Granular Flows in a Rotating Drum: the Scaling Law between Velocity and Thickness of the Flow
本文研究了干颗粒物料在半满转鼓内的流动。对于几种旋转速度、滚筒尺寸和珠粒尺寸（滚筒和珠粒之间的尺寸比为47至7400）测量流动区的厚度。通过改变旋转速度，推导出每对（珠、鼓）的平均速度与流动厚度（$v\sim h^m$）之间的比例关系。所获得的指数$m$并不总是等于1，以前在鼓中报告的值，而是随着系统的几何形状而变化。对于小的尺寸比，由于流动区厚度的饱和，获得高于1的指数。幂律的指数随着尺寸比而减小，导致对于高尺寸比，指数低于1。这些指数意味着干燥颗粒流在旋转滚筒中的速度梯度不是恒定的。更基本的是，这些结果表明，颗粒材料在转鼓中的流动对几何形状非常敏感，并且在这种几何形状中流动的颗粒介质的"流变性“的推导并不明显。
2006-04-19 cond-mat.soft
Intruder mobility in a vibrated granular packing
我们实验研究了一个密集的入侵者在重力作用下下沉的动力学振动的二维颗粒填料。周围的流动模式的特点和下降的轨迹被解释在一个effectivive摩擦系数有关的入侵者的平均下降速度（流动规则）。在较高的围压，即接近堵塞，过渡到间歇性动态的证据，并显示异常的“开-关”封锁统计。对不同侵入物尺寸的流动规则的系统分析，无论是在流动状态下还是在流动和阻塞状态下的平均值，都强烈表明振动填料流变学存在非局部性质。
2011-06-24 cond-mat.soft
Opto-mechanical system for the controlled growth of granular piles
沙堆的形成是颗粒物质研究领域的一个重要课题，但大多数实验都无法控制沙堆顶部颗粒的动能。在这篇简短的文章中，我们描述了一种光机械系统，通过从桩顶上方的固定距离添加沙子来生长颗粒桩。为了实现这一目标，我们使用激光束来检测顶点的位置，并随着桩的增长，向能够控制桩上方砂输送系统高度的机械装置发送反馈信号。
2015-12-14 cond-mat.soft
Energetic Instability Unjams Sand and Suspension
干扰是一种发生在各种系统中的现象，如交通、胶体悬浮物和颗粒物质。本文提出了卡紧状态下的可逆弹性形变理论。首先，一个明确的颗粒应力应变关系，捕捉许多相关的功能，特别是包括库仑屈服面和三阶堵塞过渡。然后，这种方法是广义的，并考虑堵塞的磁流变液和电流变液，再次产生的结果，以及比较实验和模拟。
2004-07-21 cond-mat.soft
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
A nonlinear hydrodynamical approach to granular materials
本文提出了一个颗粒物质的非线性流体动力学模型。我们展示了这个模型如何描述形成的沙堆从一个均匀分布的重力下的材料，然后讨论一个模拟的旋转沙堆显示，定性与实验一致，静态和动态的休止角。
2001-01-05 cond-mat.soft
Large Force Fluctuations in a Flowing Granular Medium
我们报告的时间波动的特点，在当地的力量提供给一个2D料斗的壁流动通过它的颗粒状介质。的力量主要是在所有的流量，流量不会永久堵塞脉冲。传递到壁的平均冲量远大于单个粒子在碰撞之间的重力作用下获得的动量，这反映了动量通过碰撞从大部分流传递到壁的事实。在大于平均脉冲的值处，脉冲的概率分布很宽，并且在平均脉冲的尺度上呈指数衰减，就像在静态颗粒介质中一样。在小的脉冲值，概率分布不断演变的流速，但没有显示出一个明确的签名的过渡，从纯粹的碰撞流间歇堵塞流。然而，碰撞之间的时间间隔趋向于幂律分布，$P(τ)\sim τ^{-3/2}$，从而示出了干扰方法的清楚的动态特征。
2002-03-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Numerical simulation of 2D steady granular flows in rotating drum: On surface flows rheology
采用{ \em Non Smooth Contact Dynamics}模拟方法研究了旋转滚筒中无粘性圆柱体二维稳态表面流的流变特性。在表面流动层长度的中点处测量了体积分数、平移速度和角速度、均方根速度、应变率和应力张量的分布，其中流动通常被认为是稳定和均匀的。对这些数据及其相互关系的分析表明，局部惯性数--定义为局部惯性力和局部约束力之间的比值--是描述从填料的准静态部分过渡到堆表面流动部分的相关无量纲参数。的应力张量的分量的变化，以及作为惯性数的函数的均方根速度的分析内的准静态和流动相。他们的影响进行了讨论。
2005-06-30 cond-mat.soft
Emergence of Rigidity Percolation in Flowing Granular Systems
本文研究了流动颗粒介质中粒子间作用力的渗流问题，发现流率引入的长程关联使临界指数随流率变化，并预测存在交叉流率 $\dotγ_c$，低于该值时力链结构符合标准刚性渗流普适性，高于该值时临界指数呈幂律行为。
2023-07-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Rheology of weakly wetted granular materials - a comparison of experimental and numerical data
剪切单元模拟和弱润湿颗粒（几个体积百分比的液体粘合剂）的实验进行了比较，目的是了解他们的流动流变学。应用实例是由砂和液体粘结材料制成的射芯金属铸造用型芯。实验是用库埃特式旋转粘度计进行的。弱润湿颗粒材料由石英砂和少量牛顿液体组成。为了比较，干砂的实验也进行了修改配置的粘度计。数值模型涉及球形，单分散颗粒与接触力和一个简单的液桥模型的两个颗粒之间的个别毛细桥。不同的液体含量和性质导致不同的流动流变学时，测量剪切应力-应变关系。在弱润湿颗粒材料的实验中，对于所有剪切速率，表观剪切粘度$η_g$与惯性数$I$成反比。相反，在干燥的情况下，在$I$中观察到中等剪切速率下的中间结垢制度成反比二次。在模拟中，这两个缩放制度被发现为干和湿颗粒材料以及。
2014-09-12 cond-mat.soft
Anisotropy of Weakly Vibrated Granular Flows
我们在实验上探讨了弱振动流动颗粒介质组构的各向异性。根据驱动参数（流速和振动强度）的不同，这种各向异性会发生显着变化。我们展示了各向异性如何崩溃时绘制的驱动应力的函数，揭示了应力和各向异性之间的直接联系。此外，我们的数据表明，对于小的各向异性，剪切应力消失。因此，颗粒介质的结构各向异性在确定颗粒流的流变性方面起着至关重要的作用。
2014-10-16 cond-mat.soft
Flow rule of dense granular flows down a rough incline
我们目前的实验结果的流动规则的颗粒流在粗糙的斜面上使用各种材料，包括砂和玻璃珠的各种大小和四种类型的铜颗粒具有不同的形状。我们通过测量$h_s$（流动消退时的厚度）作为各种表面上的平面倾角$θ$的函数来表征材料。测量作为流动厚度$h$的函数的流动的表面速度$u$，我们发现，对于砂和玻璃珠，Pouliquen流动规则$u/\sqrt{gh} \sim βh/h_s$提供了合理的但不完美的崩溃的$u(h)$曲线测量的各种$θ$和平均粒径$d$。通过使用最近提出的$u/\sqrt{gh} =β\cdot h \tan^2θ/h_s\ \tan^2θ_1$形式的比例，获得了砂和玻璃珠的改善的塌陷，其中$θ_1$是$h_s(θ)$曲线发散的角度。测量十种不同尺寸的沙子和玻璃珠的斜率$β$，我们发现$β$随着发散角$θ_1$为$h_s$而系统地强烈增加。对于不同形状的铜材料，无论是用$u \sim h^{3/2}$还是用流动法则都不能很好地描述。
2007-07-09 cond-mat.soft
Intermittent and continuos flows in granular piles: effects of controlling the feeding height
使用一个专门设计的实验装置，我们已经研究了所谓的连续间歇流动的过渡限制在一个Hele-Shaw细胞中的砂桩的沉积高度可以控制。通过系统的测量，改变高度和输入流量，我们已经建立，第一次，如何桩的大小在过渡发生取决于两个参数的研究。所获得的结果可以解释，至少半定量地，在文献中通常报道的观察，在实验中进行的沉积高度不受控制。
2017-06-28 cond-mat.soft
Mechanics of a granular skin
魔砂是一种疏水性玩具颗粒材料，由于其非直观的力学性能，被广泛应用于科学普及说明中。对水下魔法沙柱失效的详细研究表明，这些特性可以追溯到一个单一的现象：系统自我生成一个有凝聚力的皮肤，将材料封装在里面。皮肤，由固定的空气-水-颗粒界面，显示多尺度的机械性能：它们的范围从接触线动力学在晶粒内粗糙度尺度，塑性流动在晶粒尺度，所有的方式样品尺度的机械响应。随着蒙皮刚度的降低，失效模式从脆性转变为韧性（两者本质上都是集体性的），并在单颗粒尺度下完全分解。
2017-03-29 cond-mat.soft
History-dependent growth and reduction of the ripples formed on a swept granular track
当一个固体物体或车轮在干燥的沙面上反复拖动时，就会形成波纹图案。虽然形成波纹图案的条件已经被很好地研究，但是到目前为止还没有理解消除所发展的波纹图案的方法。因此，历史依赖的稳定性的沙表面上形成的波纹图案在这项研究中。首先，波纹图案是通过用柔性犁以恒定速度扫过平坦的沙面形成的。然后，降低扫描速度，并测量波纹图案的变化。结果发现，波纹图案显示滞后。具体地，当减小的速度接近形成波纹图案的初始速度时，观察到波纹的振幅增加。此外，当折合速度进一步减小时，波纹会分裂。从犁体运动的简单分析出发，讨论了犁体波纹分裂的物理机制。
2021-12-05 cond-mat.soft
Nonlinear elasto-plastic model for dense granular flow
本文提出了一个颗粒变形模型，该模型预测了在发育良好的致密颗粒流中的应力和速度分布。最近的颗粒弹性模型（Jiang和Liu 2003）和速率敏感塑性流动模型（Jop等人2006）被重新表述并组合成一个通用的颗粒连续定律，能够同时预测任意三维流动几何形状中的流动区域和停滞区。统一是通过证明和实施Kroner-Lee弹塑性分解来实现的，并注意确保某些连续介质物理原理得到必要的支持。然后，该模型在多个几何形状的数值实现和结果进行比较，实验和离散模拟。
2009-05-07 cond-mat.soft
Pattern formation and shocks in granular gases
颗粒状介质，如沙子和糖，在自然界和工业中无处不在，但不如流体或固体那么好理解。我们考虑的行为快速颗粒流的动量转移的碰撞占主导地位。对于静止或缓慢移动的颗粒的相反限制，物理学是完全不同的（例如，沙堆）。为了了解颗粒流，我们考虑两个问题，已与实验，粒子模拟和流体动力学理论研究：垂直振荡颗粒层和流动的障碍。当容器加速度幅值超过一个临界值（约为重力加速度的2.5倍）时，振荡颗粒层自发地形成空间图案。硬球的模拟，保持线性动量和耗散碰撞中的能量是在定性上符合所观察到的模式的一些方面，但不是所有的。在模拟中必须考虑摩擦和角动量守恒，以达到与观测定量一致。[摘要]
2004-08-11 cond-mat.soft
The sands of time run faster near the end
浸没式颗粒料斗在排空时会出现意外的排放速率激增[Wilson等人，2015]。用更灵敏的仪器，我们发现这种喘振取决于漏斗直径，也发生在空气中-虽然影响较小，以前没有注意到。我们还发现，浪涌可以关闭通过固定的流体流过颗粒填料的速率。由于没有流量控制，在填料顶部注入的染料被吸入颗粒中，其速率随着料斗清空而增加。因此，我们得出结论，喘振是由流体通过填料的自生泵送引起的。我们成功地模拟了这种效果，通过一个驱动压力设置的膨胀颗粒，因为他们退出。这突出了一个令人惊讶的和未被认识到的作用，即间隙液在设置排放速率，并可能也在控制堵塞的形成，颗粒料斗无论是在空气中或水下。
2016-05-12 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
Velocity profile of granular flows down a heap described by dimensional analysis
重力驱动的厚颗粒流与许多工业和地球物理过程有关。特别重要的是，当我们从自由表面深入到流动中时，了解和理解颗粒速度分布。在本文中，我们使用量纲分析作为一种工具来重现速度剖面实验报告的颗粒流下的封闭堆所谓的流动层和蠕变层下面：颗粒的速度首先从自由表面线性下降，然后指数。
2015-12-14 cond-mat.soft
Microrollers Flow Uphill as Granular Media
本文通过旋转磁场对致密微粒滚子施加扭矩，实验实现颗粒向上坡滚动并形成负休止角堆积，发现其宏观集体行为具有纯耗散颗粒系统的运动学特征。
2023-06-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Plug flow and the breakdown of Bagnold scaling in cohesive granular flows
采用离散元法对粘性颗粒介质沿斜面流下的流动进行了数值模拟。以前的工作无粘性颗粒介质表明，在稳定的流动制度，其中重力能量是平衡的耗散所产生的颗粒间的力量，在流动方向上的速度分布尺度与深度的方式与Bagnold的预测一致。在这里，我们证明，这种Bagnold缩放不适用于类似的稳定流粘性颗粒介质。我们开发了一个概括的Bagnold本构关系来解释我们的观察和推测的基本物理机制负责不同的本构关系的粘性和非粘性颗粒介质。
2005-09-05 cond-mat.soft
Uphill solitary waves in granular flows
我们在实验上观察到一种新的颗粒表面流动现象。堆是通过在两个垂直玻璃板之间注入沙子来建造的，两个垂直玻璃板之间的距离远大于平均粒度，具有开放的边界。当堆到达开放边界时，在流动层上出现“类似孤子”的波动，并“上山”（即，逆着流动的方向）。我们解释了这种现象的上下文中的走走停停的交通模型，并表明，孤立子的行为是允许在圣维南描述的颗粒流。
2006-01-31 cond-mat.soft
Fraction of clogging configurations sampled by granular hopper flow
我们测量的流动颗粒配置的分数$F$之前的堵塞，基于堵塞事件之间的平均质量排放的各种孔的几何形状。通过倾斜料斗，我们证明，$F$是一个功能的孔面积投影在退出的晶粒速度的方向。通过改变狭缝的长度，我们证明，颗粒堵塞的方式相同，如果他们流出一组较小的独立的圆形开口。$F$的折叠数据可以拟合到孔宽度指数地上升到系统维度的幂的衰减。这与一个简单的模型是一致的，在该模型中，孔附近的单个颗粒在堵塞之前具有较大但恒定的概率。这样的图片意味着不存在急剧的堵塞转变，并且所有料斗都有非零的堵塞概率。关于作为离散泊松过程的堵塞模型以及基于排放质量分布的标准偏差的l的替代测量结果，请参见补充材料。
2015-05-05 cond-mat.soft
Continuous to intermittent flows in growing granular heaps
如果一种粒状材料从上面倒在两个平行的垂直板之间的水平表面上，沙堆会随着时间的推移而增加。对于小堆，颗粒平稳地向下流动，但在临界堆尺寸$X_c$之后，流动变得间歇性：突然的雪崩从顶点向下滑动到底部，然后是一个缓慢向上爬的“上坡锋”，直到新的下坡雪崩中断该过程。通过控制沙堆顶点与从上方进料的容器之间的距离的实验，我们表明，$X_c$与输入流量成线性增长，但与进料高度的平方根成比例。我们解释这些事实的基础上的现象学模型的基础上的实验观察，流动的颗粒相形成一个“楔”上的静态的，不同的情况下，固定堆。此外，我们表明，我们的控制实验允许预测值的$X_c$的常见情况下，进料高度降低，因为桩的大小增加。
2022-06-13 cond-mat.soft
Wet granular flow control through liquid induced cohesion
液体对湿颗粒集合体的流动有显著的影响。探讨了液体诱导凝聚力对湿颗粒材料流动特性的影响。我们提出了一个凝聚力缩放的方法，使不变的流动特性，不同的颗粒尺寸在旋转鼓。通过化学硅烷化使玻璃珠疏水，颗粒之间的毛细管力的强度显著降低。转鼓实验的主要结果是：液致凝聚使流动区宽度减小，自由面颗粒速度减小，蠕动区宽度增大，动态休止角增大。流动区域的局部颗粒温度随着毛细力的增大而降低。在考虑流态（滚动和级联制度）的缩放方法产生不变的床层流动特性，不同的颗粒尺寸。
2018-01-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Tracking droplets in soft granular flows with deep learning techniques
最先进的基于深度学习的对象识别YOLO算法和对象跟踪DeepSORT算法相结合，分析来自多核乳液和软流动晶体的流体动力学模拟的数字图像，并跟踪这些复杂流动中的移动液滴。YOLO网络经过训练，可以通过合成准备的数据识别液滴，从而绕过劳动密集型数据采集过程。在这两个应用程序中，经过训练的YOLO + DeepSORT程序对来自流体模拟的真实数据具有高精度，液滴的推断轨迹和独立计算的地面真实值的误差水平较低。此外，使用常用的桌面GPU，开发的应用程序能够以超过数码相机典型图像采集速率（30 fps）的速度分析数据，从而开辟了实现低成本的有趣前景。实用工具来研究具有许多移动物体（主要但不限于生物物体）的系统。除了它的实际应用，这里提出的程序标志着自动提取的有效运动方程的多体软流动系统的第一步。
2021-07-04 cond-mat.soft
Axial Sand-Water Segregation
对水平旋转滚筒中颗粒状物料与水混合物中的一种新的斑图形成不稳定性进行了实验研究。粒子聚集在被纯水隔开的径向对称环中。均匀状态和结构化状态之间的过渡是滞后的。转变点是从环链的增长率推断出来的。讨论了单个粒子的轨迹，以估计过渡点的上边界。
2003-02-13 cond-mat.soft
Slope of Dry Granular Materials Surface is Generally Curved
好像它已经成为共识，颗粒堆的斜坡是直的，并从这一点，休止角被定义。然而，仔细观察表明，斜坡并不是真正的直，相反，它们通常具有凸形，尽管凸度很小。在沙丘表面也观察到类似的曲率。我们推导出方程与实验一起对10种类型的粒状材料表明，在一般情况下，颗粒堆的斜坡是凸的，而直坡是一个临界状态，很少发生。休止角允许在临界值附近的窄范围内变化。如果休止角略大于（小于）临界值，则斜率为凸（凹）。该模型还回答了为什么表面的颗粒堆，包括沙丘，往往是凸的，而不是凹或直，并主张同时估计的摩擦系数的粮食和类型的包装在堆中。这些结果可能会开启对颗粒物质特性以及几个沙漠中的沙输运和地质记录的新认识。
2021-10-03 cond-mat.soft physics.class-ph
Shocks in supersonic sand
我们测量时间平均的速度，密度和温度场稳定的颗粒流过去的楔形和计算速度的颗粒压力扰动（声速）等于10%的流速。气流是超音速的，形成的激波几乎与超音速气体中的激波相同。牛顿定律的分子动力学模拟和玻尔兹曼方程的蒙特卡罗模拟产生与实验定量一致的场。Navier-Stokes方程的数值解与实验条件下的分子动力学模拟一致。
2001-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Initiation of granular surface flows in a narrow channel
我们的实验研究如何长颗粒堆限制在一个狭窄的通道不稳定时，它是倾斜的休止角以上。然后形成一个均匀的流动，它局限于自由表面。在达到稳定的均匀状态之前，它首先加速。在此过程中，观察到明显的侵蚀，并且流动层的厚度增加。我们精确地研究了在这种瞬态制度的垂直速度剖面的演变。将测量结果与粘塑性模型[P.Jop，Y. Forterre和O. Pouliquen，Nature 441，727（2006）]
2007-07-17 cond-mat.soft
Investigation of Air Fluidization during Intruder Penetration in Sand
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
本研究采用CFD-DEM方法结合CPT实验，揭示沙中侵入体穿透时气流与颗粒的相互作用机制，明确穿透的四个阶段，为自主掘穴机器人等领域提供理论支撑。
2026-08-20 cond-mat.soft
Transient segregation of different density granular mixtures
该研究针对倾斜平面上流动的不同密度颗粒混合物的瞬态密度分离，结合离散元方法（DEM）模拟与连续介质模型，探究初始构型对流动特性的影响，发现连续介质模型对轻颗粒近基底构型预测不足，需推广至三维。
2024-07-18 cond-mat.soft
Flow and Arrest in Stressed Granular Materials
如果没有足够的外加应力驱动，流动的粒状材料经常会突然停止。这种运动的突然停止在工业材料处理和加工中可能是经济上昂贵的，并且在诸如滑坡和地震的间歇性地球物理现象中是显著后果。使用离散元模拟，我们计算状态的稳定流动和逮捕的颗粒材料的恒定施加的压力和剪切应力的条件下，这也是最相关的实践。在这里，材料可以响应于所施加的应力而膨胀或压缩，并且流动或停止。我们的模拟强调，在外部应力下，颗粒材料的内在响应的特点是由严格定义的流动或逮捕，这是高度敏感的颗粒间摩擦的稳定状态。虽然流动状态可以等效地由体积分数、配位数或内应力比表征，但是为了表征剪切停止状态，还需要考虑接触网络中的结构各向异性。我们强调了扩张在流动停滞转变中的作用，并在颗粒材料流变转变的背景下讨论了我们的发现。
2022-01-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Athermal granular creep in a quenched sandpile
实验研究了颗粒堆体流动中的蠕变、流动及转变，发现表面流动与体相蠕变在临界惯性数附近转变，且淬火后沙堆仍持续蠕变，为非热颗粒蠕变及土壤变形研究提供新视角。
2024-02-15 cond-mat.soft physics.geo-ph
Characterizing flowability of granular materials by onset of jamming in orifice flows
本文介绍了一种测量带圆孔的平底圆筒形料斗中颗粒流量和堵塞起始点的方法。用两种独立的方法测量了理想粒子（球形、单分散、光滑）的本征干扰起始，结果吻合良好。对于非理想颗粒，归一化堵塞开始增加与细长的颗粒形状，加宽的尺寸分布和增加的摩擦，所测量的排水休止角。一个经验模型的干扰发病量化这些影响的范围内的材料调查。堵塞开始可用作区分相对自由流动的颗粒之间的量度。
2015-10-14 cond-mat.soft
On the front shape of an inertial granular flow down a rough incline
在复杂地形上流动的颗粒物质在工业和地球物理环境中是普遍存在的。本文研究了粗糙坡面上颗粒层流动的小尺度模型。颗粒前沿的形状解析求解通过使用一维Savage-Hutter的模型的基础上深度平均的质量和动量方程的分数表达式的摩擦流变学$μ(I)$。与以前的研究不同，假设“活塞流”，自由形状因子$α$描述的垂直速度分布，考虑到确定的解决方案。这样，我们通过弗劳德数Fr和形状因子$α$来证明惯性对前轮廓的影响。并与[O. Pouliquen，Phys. Fluids 11，1956（1999）]，并利用我们在更高弗劳德数下获得的新实验数据。当模型中采用$α$ = 5/4时，理论与实验结果吻合较好，对应于Bagnold型速度分布。然而，公开的问题提出了颗粒流的垂直速度分布和流变函数$μ(I)$的表达和实验数据的校准。
2015-11-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Heterarchical Granular Dynamics
本研究提出一种异层级颗粒动力学模型，通过空间与微结构内部坐标以异层级方式建模重力下空隙的随机动力学，可描述颗粒介质的稳定/流动状态及颗粒尺寸的影响，经柱体坍塌和料筒卸料模拟验证有效。
2025-01-14 cond-mat.soft
Continuum theory of partially fluidized granular flows
发展了部分流化颗粒流的连续介质理论。该理论是基于一个组合的流速和剪切应力的方程耦合的序参量方程，它描述了流动和静态组件之间的过渡的颗粒系统。我们应用这一理论的几个重要的颗粒问题：雪崩流在深，浅倾斜层，旋转鼓和剪切颗粒流之间的两个板。我们进行定量的理论和实验之间的比较。
2001-09-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Optimal frequency for undulatory motion in granular media
针对沙中游动速度与波状频率及床高的非单调依赖关系，提出准二维颗粒模型，通过粗粒化摩擦力模拟床高影响，发现最优频率与游动器第二振动模式重合，并基于流变特性揭示了机制，为人工游动器设计提供指导。
2024-04-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A sidewall friction driven ordering transition in granular channel flows: Implications for granular rheology
我们报告了从无序状态到有序状态的过渡，在几乎单分散的颗粒状物质的流动中流动的倾斜通道与凹凸不平的基础，在离散元方法模拟。对于低的颗粒侧壁摩擦系数，颗粒是无序的，并获得Bagnold速度分布。然而，对于高侧壁摩擦，获得有序状态，其特征在于颗粒的分层和每层中颗粒的六方堆积。由局部键取向序参量量化的有序化程度在通道的截面中变化，在侧壁附近具有最高的有序化。流动转变显著影响局部流变学：与无序状态相比，有序状态下的有效摩擦系数较低，并且填充分数较高。一个简单的模型，结合当地订购的程度，示出描述系统的流变学。
2017-06-17 cond-mat.soft
Spanning the Scales of Granular Materials: Microscopic Force Imaging
如果你走在沙滩上，它会支撑你的体重。沙子中颗粒之间的无序力量是如何组织起来的，以防止你下沉？这个简单的问题在实验上很难回答：测量深埋晶粒之间的三维力是一项挑战。我们在这里描述的实验中，我们已经成功地测量内的颗粒填料受到控制变形的力量。我们通过平均、平均场计算将测量的微观尺度力与宏观尺度包装力响应联系起来。该计算解释了填料结构和接触变形的组合如何产生填料的意外机械响应，并揭示了令人惊讶的微观颗粒变形增强机制。
2014-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Non-local effects reflect the jamming criticality in granular flows of frictionless particles
干扰过渡伴随着丰富的现象学，如滞后或非局部效应，这仍然没有得到很好的理解。在这里，我们实验研究了一个模型的无摩擦颗粒层沿斜面流下，作为一种方式来解开一般的集体效应所产生的摩擦相互作用。我们发现，薄的无摩擦颗粒层没有滞后，但层的稳定性增加，因为它变得更薄。不同层厚的流变规律可以被压缩成一个独特的主曲线，支持非局部效应是通常的有限尺寸效应与临界点的存在相关的后果。这种崩溃表明，所谓的均衡长度$l^*$控制边界对流动的影响，并排除了过去提出的其他命题。
2021-01-29 cond-mat.soft
Grain-scale Modeling and Splash Parametrization for Aeolian Sand Transport
球形颗粒与颗粒床的碰撞通常由飞溅函数来参数化，飞溅函数提供了反弹颗粒的速度以及喷射颗粒的速度分布和数量。从基本的几何考虑和物理原理出发，如非弹性对碰撞中的动量守恒和能量耗散，我们导出了球形颗粒与颗粒床碰撞的回弹参数化。结合最近提出的预测撞击能量如何在床颗粒之间分布的能量分裂模型[Ho ${\it et\ al.}$，Phys.Rev.E85，052301（2012）]，这产生了作为撞击速度和撞击器-床颗粒尺寸比的函数的飞溅的粗粒度但完整的表征。预测的平均值的反弹角，总的和垂直的恢复，喷射速度，和喷射颗粒的数量与实验文献数据和我们自己的离散元计算机模拟非常吻合。我们提取了一组分析渐近关系浅的影响的几何形状，它可以很容易地用于粗粒度的分析建模或计算机模拟的地球物理粒子负载流。
2016-12-28 cond-mat.soft
Wet Sand flows better than dry sand
我们研究了屈服应力和表观粘度的沙子和没有少量的液体。通过将沙子推过具有强制Poiquille状轮廓的管，我们最小化了雪崩和剪切局部化的影响。我们发现，该系统开始流动时，超过一个颗粒直径的顺序的临界剪切。与一般的看法相反，我们观察到湿沙的流动阻力比干沙的小得多。对于耗散流，我们提出了颗粒流体的非平衡态方程。
2007-11-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Evolution of Internal Granular Structure at the Flow-Arrest Transition
采用组构张量描述颗粒材料的内部接触和力网络，研究了颗粒材料在剪切停止和剪切流动状态下内部颗粒结构的演化。当摩擦颗粒的稀释系统受到恒定的压力和剪切应力，体积应力比是很好的预测从其接触和力网络的各向异性在瞬态流之前稳定的剪切流或剪切制动。虽然发病的剪切制动是一个随机过程，逮捕时的织物张量分布在几乎相等的贡献力和接触网络各向异性的体积应力比。随着系统规模的增加，分布似乎变得更窄。在剪切制动状态下的接触网络的各向异性是令人想起的剪切堵塞填料中观察到的织物各向异性。
2020-05-19 cond-mat.soft
Influence of Rough and Smooth Walls on Macroscale Granular Segregation Patterns
大小双分散颗粒材料在一个球形的结晶器分离成两种不同的模式的三个带，要么小颗粒在赤道和大颗粒在两极或反之亦然，这取决于在结晶器的填充水平。在这里，我们使用离散元方法（DEM）模拟与支持定性实验，探索隔离模式上的隔离壁粗糙度的效果，建模的隔离壁作为一个紧密堆积的单层的固定颗粒导致粗糙的墙壁，或作为一个几何光滑的墙壁。尽管湍流壁仅在其外围与流动层接触，但壁面粗糙度的影响是深远的。光滑的壁倾向于一个小-大-小（SLS）带模式在极点-赤道-极点，但最高的填充分数;粗糙的壁倾向于一个大-小-大（LSL）带模式在所有，但最低的填充分数。这是因为光滑的壁诱导小颗粒的极向轴向漂移和大颗粒的赤道方向漂移，导致SLS带图案。另一方面，粗糙的壁导致两种尺寸的颗粒在流的表面处向极移动，但是由于径向偏析，小颗粒在流动层中渗透较低，在流动层中存在朝向赤道的返回漂移，而大颗粒留在极附近的表面处，导致LSL带图案。倾向于两个带模式中的任何一个取决于填充水平的岩石和岩石的边界壁的粗糙度。
2015-11-30 cond-mat.soft
Continuum description of avalanches in granular media
我们开发了一个连续描述部分流化颗粒流。我们的理论是基于流体动力学方程的流动耦合的序参量方程，它描述了流动和静态组件之间的过渡的颗粒系统。这个理论捕捉到了最近在粗糙斜面上颗粒流实验中观察到的重要现象（Daerr和Douady，Nature（London）v. 399，241（1999））：层双稳性，以及从小倾角下坡传播的三角形雪崩到大倾角上坡传播的气球形雪崩的转变。
2000-06-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Rheology of three dimensional granular chute flows at large inertial numbers
针对颗粒材料时变流变研究不足的问题，通过三维DEM模拟大惯性数下颗粒槽流，发现更高倾角下可形成稳定流动，提出流变描述需结合修正摩擦定律与法向应力差定律以考虑应力各向异性。
2024-05-15 cond-mat.soft
Stratification, segregation and mixing of granular materials in quasi-2D bounded heaps
在工业和农业中，颗粒混合物在堆形成过程中的分离和混合具有重要的后果。本研究调查了准二维筒仓填充过程中双分散颗粒混合物的三种不同最终颗粒配置--分层、分离和混合。与以往的研究相比，我们考虑了更多的控制参数和相对更宽的控制参数范围，包括颗粒尺寸比、流量、系统尺寸和堆升速度。分层和非分层状态之间的边界主要由二维流量控制，过渡的临界流量弱地依赖于颗粒尺寸比和流动层长度。与此相反，从隔离到混合状态的过渡是由堆的上升速度，以前没有考虑的控制参数控制。转变的临界上升速度强烈地依赖于颗粒尺寸比。
2012-09-25 cond-mat.soft
Erosion dynamics of a wet granular medium
液体可赋予粒状介质强的内聚性质，并赋予类似固体的行为。本文研究了半满转鼓内干颗粒流对湿颗粒物质固定圆形聚集体的冲蚀问题。在旋转过程中，干燥的谷物围绕固定的障碍物流动。我们表明，其直径随时间线性降低低液体含量，湿颗粒被拉出的聚集。这种腐蚀现象受液体性质的控制。腐蚀速率与表面张力呈指数关系减小，而与粘度的-1次方有关。我们提出了一个模型的基础上产生的力的波动内流，解释两个依赖关系：毛细管力作为一个阈值和粘度控制的侵蚀时间尺度。我们还提供了实验，使用不同的流动颗粒证实我们的模型。
2014-12-08 cond-mat.soft
Traction of Interlocking Spikes on a Granular Material
Sedewa（塞德瓦）
本文通过干沙与湿沙现场试验评估不同互锁刺钉设计，证明更大刺钉可可靠贯入颗粒材料并提升拉力/重量比，为低重力环境牵引提供依据。
2023-04-21 cond-mat.soft cs.RO
Influence of Rough and Smooth Walls on Macroscale Flows in Tumblers
在离散元方法模拟颗粒流的壁有时被建模为一个紧密堆积的单层固定颗粒，导致粗糙的壁，而不是一个几何光滑的壁。一个隐含的假设是，所得到的粗糙壁与光滑壁仅在粒子尺度上局部不同。在这里，我们测试这一假设，考虑壁粗糙度的影响，在周边的流动层上的流动的单分散颗粒在一个旋转的球形颗粒。我们发现，不同的壁粗糙度显着改变平均粒子的轨迹，甚至远离壁。粗糙壁面引起流动层表面附近颗粒更大的极向轴向漂移，但减小了轨迹的曲率。对于粗糙壁，增加颗粒填充水平对轴向漂移的影响很小，但对于光滑壁，增加漂移同时减少颗粒轨迹的曲率。这些效应的机制与边界壁处的局部滑移程度有关，这改变了壁附近的流动层厚度，甚至影响了远离赤道附近壁的颗粒轨迹。因此，正确选择壁面条件对精确模拟颗粒流是很重要的，即使远离边界壁面也是如此。
2015-11-30 cond-mat.soft
Granular jamming gripper with integrated suction
提出一种集成吸盘且吸力与阻塞独立控制的颗粒夹爪，解决了传统颗粒夹爪在不稳定地面上因按压导致物体移动的问题，显著提升了抓取能力。
2024-04-24 cond-mat.soft
