例接近零线性上升的气体增加到一个临界值以上的谷物流化。在高旋转速率下，扭矩表现出二次速率依赖性，并且随着杆的长度的4次方而缩放。在这些较高的速率下，扭矩与深度或气流无关。一个模型用来描述所经历的弹丸撞击颗粒床的停止力可以被证明是预测这些行为，我们的系统的几何形状，表明相同的力学决定在颗粒系统中的稳态和瞬态阻力，无论几何形状或材料特性的颗粒。
2009-12-14 cond-mat.soft
Using NMR to Validate First-Principles Granular Flow Equations
描述了振动流化床和气体流化床两种颗粒流系统的核磁共振（NMR）实验。利用脉冲场梯度、磁共振成像和超极化气体NMR，获得颗粒和间隙气体的密度和运动的详细信息。对于振动流化床，颗粒的温度分布的测量和比较与颗粒流体力学的第一性原理配方。对于气体流化床，在颗粒密度的动态相关性被用来测量气泡速度和超极化氙气NMR被用来测量气泡-乳液交换速率。这些测量的目的是验证地球重力第一原理理论的颗粒流，然后可以用来使具体的预测颗粒流在减少重力。
2005-10-23 cond-mat.soft
Wet granular bed eroded by a dry granular flow
LMGC, University of Montpellier, CNRS, France（蒙彼利埃大学）；Geo-Ocean, Univ. Brest, CNRS, IFREMER, Plouzané, France（布雷斯特大学）
研究通过DEM模拟揭示了湿润颗粒床在干燥颗粒流侵蚀下的两种侵蚀模式，并提出了基于惯性数和粘性指数的快速侵蚀缩放定律。
2026-02-23 cond-mat.soft
Darcy-Reynolds forces during intrusion into granular-fluid beds
我们实验研究侵入流体饱和颗粒床的自由落体球，不同的颗粒尺寸和流体粘度。我们测试我们的结果对达西-雷诺理论，其中的球体的减速是由雷诺粘性和达西流动阻力控制。我们发现所观察到的入侵者的动力学是一致的达西-雷诺理论为不同的颗粒尺寸。我们还发现，我们的实验结果与达西-雷诺理论的粘度变化是一致的，但只有在有限的范围内的粘度。对于大粘度，观察到的力开始随着粘度的增加而减小，与理论预测相反。
2021-07-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dynamics of channel incision in a granular bed driven by subsurface water flow
本文提出了一个地下水流驱动下颗粒介质中河道侵蚀生长的动力学模型。该模型是从实验数据推断获得的激光辅助成像技术。渠道横截面的演化方程具有非局部驱动的Burgers方程的形式。当系数固定时，该方程存在一个渐近相似解。因此，颗粒输运系数的比值可以从在稳定驱动条件下演变的通道形状中提取。
2005-05-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Prediction of the maximum penetration of a circular intruder in a two-dimensional granular bed from its early trajectory using Machine Learning
Center for Complex Systems, Physics Faculty, University of Havana（哈瓦那大学物理学院复杂系统中心）
本研究利用机器学习从早期轨迹预测圆形侵入体在二维颗粒床中的最大穿透深度，发现单一特征即可实现高精度预测，揭示了密度信息已隐含于早期冲击响应中。
2026-09-17 cond-mat.soft
Scaling of convective velocity in a vertically vibrated granular bed
实验研究了小行星表面风化层迁移的一种可能机制--颗粒对流的速度标度。为了评价颗粒对流对风化层迁移的贡献，必须揭示微重力条件下颗粒对流的速度。虽然在实验室中很难控制重力加速度，但可以通过系统的实验来评估包含重力效应的标度关系。因此，我们进行了这样一个系统的实验振动诱导颗粒对流。根据实验数据，得到了颗粒对流速度的标度形式。得到的标度形式意味着颗粒对流速度可以分解为两个特征速度分量：振动和重力速度。此外，系统大小的依赖性也被缩放。根据标度形式，当归一化振动加速度固定时，颗粒对流速度$v$依赖于重力加速度$g$为$v \propto g^{0.97}$。
2014-05-30 cond-mat.soft physics.geo-ph
Analysis of Granular Flow in a Pebble-Bed Nuclear Reactor
球床核反应堆技术，目前正在世界各地复兴，提出了关于筒仓中密集颗粒流的基本问题。一个典型的反应堆堆芯是由石墨燃料卵石组成的，在连续的换料过程中，这些卵石的排水非常缓慢。卵石流是知之甚少，不容易获得的实验，但它对反应堆物理有重大影响。为了解决这个问题，我们在现实的几何形状中进行了全尺寸的离散元模拟，在直径为3.5米，高度为10米的圆柱形容器中排放了多达440，000个摩擦粘弹性直径为6厘米的球体，底部漏斗成30度或60度角。我们还模拟了一个bidisperse核心的动态中心列较小的石墨减速剂卵石，并表明，很少发生混合下降到1：2的直径比。我们分析了平均速度，扩散和混合，局部有序和孔隙度（从Voronoi体积），停留时间分布，和壁摩擦的影响，并讨论反应器设计和颗粒流的基本物理的影响。
2006-02-16 cond-mat.soft
Swimming in Granular Media
我们研究了一个简单的模型，定期收缩和扩展的大型入侵者在颗粒床，以了解游泳的机制，否则固体介质。使用事件驱动的模拟，我们发现理想化的游泳者必须使用的最佳条件，以严格的沙床，使其足够刚性，以支持负载时，需要的，但足够的流体，以允许运动的阻力最小。游泳者-或其他入侵者-太快地移动床会产生大的空隙，从而阻止实现牵引力，而移动太慢的游泳者在床重新固化之前无法行进，即，游泳者局部探测粒状填料中的基本时间尺度。
2009-11-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Impact of viscoelastic polymer solution droplets on a granular bed
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
通过实验研究粘弹性聚环氧乙烷液滴撞击干颗粒床的成坑动力学，发现粘弹性使过渡区出现在更低撞击能量，表明粘弹性改变了撞击能量在液滴变形与颗粒床耗散之间的分配。
2026-05-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Fine particle percolation in a sheared granular bed
本研究通过离散元法模拟探究剪切颗粒床中细颗粒渗流速度随剪切速率、粒径比的变化规律，明确了自由筛选阈值上下不同的渗流速度演化机制及细颗粒激发的抑制作用。
2023-10-08 cond-mat.soft
Dynamic Rearrangements and Packing Regimes in Randomly Deposited Two-Dimensional Granular Beds
研究了由源线随机沉积制备的二维颗粒堆积的结构性质。我们考虑一类随机弹道沉积模型的基础上控制的临界角的单颗粒松弛规则，我们表明，这些地方的规则可以制定为滚动摩擦的框架内的动态方法模拟粒状材料。我们发现，随机沉积模型制备的包装一般是不稳定的，并进行动态重排。结果表明，在相同的临界角下，动态法比几何模型有系统地得到更高的固相率。我们的特点的结构，由这两种方法产生的固体分数，接触连接性和各向异性的包装。我们的分析提供了四个包装制度作为固体分数的函数，包装增长的机制是不同的，在每个政权的证据。
2002-07-30 cond-mat.soft
Scaling laws for doublet craters formed by low-velocity impacts of unequal-mass spheres into a granular bed
研究不等质量双球低速撞击颗粒床形成的双坑，发现形状不对称且总长度随球间距和能量比增加，结果符合撞击坑直径与能量四分之一次方成正比的标度律，并建立了描述撞击坑重叠及第二次撞击因流化形成更大坑的模型。
2025-07-07 cond-mat.soft
Note: "Lock-in accelerometry" to follow sink dynamics in shaken granular matter
了解侵入体在颗粒层中的渗透动力学不仅与基础物理学有关，而且与可能受地震影响的地区的沉积物或颗粒土壤上的地球物理过程和建设有关。虽然可以使用视频记录来跟踪入侵者在二维（2D）实验室颗粒床中的渗透，但是在非透明材料（例如普通沙子）的三维（3D）床中是无用的。在这里，我们提出了一种方法来量化的水槽动态的入侵者到横向动摇颗粒床的基础上的时间之间的相关性的信号从参考加速度计固定到动摇颗粒床，和探头加速度计部署在入侵者。由于其类似于锁定放大器的工作原理，我们称这种技术为锁定加速度计（LIA）。地震期间，一些土壤可能会失去承受剪切和变形的能力，导致沉降，有时还会因变形或倒塌而造成严重的建筑物损坏
2015-09-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.geo-ph
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。
2007-02-08 cond-mat.soft
Dynamics of magnetoelastic robots in water-saturated granular beds
研究磁弹性机器人在水饱和颗粒床中的波动挖洞动力学，借助介质可视化与Lighthill细长体理论分析推力、阻力及速度，揭示动态洞穴形成与模型偏差。
2023-09-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Stagnant Zone Formation in a 2D Bed of Circular and Elongated Grains under Penetration
当一个大的钝物体穿透到颗粒材料，力响应表现出初始的非线性关系与深度广泛归因于剪切堵塞停滞区的形成。我们提出了一个模型的实验研究2D颗粒系统，保留了常见的方面缓慢的颗粒渗透，如大深度的线性力法，同时也允许直接和精确测量的停滞区。我们还探讨了整个床的结构各向异性，并检查其内部和外部的停滞区的特点。最后，我们同时考虑凹细长颗粒形状（二聚体）的影响，并发现，虽然大多数结果不受影响，局部结构和应变之间的关系表明在停滞区有明显的脆弱性。
2018-12-19 cond-mat.soft
Rising obstacle in a one-layer granular bed induced by continuous vibrations: two dynamical regimes governed by vibration velocity
振动颗粒介质中障碍物的上升运动是一个经典的颗粒分离问题，被称为巴西坚果（BN）效应。控制振动参数的影响一直是一个长期存在的问题。最近有人指出，BN效应的特点可以仅仅是振动速度的一个简单的可能性。这个问题在长期的研究历史之前就已经引起了争议，只有少数系统提供了简单的可能性。在这里，我们调查的上升运动的障碍物在垂直放置的单层颗粒床下的连续振动。我们发现，上升运动是由两个不同的制度，和第一和第二制度都是由，在振动参数，仅由振动速度。我们进一步证明了简单的标度律很好地描述了这两个制度。我们的研究结果支持BN效应控制参数的突现可能性，并表明这一特征具有普遍性。我们提出了两种可能的机制，对流和拱效应的两个不同的制度，并证明这些机制解释了我们的实验数据遵循的标度律。
2020-08-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Surface instabilities generated by a slider pulled across a granular bed
本研究针对颗粒床表面缓慢拖动的船形滑块产生的表面不稳定性展开，通过实验与二维离散元模拟探究参数影响，发现图案尺度与滑块长度相关、存在最优围压，前端倾角影响显著，且接触点力学细节有待深入研究。
2023-10-24 cond-mat.soft
Effect of the repulsion between twin granular impactors on crater's aspect ratio: preliminary findings
University of Havana（哈瓦那大学）；Espoleta Tecnologías, S. R. L.（Espoleta 科技有限公司）；IMRE, University of Havana（哈瓦那大学 IMRE）
研究双颗粒冲击体之间的排斥作用对陨坑长宽比的影响，揭示颗粒床制备协议对实验结果的重要性。
2025-12-21 cond-mat.soft physics.app-ph
Universal friction law at granular solid-gas transition explains scaling of sediment transport load with excess fluid shear stress
地貌学中的一个关键兴趣是预测由空气或液体的湍流施加到可侵蚀沉积物床上的剪切应力$τ$如何影响运输负荷$M\tilde g$（即，单位面积输移的非悬浮泥沙的淹没重量）和超过输沙阈值$τ_t$时的平均速度。大多数输运率的预测在文献中是基于缩放$M\tilde g\proptoτ-τ_t$，其中的物理起源，然而，一直存在争议。在这里，我们测试的普遍性和研究的起源，这个标度律使用粒子尺度模拟的非悬浮泥沙输运驱动的大范围的牛顿流体。我们发现标度系数是一个普适的近似常数，可以理解为颗粒摩擦系数的倒数（即，颗粒剪切应力和标准床压之间的比率）在输送层的底部评估（即，高能粒子床反弹的有效升高）。通常情况下，在这个基地的颗粒流是气态的，并迅速变成solidlike颗粒床下面：一个liquidlike政权不一定存在，这是加剧了非局部颗粒流流变在运输层和床。因此，这种转变从根本上不同于固-液转变（即，屈服），尽管这两种转变都是由摩擦定律描述的。结合这一结果与最近的见解的性质$τ_t$，我们得出结论，运输负荷缩放是一个稳定的反弹状态的签名，无关夹带的床沙。
2018-10-12 cond-mat.soft physics.ao-ph physics.geo-ph
Meandering instability of air flow in a granular bed: self-similarity and fluid-solid duality
蜿蜒的不稳定性是每个人都熟悉的，通过河流蜿蜒或小溪流的雨水流下挡风玻璃。然而，它的物理理解仍然为时过早，尽管它可以启发各个领域的研究人员，如非线性科学，流体力学和物理学，以解决他们长期存在的问题。在这里，我们进行了一个小规模的实验中，空气流是在一个薄的颗粒床，成功地找到一个曲折的制度，连同其他显着的流化制度，如湍流制度。我们发现，不同类型的颗粒的流动状态的相图可以普遍呈现为流量和颗粒床厚度的函数时，这两个量适当重整化。我们进一步揭示，蜿蜒的形状是自相似的蜿蜒的河流。对实验结果进行了理论解释，并对物理现象进行了阐述。该理论基于力平衡、最小耗散原理和连续方程的线性不稳定性分析，该连续方程考虑了流体-固体二元性，即，这些结果为包括工业流化床反应器在内的各个领域的相关问题提供了富有成效的联系。
2016-12-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.PS
Temporal analysis of acoustic emission from a plunged granular bed
采用实际时间和自然时间分析方法，分析了下落颗粒床声发射（AE）事件的统计特性。这些时间分析方法使我们能够调查AE事件的细节，遵循幂律分布。在实际时间分析中，最大事件（即，Omori-Utsu定律）。虽然前者总是表现出幂律形式，但后者并不总是服从幂律。事件发生过程的马尔可夫性也验证了使用标度律，假设它们都表现出幂律。我们发现，有效剪切应变率是区分颗粒声发射事件中幂律性和马尔可夫性出现率的关键参数。对于自然时间分析，通过计算自然时间的方差$χ_k$揭示了自组织临界态的存在，其中N个事件的$k$次自然时间定义为$χ_k=k/N$ .此外，能差分布可以用$q$ -高斯形式拟合，这也与系统的临界性相一致。
2015-09-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pattern transition of flow dynamics in a highly water-absorbent granular bed
本研究通过向准二维高吸水凝胶颗粒床注入氯化钠溶液，揭示了盐度、注入速率及时间尺度调控下的流动模式转变机制，发现堵塞模式的振荡压降特性，为地下流体运移等地质场景研究提供参考。
2024-01-29 cond-mat.soft nlin.AO nlin.PS
Pattern-transition, microstructure and dynamics in two-dimensional vibrofluidized granular bed
实验是在一个二维的单层振动流化床的玻璃珠，与一个目标，以了解过渡方案和底层的微观结构和动力学在不同的模式状态。在小的振动加速度（$Γ=Aω^2/g <1$）下，颗粒保持与振动容器的底部连接-这被称为固体床（SB）。随着$Γ$的增加（在足够大的振动幅度$A/d$下）和/或随着$A/d$的增加（在足够大的$Γ$下），转变/分叉的顺序如下展开：SB到BB（“弹跳床”）到LS（“莱顿弗罗斯特状态”）到“2-卷对流”到“1-卷对流”，最后到类气体状态。对于一个给定的长度的容器，粗化的多个对流辊导致的“单辊”结构的起源（称为{ \it多辊过渡}），其随后的过渡到粒状气体是这项工作的两个新的发现。我们发现“$BB\to LS$“跃迁的临界振荡强度（$Γ_{BB}^{LS}$）与粒子负载（$F=h_0/d$，其中$h_0$是静止的粒子层数，$d$是粒子直径）和振荡幅度（$A/d$）呈幂律关系。通过计算（i）粗粒密度和温度分布和（ii）对关联函数，研究了$BB$和$LS$态的特性。它示出，而在BB中的颗粒的接触网络代表一个六边形填充结构，在LS内的接触网络类似于液体状的状态。LS的不稳定性已被发现，其中的界面（之间的浮动集群和下面的稀释气体）和床的顶部被发现正弦振荡，其振荡频率密切匹配的外部振动的频率。
2016-04-12 cond-mat.soft
Drop impact on wet granular beds: water-content effects on the cratering
本文通过实验研究液滴撞击不同粒径和含水量的湿颗粒床，发现飞溅与成坑行为由基底断裂及撞击、穿透、接触时间尺度的竞争决定。
2024-04-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A model for the erosion onset of a granular bed sheared by a viscous fluid
本文从理论上研究了粘性流体对颗粒床的冲刷阈值。我们首先介绍了一种新的模型，相互作用的粒子驱动的粗糙基板上。它预测了一个连续的过渡在一定的阈值迫使$θ_c$，超过该粒子电流线性增长$J\sim θ-θ_c$，与实验一致。在过渡时间$t_{\rm conv}$之后达到稳态，其在过渡附近发散为$t_{\rm conv}\sim |θ-θ_c|^{-z}$与$z\approx 2.5$。该模型还定量可测试的预测的排水模式：本地电流的分布$P(σ)$被发现是非常广泛的$P(σ)\sim J/σ$，空间相关性的电流是可以忽略不计的横向强迫的方向，但长期平行于它。我们解释了这些功能中的一些使用的缩放参数和平均场近似，建立一个类比与$q$模型。我们讨论了我们的侵蚀模型和模型之间的关系，在肮脏的超导体的涡旋晶格的脱钉过渡，我们的结果也可能适用。
2015-05-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Studying the Kinetics of a Self-propelled Cruiser in 2D Granular Media under Gravity
我们提出了一个巡洋舰能够在一个由近50 - 50双分散耗散粒子重力下的粒状介质中移动。巡洋舰有一个圆形的形状，其边缘有一个方形的凹痕。通过移动，然后喷射颗粒进入其凹进区域面向给定的方向，巡洋舰获得推力，推动自己在同一方向前进，这可以是垂直或平行于重力。利用分子动力学（MD）模拟，我们发现了一个粒子喷射过程中的三个普遍阶段：1）喷射推力加速，2）压缩粒子减速，3）减压粒子松弛。我们还证实，巡航能力提高粒子喷射强度的增加和减少来自重力的干扰。
2018-09-16 cond-mat.soft
Identification of arches in 2D granular packings
我们确定拱床的颗粒磁盘所产生的分子动力学型模拟。我们使用的历史沉积的颗粒，以确定每个颗粒的支持接触。然后，拱被定义为相互稳定的盘的集合。分析了攻丝产生的不同填料。识别拱的静态结构的沉积床，没有任何信息的沉积历史的可能性进行了讨论。
2006-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Basal force fluctuations and granular rheology: Linking macroscopic descriptions of granular flows to bed forces with implications for monitoring signals
本研究通过离散元模拟揭示干燥与浸没颗粒流的基底力涨落随无量纲剪切速率的四阶段标度规律，为利用地震信号远程监测颗粒流提供依据。
2024-07-08 cond-mat.soft physics.geo-ph
Approach to jamming in an air-fluidized granular bed
准二维双分散无定形钢球系统通过均匀的向上流动的空气流化，使得珠粒在水平面上滚动。短时间的弹道运动的珠是随机的，与非高斯的速度分布和不同的平均动能的两个物种。干扰的方法进行了研究，作为一个功能，增加珠面积分数，也作为一个功能，降低空气速度。系统的结构是衡量的Voronoi镶嵌和对分布函数。系统的动力学测量的位移统计和振动态的密度。这些量都表现出告诉故事的特点，因为动态变得更加约束，更接近干扰。虽然该系统是驱动和无热的，行为是显着的联想到，在稠密的胶体悬浮液和过冷液体。
2006-04-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Impact drag force exerting on a projectile penetrating into a hierarchical granular bed
固体物体对小物体表面的撞击可以通过固体对分级结构的颗粒目标的撞击来建模。在实验的基础上，建立了分层结构颗粒靶的撞击阻力模型。我们进行了一组颗粒冲击实验，其中机械强度和孔隙率的目标颗粒系统地变化。微小的玻璃珠（直径为$5$ ~ $μ$ m）聚集形成直径为$2$ ~ $4$ ~mm的多孔颗粒。然后，烧结颗粒以控制其强度。将聚乙烯球（直径为$12.7$ ~mm）滴到由这些多孔颗粒组成的分级粒状靶上。穿透球的运动被高速摄像机捕获并分析。我们发现，由分层结构的颗粒目标产生的冲击阻力可以由惯性阻力和深度比例阻力的总和来模拟。分层颗粒碰撞中的深度比例阻力远大于通常由刚性颗粒组成的颗粒靶。药柱强度与冲击动压之比是表征这种超大深度比例阻力的关键无量纲参数。当冲击动压足够大时，冲击动力学过程中，颗粒破裂起着重要作用。这意味着，对于小物体的撞击，也应该考虑颗粒破裂的影响。也许，表面颗粒的有效强度可以根据行星探测器的侵入或着陆的运动学观测来估计。
2022-06-23 astro-ph.EP cond-mat.soft
Experiments and characterization of low-frequency oscillations in a granular column
垂直振动的颗粒床的行为让人想起液体，因为它表现出许多现象，如对流和类法拉第表面波。然而，当床的横向尺寸被限制为形成准一维几何形状时，剩下的唯一现象是弹跳床和颗粒莱顿弗罗斯特效应。这允许在宽范围的能量注入参数下观察粒状莱顿弗罗斯特状态，并且更具体地允许对存在于该状态中的低频振荡（LFO）进行彻底表征。在实验和粒子模拟中，我们从颗粒的质量信号的中心的功率谱密度确定LFO频率，改变驱动的振幅和频率，颗粒直径和系统中的层数。因此，我们发现（i）LFO频率与快惯性时间尺度成反比，（ii）与系统中慢耗散时间尺度成比例的典型衰减时间解相关。后者是一致的，认为LFO是由固有的噪音，是存在于颗粒莱顿弗罗斯特状态与低数量的粒子驱动。
2017-10-26 cond-mat.soft
Granular spirals on erodible sand bed submitted to a circular fluid motion
本文对颗粒表面在圆形流体运动下的运动进行了实验研究。在临界半径$r_c$以外，沿砂-水界面观察到不稳定性的出现。这在颗粒表面上产生螺旋形状的波纹。构造并讨论了这种模式的相图作为流的旋转速度$ω$的函数和作为表面上方的水的高度$h$的函数。研究了$r_c$作为$h$、$ω$和$r$参数的函数。此后，根据幂律，示出了$r_c$取决于旋转速度。波纹波长随转速的增加而减小，并与径向距离$r$成正比。研究了螺旋臂的方位角\az。发现\az与$hωr$成比例。这导致了\az取决于流体动量的结论。通过与流体实验的比较，我们可以说，螺旋纹并不是边界层不稳定的标志。
2002-12-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Soil granular dynamics on-a-chip: fluidization inception under scrutiny
预测快速和缓慢的土壤演变仍然是一个科学挑战。这一过程涉及到对无序颗粒物质和稠密悬浮动力学知之甚少的方面。本研究提出了一种新的二维实验上的小规模芯片结构，这使得在大颗粒沉积物床的颗粒尺度的变形的观察，在摩擦力占主导地位的条件下，凝聚力和热力，并与施加的流体流动。实验在跨越颗粒再悬浮标准的条件下进行，并检测和分析颗粒的运动。空隙尺寸人口和统计的颗粒轨迹带来洞察附近的流化条件下的沉积动力学。具体而言，颗粒重排和净床压实观察流量显着低于不稳定增长的标准。在一个门槛之上，形成了一个穿过河床的大的垂直通道。在可能发生通道化的流速范围内，观察到压实床和扩张床场景的共存。这项研究的结果提高了我们的能力建模的缓慢动态和最终快速不稳定的沉积床。微流体通道土壤芯片研究开辟了新的研究途径，包括溶解沉淀，细颗粒运输，或微生物游泳和人口增长，这可能取决于多孔介质本身的力学。
2018-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.geo-ph
Granular size segregation in underwater sand ripples
本文报道了在振荡水流作用下二元砂床的实验研究。观察了波纹的形成和演化。颗粒偏析的外观示出强烈依赖于砂床制备。测量混合物的初始波长。在最终稳定状态下，观察到体积偏析，而不是之前报道的表面偏析。强调了这种现象与流体流动之间的相关性。最后，不同的“异国情调”的模式和它们的地球物理意义。
2004-03-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Secondary flow in ensembles of non-convex granular particles under shear
颗粒材料的研究，无论是理论上还是实验上，通常都局限于凸颗粒形状。我们证明了一个非凸的晶粒形状可以导致一个定性的新的宏观动力学。空间交叉（六足）在一个分裂底部的容器中连续剪切。因此，它们形成了与相同几何形状的杆状或扁豆形凸颗粒完全相反的二次流动轮廓。表面的十字架向旋转中心移动并下沉，模仿“反向韦森伯格效应”。所观察到的表面流场表明在颗粒床的深度存在径向向外的流动，从而形成对流单体。该流场与形成在旋转中心的凹坑连接。该效果强烈地依赖于颗粒的几何形状和颗粒床的高度。
2022-10-11 cond-mat.soft
Geometry-dependent constitutive law for granular slow frictional drag
本文对细杆从颗粒床中缓慢垂直拔出时的摩擦本构关系进行了实验研究。使用一个非常精确的蠕变仪，几何相关的颗粒摩擦本构关系进行了特别检查。在以前的一些工作中，一个无量纲数$I=\dotγD_g/\sqrt{p/ρ_g}$已被用来表征颗粒摩擦本构关系，其中$\dotγ$，$D_g$，$p$，和$ρ_g$分别是剪切应变率，粒径，围压，颗粒床的体积密度。认为$I$所表达的颗粒摩擦本构关系在密相流区具有普适性（几乎与几何无关）。然而，在这项研究中，我们发现，系统的几何形状是更关键的颗粒摩擦在一个非常缓慢的撤回制度的特点。具体地说，杆与颗粒直径之间的比率必须是描述颗粒摩擦本构关系的一个重要参数。在颗粒力学行为与颗粒接触数相关的基础上，讨论了几何相关本构关系的物理意义。
2016-11-12 cond-mat.soft
Rise time of spherical intruder in granular fluid
建立了一个模型来解释球形入侵者在颗粒床中的上升时间，颗粒床被认为是流体。颗粒层中侵入物上升的现象被称为巴西果效应。入侵者的半径随$R_n = R_0 n, n = 1 .. 10$而变化。为了简化入侵者垂直位置二阶微分方程的求解，从而得到上升时间T，选择了对$t << τ$的近似。为了控制结果以定性地模拟报道的实验，需要引入非物理参数$α$以及从$T$到$T'$的转换。提出并讨论了上升时间$T_n$的几种形式以及相对于$n$的变换上升时间$T_n'$。
2011-05-16 cond-mat.soft
Multiscale Analysis of the Stress State in a Granular Slope in Transition to Failure
通过接触动力学模拟，我们分析了应力状态的颗粒床慢慢倾斜到它的休止角。越来越多的晶粒超载的意义上说，他们被发现携带的应力比高于库仑屈服阈值的整个包装。利用这一特性，我们引入了一个粗粒化的长度尺度，在该尺度下，所有的应力比都低于包装屈服阈值。我们发现，这个长度增加的倾斜角和跳跃的长度可比的颗粒床的深度在一个角度低于休止角。这种转变与填充物中的扩张的开始一致。我们将这种过渡映射成超载颗粒的渗滤过渡，并且我们认为，在过渡角以上的长程相关性的存在下，颗粒斜率是亚稳的。
2004-09-23 cond-mat.soft
Strain hardening by sediment transport
临界流体剪切应力的泥沙输运，$θ_c$的开始，随历史的应用剪切。这种效应已被归因于压实，但剪切堵塞的作用是未经探讨的。我们研究的颗粒床流体剪切应力周期的大小和方向不同的响应，并确定各向同性和各向异性的贡献。蠕变和推移质输运导致$θ/θ_c < 4$的方向相关应变硬化。膨胀引起的弱化和记忆丧失，发生在更大的应力下。我们的研究结果提供了一个颗粒的形成和破碎的硬包装河床“盔甲”的解释。
2021-11-01 cond-mat.soft physics.geo-ph
The role of initial speed in projectile impacts into light granular media
系统研究了弹丸在不同撞击速度下撞击由发泡聚丙烯（EPP）颗粒组成的轻质颗粒材料的过程。在实验上，入侵者移动的颗粒状材料内的轨迹监测与最近开发的非侵入性微波雷达系统。在数值上，离散元模拟与粗粒化技术，以解决这两个动态的入侵者和响应的颗粒床。我们的实验和数值结果的入侵者动力学相互同意定量和符合现有的唯象模型的颗粒阻力。进一步，我们探索“微观”起源的颗粒阻力通过表征颗粒床的响应，包括密度，速度和动力应力场的平均场水平。此外，我们发现，入侵者后面的空腔崩溃的动力学行为与不同的碰撞速度定性不同。此外，在入侵者的同向运动系统中，入侵者前方的动压呈指数衰减。它的缩放产生了一个特征长度尺度，这是入侵者的大小顺序。这一发现与我们在所有情况下发现的长尺度惯性耗散类型完全一致。
2019-12-01 cond-mat.soft
Skimming transition in flexible granular sweeping
The University of Osaka（大阪大学）
该研究针对柔性板清扫颗粒床的惯性颗粒结构相互作用，引入无量纲数Sk揭示了清扫速度与颗粒喷射量的负相关关系，发现Sk≤1时大量喷射、Sk≥1时急剧减少的skim转变规律，为理解颗粒结构相互作用提供了关键无量纲参数。
2026-08-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The Dynamics in Vibro-fluidized Beds: A Diffusing Wave Spectroscopy Study
本研究通过扩散波谱法测量振动流化床中聚苯乙烯球的均方位移，揭示其致密化过程及亚扩散幂律行为，表明在低激发下系统可能进入玻璃态。
2025-03-01 cond-mat.soft
Impacts of packed bed polydispersity and deformation on fine particle transport
本研究探讨了静态颗粒填充中孔隙喉道尺寸、多分散性和颗粒变形的关系，通过解析表达式和DEM模拟，证明了多分散性和变形对收缩尺寸及细颗粒传输的显著影响。
2024-10-18 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
Intruder penetration into granular matter studied by Lock-in Accelerometry
了解侵入体在颗粒层中的渗透动力学不仅与基础物理学有关，而且与可能受地震影响的地区的沉积物或颗粒土壤上的地球物理过程和建设有关。在这项工作中，我们使用Lock-in加速度计来研究入侵者对准二维颗粒物质的横向振动流化的渗透。我们观察到，有两个明确的阶段，在渗透动力学的入侵者沉入颗粒状材料。
2016-09-29 cond-mat.soft
