Effective medium theory of elastic waves in random networks of rods
我们制定了一个有效的介质（平均场）理论的材料组成的随机分布的节点连接直细杆，铰接在节点。定义新的波长相关的有效弹性模量，我们计算的静态模量和超声纵向和横向弹性波的色散关系。在有限波矢量$k$下，波是色散的，相速度和群速度随着波矢量的增加而减小。这些结果直接适用于空孔隙网络。他们还描述了固体基质中的双组分（Biot）理论的流体填充的多孔介质。我们认为，低密度材料的刚度和强度密度比泡沫，气凝胶或骨小梁更高的可能性。
2012-06-13 cond-mat.soft
Controlling Porosity in Supraparticles Composed of Colloidal Rods and Spheres
Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.（德累斯顿莱布尼茨聚合物研究所）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；Auburn University（奥本大学）
通过模拟研究棒状和球形胶体颗粒在液滴干燥过程中组装成超颗粒，选择性移除一种颗粒后形成多孔结构，发现剩余颗粒形成连通网络，孔隙率受颗粒尺寸和形状影响。
2026-06-16 cond-mat.soft
Melting of rods on a sphere via an intermediate hexatic phase
本文通过分子动力学模拟研究球面上软排斥球柱体单层的压力诱导熔化，发现取向与位置自由度解耦导致二维晶体-液体转变，并揭示该转变经中间六角相两步完成，且曲率诱导的缺陷结构在熔化中发生变化。
2025-03-12 cond-mat.soft
Density functional theory for colloidal mixtures of hard platelets, rods, and spheres
一个基于几何的密度泛函理论提出的硬球，硬针和硬血小板的混合物，针和血小板被认为是消失的厚度。几何权重函数，是每个物种的特征，它是如何卷积的权重函数对恢复每个迈耶键的三元混合物，从而确保正确的第二维里膨胀的过量自由能功能。球体-血小板重叠的情况依赖于相同的近似罗森菲尔德的功能严格的二维硬盘。我们明确地控制贡献的过剩自由能是三阶密度。解析表达式相关的应用理论的状态与平面平移和圆柱旋转对称，例如，描述在平面光滑壁的行为，给出。对于二元球-片晶混合物，在小片晶密度的适当限度内，该理论不同于最近的处理[L。Harnau和S. Dietrich，Phys.Rev.E71，011504（2004）]。作为我们的方法的测试情况下，我们认为各向同性的纯硬血小板，我们发现是弱的第一顺序，与值的共存密度和的序参量，以及与模拟结果比较。
2005-11-18 cond-mat.soft
Hydrodynamics of Interacting Rods
本文研究一对杆间的流体动力学相互作用如何减慢杆运动，发现其与珠子间相互作用差异微小，在聚合物珠子-弹簧模型近似下无需替换为更复杂的杆-杆张量。
2018-11-10 cond-mat.soft
Percolation in suspensions of hard nanoparticles: From spheres to needles
我们调查的几何渗流和缩放关系的纳米棒悬浮液，涵盖了整个范围的纵横比从球体非常细长的针。一个新版本的连通渗流理论的介绍和测试对专门的蒙特卡罗模拟。该理论准确地预测渗透阈值的纵横比低至10。长径比低于1000的棒状颗粒的逾渗阈值显著偏离了逆长径比缩放预测，该预测被认为在无限细长棒的极限中是有效的，并且通常用作复合材料中纳米纤维的经验法则。因此，目前用作复合材料中的填料的大多数纤维不能被视为实际上无限细长的渗流理论的目的。比较渗流阈值的硬棒和新的基准结果为理想的棒，我们发现，（i）对于大的纵横比，他们不同的一个因素，这是成反比的硬核心之间的连接距离，和（ii）他们接近细长杆极限不同。
2015-07-07 cond-mat.soft
Length segregation in mixtures of spherocylinders induced by imposed topological defects
我们探讨了长度为$L_1$和$L_2$的球形圆柱体的二元混合物的长度偏析具有相同的直径$D$切向限制在半径为$R$的球形表面。球柱的取向被约束在一个外部施加的方向场上，该方向场沿着球的经度线或纬度线。在这两种情况下，整数取向缺陷的极点。我们发现，这些拓扑缺陷诱导一个复杂的偏析图片也取决于长度比因子$γ$ = $L_2/L_1$和总包装分数$η$的spherocylinders。当二元混合物沿球体的纵线排列时，较短的杆倾向于聚集在极冠的拓扑缺陷处，而较长的杆占据球面的中心赤道区域。在纬度排序相反的情况下，可以出现一种状态，其中较长的杆主要位于冠层和赤道区域，而较短的杆则位于两者之间。作为参考情况，我们考虑在平坦平面中的无缺陷情况，并且在类似的$γ$和$η$中没有发现任何长度偏析，因此偏析纯粹是由施加的拓扑缺陷引起的。它还表明，在$γ$ =4和$η\ge$ 0.5的较短的杆作为障碍的旋转松弛的长杆时，所有的取向约束被释放。
2018-03-30 cond-mat.soft
Percolation of a rod-like particle in a static bed of spheres: trapping and passing
Northwestern University（西北大学）
通过数值模拟研究无摩擦胶合棒状颗粒在重力下通过无序静态大球床的渗透，发现捕获和通过两种机制，由棒长和几何捕获阈值决定，短棒渗透速度约为长棒的两倍。
2026-06-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Driven spheres, ellipsoids and rods in explicitly modeled polymer solutions
了解复杂流体中驱动纳米和微米颗粒的传输与许多生物和技术应用相关。在这里，我们进行流体动力学多粒子碰撞动力学模拟的球形和细长的颗粒驱动通过聚合物流体含有不同浓度的聚合物。我们确定的平均粒子速度大于预期的斯托克斯定律的所有颗粒形状和聚合物密度。此外，我们还测量了流体流场和颗粒周围的局部聚合物密度和聚合物构象。我们发现，聚合物耗尽区域接近的颗粒负责的表观切向滑移速度占测得的流场和运输速度。一个简单的两层流体模型给出了一个很好的匹配的模拟结果。
2019-01-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Self-Assembly and Phase Behavior of Janus Rods: Competition Between Shape and Potential Anisotropy
本研究通过Langevin动力学模拟和自由能计算，揭示了Janus棒在形状各向异性和方向性吸引竞争下的自组装多晶型现象，为棒状胶体设计提供了指导。
2024-08-23 cond-mat.soft
Efficiency limits of the three-sphere swimmer
我们考虑一个由三个球体组成的共线集合体，球体之间由两根细长的杆连接。这个游泳者可以通过改变杆的长度来推动自己前进，这种方式在时间逆转的情况下是不恒定的。虽然手臂的任何非往复划水都可能导致净位移，但游泳者的能量效率在很大程度上取决于这些划水的细节和顺序，以及球体的大小。我们使用莱特希尔标准定义游泳者的效率，即，用外力以一定速度拉动游泳者所需的力量除以以相同平均速率主动游泳所需的力量。在这里，我们确定数值的最佳行程序列和最佳的大小比的领域，同时限制杆的最大延伸。我们的计算同时考虑了远场和近场流体动力学相互作用。我们发现，令人惊讶的是，三个球体的游泳者与不等的领域可以更有效的比相等大小的情况下。我们还发现，效率随尺寸比的变化不是单调的，存在一个特定的尺寸比，在该尺寸比下，游泳者具有最高的效率。我们发现，游泳效率最初增加的最大允许延长杆，然后收敛到一个最大值。我们计算这个上限分析和报告的最高值的效率，三球游泳者可以达到。
2019-06-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A Classical Density-Functional Theory for Describing Water Interfaces
我们开发了一个经典的密度泛函的水相结合的白熊基本测量理论（FMT）功能的硬球流体有吸引力的相互作用的基础上的统计关联流体理论（SAFT-VR）。这个功能再现水的性质在长和短的长度尺度在很宽的温度范围内，是计算效率，FMT本身的成本。我们证明了我们的功能，将其应用到系统组成的两个硬棒，四个硬棒安排在一个正方形和硬球在水中。
2012-08-31 cond-mat.soft
Depletion interaction effects on the tunneling conductivity of nanorod suspensions
我们研究的模拟和理论如何绝缘的球形颗粒的加入影响的导电杆的流体的导电性，建模spherocylinders。的电连接实现的隧道过程中，导致一个更详细和现实的描述比一个不连续的渗流方法。我们发现，对于一个给定的浓度的棒，球增强隧道电导率，并提高棒浓度的制度，其中导电网络是建立良好的。通过使用关键路径分析重新制定的网络杆，我们量化的影响，耗尽引起的杆之间的吸引力，由于球体。此外，我们表明，我们的电导率数据是定量再现的有效介质近似，明确涉及系统的隧道电导的结构的杆球流体。
2013-10-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Depletion forces between two spheres in a rod solution
本文研究了半径为R的球形粒子在长度为L的刚性杆稀溶液中的耗尽相互作用。在数值精度范围内，计算的相互作用势对任何L/R值都是精确的。特别是，我们发现，对于L的顺序R，耗尽井的深度小于Derjaguin近似的预测。我们的研究结果带来了新的光的讨论缺乏相分离的胶体混合物的球和棒。
1997-08-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collective Dynamics of Intelligent Active Brownian Particles with Visual Perception and Velocity Alignment in 3D: Spheres, Rods, and Worms
通过三维模拟研究具有视觉感知和速度对齐的智能活性布朗粒子，发现不同形状（球、杆、蠕虫）粒子形成多种集体结构，与自然界集体行为相似。
2024-11-06 cond-mat.soft
Shear flow of non-Brownian rod-sphere mixtures near jamming
本文利用离散元方法研究非布朗棒-球混合物在致密堆积下的剪切流变，发现堵塞点随棒长径比非单调变化，短棒降低黏度而长棒升高黏度，并从堆积与排除体积角度给出机制解释。
2024-05-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Tunable structures of mixtures of magnetic particles in liquid-crystalline matrices
我们通过蒙特卡罗模拟研究了相似大小的棒和偶极软球的二元混合物的自组织。我们采用各向异性的Gay-Berne，偶极和软球相互作用模型的粒子间的相互作用。在磁矩为零的条件下，我们得到了多种完全互溶的液晶相，包括双晶相、近晶相和层状相。对于磁性混合物，我们发现液晶基质支持取向有序铁磁链的形成。根据物种的相对大小，链平行或垂直于杆的指向矢排列，形成单轴或双轴晶相、近晶相和层状相。作为一个示例性的外部扰动，我们施加一个均匀的磁场，导致单轴或双轴有序，否则各向同性状态。
2015-04-16 cond-mat.soft
Phase behaviour and defect structure of soft rods on a sphere
Indian Institute of Science（印度科学研究所）
本研究利用分子动力学模拟计算了球面上软排斥性圆柱体的相图，发现其存在晶体、近晶和各向同性相，并在临界长径比超过6.0至7.0时出现向列相，揭示了不同相变下的拓扑缺陷结构特征。
2025-10-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Depletion effects in smectic phases of hard rod--hard sphere mixtures
众所周知，当硬球被添加到纯硬棒系统中时，近晶相的稳定性可以大大增强，并且这种效果可以根据耗尽力来合理化。在本文中，我们首先研究取向顺序对这个特殊的二元系统中的耗尽力的影响，比较我们的结果与那些采用通常的近似考虑杆平行和他们的取向冻结。我们认为混合物杆不同的纵横比和不同直径的球体，我们对待他们的Onsager理论。我们的研究结果表明，耗尽效应，因此近晶稳定性，显着降低作为结果的取向无序在近晶相时，与相应的数据相比，基于冻结-取向近似。这些结果进行了讨论的$τ$参数，这已被提出作为一个方便的措施耗尽强度。我们目前封闭的表达式$τ$，并表明，它是密切相关的耗尽电位。然后，我们分析了颗粒几何形状的影响，通过比较结果有关的系统的平行杆的不同形状（spherocylinders，圆柱体和平行六面体）。最后，我们提供的结果的基础上的Zwanzig近似的基本-措施密度泛函理论适用于混合物的平行六面体和立方体的不同大小。在这种情况下，我们表明，$τ$参数表现出线性渐近行为的限制，大值的硬杆纵横比，符合Onsager理论，以及在限制的大值的比杆宽度立方体边长，$d$，相反，Onsager近似，预测$τ\sim d^3$。
2007-04-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropic Interactions in Suspensions of Semi-Flexible Rods: Short-Range Effects of Flexibility
本文计算了两个胶体球在半柔性杆稀悬浮液中的熵相互作用。我们的模型将半柔性杆视为固定角度的弯曲杆，由杆轮廓和持久长度设置。熵力所产生的额外的旋转自由度被捕获的模型定量，并占在最近的实验中在短距离的观察。相互作用势数据的全局拟合表明，fd病毒的持久性长度比常用的$2.2 μ{m}$值小约2至3倍。
2002-06-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rods are less fragile than spheres: Structural relaxation in dense liquids composed of anisotropic particles
我们进行了广泛的分子动力学模拟的致密液体组成的双分散二聚体和椭圆形的颗粒在2D的相互作用，通过排斥接触力。我们测量的结构弛豫时间从长时间衰减的中间散射函数的自部分的平移和旋转自由度（DOF）作为包装分数的函数，温度T，和纵横比α。我们能够将圆盘、二聚体和椭圆体在宽α范围内的依赖于α和T的结构弛豫时间压缩到一个通用的标度函数{ \cal F}_{ \pm }（|联系我们|，T，α），这与以前研究的三维纯排斥性球形粒子组成的稠密液体中所采用的方法相似。平移和旋转自由度的{ \cal F_{\pm} }的特征在于α相关标度指数μ和δ以及填充分数β_0（α），其表示每个纵横比的从硬粒子动力学到超阿克里乌斯行为的标度形式{ \cal F}_{ \pm }的交叉。我们发现，无论是椭圆还是二聚体，在λ_0处的脆弱性m（λ_0）都随着长径比的增加而单调减小。此外，由二聚体和椭圆形颗粒组成的致密液体的缓慢动力学的结果在定性上是相同的，尽管二聚体的零温度静态填充是均衡的，而椭圆形的静态填充是实体的。
2012-06-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of Particle Shape and Charge on Bulk Rheology of Nanoparticle Suspensions
采用分子动力学模拟研究了等质量不同形状纳米颗粒悬浮液的流变性。的平衡结构和施加剪切的响应进行了分析，用于带电和不带电的纳米粒子的显式溶剂中的球，棒，板和千斤顶的悬浮液。对于研究的体积分数，？$ϕ_{vf}=0.075$，不带电的系统都在其各向同性相和粘度是只有弱依赖于形状的球体，杆，板，而千斤顶的粘度是一个数量级大于其他三种形状。电荷的引入增加了所有四种纳米颗粒形状的粘度，其中棒和板的增加最大。颗粒之间排斥电荷的存在降低了可以通过颗粒重定向实现的应力降低的量。
2010-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Impedance of a sphere oscillating in an elastic medium with and without slip
本文研究弹性介质中球体振动的动态阻抗。Oestreicher关于与周围介质结合的球体的阻抗的公式可以简单地表示为与位移质量以及纵波和横波相关联的三个集总阻抗。如果球的表面滑动而法向速度保持连续，则通过调整横向阻抗的定义来修改阻抗公式，以包括界面阻抗。
2006-01-10 cond-mat.soft
Mechanisms of electrostatic interactions between two charged dielectric spheres inside a polarizable medium: An effective-dipole analysis
本文通过有效偶极分析研究可极化介质中两个带电介电球的静电相互作用，发现当介质介电常数大于两球时，短距离下会出现极化诱导的异号电荷排斥，揭示了该反直觉现象背后的电荷分离与介质极化物理机制。
2025-02-04 cond-mat.soft
Sphere penetration by impact in a granular medium: A collisional process
用二维数值模拟方法研究了重力驱动下实心球撞击颗粒介质的侵彻问题。实验观察到的最终穿透深度和停止时间与相关的物理参数的标度律在这里恢复数值不考虑任何固体摩擦。因此，碰撞过程被认为是必不可少的，在解释物理的定性观察到的现象，而摩擦过程只能被认为是次要的影响，在颗粒渗透的影响。
2009-11-26 cond-mat.soft
Collective behavior of penetrable self-propelled rods in two dimensions
自推进粒子的集体行为在运动性测定中在微尺度上观察到游泳者如精子和细菌以及蛋白质细丝。这类系统的性质既取决于它们的维数，也取决于它们粒子之间的相互作用。我们引入了一个二维自推进杆模型，该模型通过分离位移的伦纳德-琼斯势相互作用。由于有限的势垒，棒能够交叉。这个模型使我们能够有效地模拟系统的自推进杆，有效地在二维移动，但偶尔可以逃脱到第三维，以通过对方。我们的准二维自推进粒子描述了一类活跃的系统，其中包括microswimmer靠近墙壁和细丝推进基板上。利用蒙特卡罗模拟，我们首先确定了被动棒的各向同性相变。使用布朗动力学模拟，我们的特点团簇形成的自推进棒作为一个功能的推进强度，噪音，和能量障碍。与具有无限势垒的棒相反，推进强度的增加不仅有利于对准，而且有效地降低了阻止棒交叉的势垒。因此，我们找到了一个集群窗口，在中等推进强度的最大集群大小。
2014-01-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Active nonreciprocal attraction between motile particles in an elastic medium
我们从振动激活颗粒物质的实验和模拟中发现，自推进的极杆在弹性介质中的基板上转动并朝向彼此移动。我们通过运动粒子的粗粒度理论来解释这种有效的吸引力，运动粒子是一种移动的点力密度，它在介质中产生弹性应变，使其他粒子重新定向。我们的测量定性地证实了棒产生的扭曲的预测特征，包括拖尾位移场的$|x|^{-1/2}$尾部和非互易感测和追踪。沿运动方向和垂直于运动方向的位移量之间的差异仍然存在。我们的理论应该与细胞外基质或凝胶或组织支持层中运动细胞的相互作用有关。
2022-05-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Isotropic-Nematic Transition and Demixing Behaviour in Binary Mixtures of Hard Spheres and Hard Spherocylinders Confined in a Disordered Porous Medium: Scaled Particle Theory
我们发展了定标粒子理论来描述无序多孔介质中硬球（HS）和硬球柱（HSC）二元混合物的热力学性质和取向有序性。利用该理论导出了HS和HSC的自由能、压强和化学势的解析表达式。通过引入Carnahan-Starling型和Parsons-Lee型修正，改进了所得结果。各向同性的相变的相图计算从分支分析的取向单重态分布函数的积分方程和从热力学平衡的条件。这两种方法都正确地预测了在低浓度的硬球的各向同性的相变。然而，热力学方法提供了更准确的结果，并能够描述在各向同性和双相的分层现象。讨论了多孔介质对HS/HSC二元混合物各向同性-非均匀相变和分层行为的影响。
2019-02-09 cond-mat.soft
Penetration of a spinning sphere impacting a granular medium
本文通过实验和修正摩擦项的动力学模型，揭示旋转速度与平移速度之比会线性降低颗粒介质对球形弹丸的摩擦阻力，从而显著增大穿透深度。
2024-05-08 cond-mat.soft
Liquid crystal-enabled electrophoresis of spheres in a nematic medium with negative dielectric anisotropy
我们描述了球形电介质粒子在具有负介电各向异性的均匀排列的电介质中的电泳。使液晶（LC）垂直于其表面取向的球形颗粒在均匀直流（DC）或交流（AC）电场的施加下移动。电场不引起远离球的LC指向矢的畸变。电泳在的CFDLC显示两种类型的非线性的速度与场的依赖性。平行于外加电场的速度分量随电场线性增长，但当电场足够高时，它也表现出三次依赖关系。最有趣的是第二种类型的非线性电泳，它使球体垂直于外加场移动。速度的垂直分量与场的平方成正比。这种效应只存在于液晶中，当材料熔化成各向同性流体时消失。二次效应是由球体周围指向矢畸变的偶极对称性引起的，并被归类为LC使能电泳（LCEEP）。LCEEP中粒子的非线性电泳迁移率提供了丰富的各种控制参数，以设计用于微流体和光流体应用的粒子的3D轨迹。
2013-04-08 cond-mat.soft
Effective medium approach for stiff polymer networks with flexible cross-links
最近的实验表明，在一个灵活的交联剂，如丰富的细胞骨架蛋白细丝蛋白的存在下，在体外网络的生物聚合物肌动蛋白的非线性弹性显着改变。对这种网络的基本原则仍然知之甚少。在这里，我们描述了一个灵活的交联刚性聚合物网络的有效介质理论。我们认为，可以完全归因于熵硬化的交叉链接的响应，而软化由于域展开可以忽略不计。该网络被建模为一个集合的随机定向杆连接的灵活的交叉链接到一个弹性连续。该有效介质被处理在线性弹性限度以及在一个更一般的框架，其中介质自洽地表示非线性网络行为。该模型预测，非线性弹性响应在与交联剂长度成正比且与长丝长度成反比的应变下开始。此外，我们发现，微分模量的比例线性与应力的硬化制度。这些结果与本体流变学数据非常一致。
2008-11-24 cond-mat.soft
Hydrodynamic orienting of asymmetric microobjects under gravity
结果表明，非对称的微物体的方向，而在重力下的粘性流体中的沉降。为了分析这个过程，我们选择了一个简单的形状：一个不可变形的“链”。链条由两个直臂组成，由相互接触的实心球体制成。在没有外力作用的情况下，球体可以沿着臂自由旋转。链的运动通过使用多极方法求解Stokes方程来评估。结果表明，与相应的刚性链相比，旋转珠少量加速沉降，并显著增加取向速率。结果表明，链取向的V形稳定的静止配置。相比之下，杆和星形微物体不旋转。的流体动力学取向是相关的非对称的微物体的有效游泳，和沉降悬浮液。
2008-12-12 cond-mat.soft
Hydrodynamic capture of microswimmers into sphere-bound orbits
自推进粒子可以表现出令人惊讶的非平衡行为，它们如何与障碍物或边界相互作用仍然是一个重要的开放问题。在这里，我们表明，化学推进的微棒可以被捕获，在他们的速度变化不大，到附近的固体球休息或附近的水平面上的关闭轨道。我们发现，这种相互作用之间的球体和颗粒是短程的，甚至发生在小于颗粒长度的球体，并为各种球体材料。我们考虑一个简单的模型，润滑理论的基础上，力和扭矩自由泳者驱动的表面滑移（泳推进机制）和移动附近的固体表面。该模型演示了捕获或朝向表面的移动，并产生与距离无关的速度。这项研究揭示了自推进粒子与被动物体的活动驱动相互作用的关键方面，并提出了使用胶体示踪剂作为活性物质探针的问题。
2013-09-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Effective longitudinal wave through a random distribution of poroelastic spheres in a poroelastic matrix
针对孔隙弹性介质中随机分布孔隙弹性球体的问题，推广Linton-Martin公式至孔隙弹性介质，推导瑞利极限下相干纵波有效波数的解析表达式，并估算非均质介质的有效质量密度与体积模量。
2025-01-06 cond-mat.soft
Modelling mass diffusion for a multi-layer sphere immersed in a semi-infinite medium: application to drug delivery
我们提出了一个一般的机械模型的质量扩散的复合球放置在一个大的环境介质。多层问题是由一个系统的扩散方程耦合通过层间边界条件，如施加有限的质量电阻在球体的外表面。虽然这项工作是适用于在一个多层球的传热或传质的一般问题，分析和结果的背景下，解吸和吸收球形微胶囊的药物动力学。我们推导出一个解析解的浓度在球体和周围介质中，避免任何人为截断在有限的距离。在每个同心层的封闭形式的解决方案表示在一个适当定义的逆拉普拉斯变换，可以进行数值计算。的浓度分布和药物质量曲线在球形层和外部环境中，并在球体的表面上的传质系数的解决方案的依赖性进行了分析。
2018-01-16 cond-mat.soft physics.med-ph
Theory of a triangular micro-robot
本文研究了由三个球体和三根杆连接而成的三角形微机器人的自推进问题，其中三根杆的长度独立地周期性地变化。利用包含双定时法和判别极限论证的渐近过程，得到了自推进速度和角速度的解析表达式。计算结果表明，三角形机器人绕质心以恒定的角速度旋转，而质心作圆周运动。零角速度的重要特例代表了具有恒定速度的直线平移自推进。
2012-10-02 cond-mat.soft math-ph math.MP
Swimmer-microrheology
本文讨论了粘弹性介质中三球微游动体的运动，提出了一种新型的主动微流变学。我们推导出一个连接平均游泳速度和周围介质的频率依赖性粘度的关系。在这种关系中，粘性的贡献，可以存在只有当时间反演对称性被打破，而弹性的贡献是目前只有当结构对称性的游泳者被打破。珀塞尔扇贝定理打破了一个三球游泳者在粘弹性介质。
2017-02-28 cond-mat.soft
The response function of a sphere in a viscoelastic two-fluid medium
为了解决微观流变学的重要性的基本问题，我们研究嵌入在模型粘弹性介质中的刚性球的动力学组成的弹性网络渗透的粘性流体。我们计算了这种介质中单个珠子对外力的完整响应，并将结果与普遍接受的广义斯托克斯-爱因斯坦关系（GSER）进行了比较。我们发现，我们的响应函数是很好地近似的GSER仅在一个特定的频率范围内由珠和网络的材料参数确定。然后，我们讨论这一结果的相关性，最近的实验。最后，我们讨论的近似在我们的解决方案的响应函数通过比较我们的结果的精确解的响应函数的珠在粘性（牛顿）流体。
2000-10-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Penetration depth for shallow impact cratering
我们目前的数据渗透的各种领域，从休息下降到一个水平的非粘性颗粒介质。我们改进了我们早期的工作[Uehara { \it et al.}物理修订信函{ \bf 90}，194301（2003）]在三个方面。首先，我们通过保持这些参数中的一个不变而改变另一个，更系统地探索了球体直径和密度的行为。第二，我们制备的颗粒介质更具有可重复性;第三，我们更精确地测量穿透深度。新的数据支持了我们以前的结论，即穿透深度与球体密度的1/2幂、球体直径的2/3幂和总滴距的1/3幂成正比。
2005-03-14 cond-mat.soft
Stokes drag on a sphere in a three-dimensional anisotropic porous medium
该研究针对三维各向异性多孔介质中球体的斯托克斯阻力问题，结合边界元数值计算与小各向异性近似解析推导，验证了线性近似的适用范围，为多孔介质自扩散及向列流体示踪研究提供了理论支撑。
2025-07-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Interpreting Holographic Molecular Binding Assays with Effective Medium Theory
全息分子结合分析使用全息视频显微镜通过监测珠的光散射性质的相关变化来直接检测结合到微米级胶体珠表面的分子。通过拟合生成模型的基础上的洛伦兹-米氏理论的光散射的全息图的单个球体进行分析。每一次拟合都会产生对探针珠直径和折射率的估计，其精度足以观察分子结合时珠的生长。然而，这些拟合并没有对分子尺度的涂层进行建模，而是使用有效介质理论，将涂层球体视为均匀的。这种有效球分析是快速和数值鲁棒性，因此是有用的无标记免疫测定的实际实施。在这里，我们评估如何有效球的属性反映了分子尺度涂层的属性建模与离散偶极近似和分析他们的全息图与有效球模型的涂层球。
2020-06-23 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.optics
Response of a polymer network to the motion of a rigid sphere
鉴于最近的微观流变学实验，我们重新审视的问题，一个刚性球内振荡的稀聚合物网络。网络和它的溶剂使用双流体模型处理。我们表明，介质的动力学可以分解成两个独立的不可压缩流。第一种在大距离上占主导地位，并服从斯托克斯方程，相当于两个组成部分作为一个整体的集体流动。另一个，在一个中间范围内的距离和以下的Brinkman方程的动力学，描述了网络和溶剂相对于彼此的流动。这两个区域之间的交叉发生在动态长度范围内，该长度范围远大于网络的网格大小。分析的重点是空间结构的介质的响应和所发挥的作用，由动态跨越长度。我们研究了不同的边界条件在球面。大距离集体流被证明是独立的边界条件和网络的可压缩性，建立在大分离的两点微观流变学的鲁棒性。在纠缠的F-actin网络中，适合惰性球体实验结果的边界条件是自由网络的边界条件，它不直接与球体相互作用。封闭形式的表达式和比例关系的推导，允许从一个和两个点的微观流变学的组合的材料参数的提取。我们讨论了双流体模型的一个基本缺陷，以及在分析微观流变数据时绕过它的方法。
2015-03-08 cond-mat.soft
Propulsion of a three-sphere micro-robot in a porous medium
Santa Clara University（圣克拉拉大学）；University of Hong Kong（香港大学）；The Open University（开放大学）
研究三球微机器人在多孔介质中的推进性能，发现其速度和效率因多孔介质的不渗透性而显著降低。
2024-02-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The model of randomly distributed polydisperse overlapping spheres
随机分布的不同半径的重叠球的模型来描述一个非均匀的多孔介质。计算了介质空间中不同半径孔隙相对位置的双粒子关联函数，并进行了详细的分析。该模型允许表征无序多孔介质的最近邻居的数量，所有的口连接孔隙与相邻孔隙的面积。这些参数除了取决于比表面积、孔隙率、逾渗阈值和孔径分布函数外，还取决于孔径和孔隙率。
2013-02-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Sticky Surfaces: Sphere-Sphere Adhesion Dynamics
我们提出了一个多尺度模型来研究附着的球形颗粒的刚性核心，涂层与结合配体和平衡与周围的，静止的流体介质。这类流体浸没粘附在许多自然和工程环境中广泛存在。我们的理论强调了这些配体的微观结合动力学，以及在离子介质中的吸引/排斥表面电位如何影响最终的宏观尺度的颗粒聚集体（絮凝物）的尺寸分布。结果表明，颗粒表面上弹性配体的存在通过诱导有效的絮凝物间碰撞（即，大的、非零的碰撞因子）。周围流体的强电解质成分也有利于大絮凝物的形成。
2013-09-08 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Flocking at a distance in active granular matter
大量生物朝着一个方向的自我组织运动是涌现秩序的一个壮观的例子。我们使用致动非生命组件重现这种现象。我们在这里报告，毫米大小的锥形棒，呈现能动的接触与底层振动表面和相互作用通过介质的球形珠，经历一个相变的状态自发对齐的速度和方向以上的阈值珠面积分数。在详细的模拟模型的指导下，我们构建了一个分析理论，这种植绒过渡，有两个成分：一个移动的杆拖动珠;相邻的杆重新定向在产生的流像风标在风中。理论和实验一致的结构，我们的相图在平面上的杆和珠浓度和幂律的空间相关性附近的相边界。我们的发现为颗粒或细胞物质的集体运输提出了可能的新机制。
2014-09-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Vapour-liquid phase diagram for an ionic fluid in a random porous medium
本文研究了由不带电的硬球粒子构成的无规多孔基质中离子流体的汽液相行为。离子流体被建模为带相反电荷的等尺寸硬球的等摩尔二元混合物，即所谓的受限原始模型（RPM）。考虑到矩阵流体系统作为一个部分淬火模型，我们开发了一个理论方法，结合集体变量的方法与扩展的标度粒子理论（SPT）的硬球流体限制在无序硬球矩阵。该方法使我们能够制定微扰理论使用SPT的热力学描述的参考系。RPM在不同孔隙率的矩阵和不同的矩阵和流体颗粒的尺寸比的相图计算在随机相位近似，也当考虑到离子之间的高阶相关性的影响。这两种近似法都正确地再现了多孔介质对汽液相图的基本影响，即，随着孔隙度的减小，临界点向低流体密度和低温度方向移动，共存区变窄。对于固定的基体孔隙率，随着基体颗粒尺寸的增大，临界温度和临界密度均增大，并趋于体积RPM的临界值。
2016-03-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Displacement field around a rigid sphere in a compressible elastic environment, corresponding higher-order Faxén relations, as well as higher-order displaceability and rotateability matrices
本文提出了一种求解无限延伸均匀弹性介质中刚性球形夹杂位移场的有效方法，与一些常用的教科书方法相比，这种方法稍有不同。此外，两个Faxén关系的次高阶以外的应力显式计算可压缩介质。他们量化高阶矩涉及力分布在刚性粒子在变形的弹性介质。此外，计算了粒子分离距离倒数的六阶（包括六阶）的可伸缩性和可旋转性矩阵。这些矩阵描述了弹性环境下刚性嵌入颗粒之间的相互作用。通过考虑不可压环境的限制，所有方法和结果都可以形式上转化为相应的不可压流体动力学低雷诺数Stokes流的情形。嵌入介质的可压缩性和这里另外导出的高阶贡献的作用突出了一些选定的示例配置。
2019-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Effective medium description of dense clusters of plasmonic nanoparticles with spatial dispersion
本研究针对致密等离激元纳米粒子团簇，通过T矩阵计算验证了考虑空间色散的三参数等效介质模型可精确复现其电磁场，揭示了人工磁性和纵模的关键作用，为超材料设计提供了高效计算方法。
2023-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
