Swirling Granular Matter: From Rotation to Reptation
提出了一种在容器旋转运动下颗粒材料的新效应。在低填充密度下，材料在与容器的涡旋运动相同的方向上旋转（旋转）。在更高的密度下，颗粒状物质的簇以相反的方向旋转（爬行）。团簇运动方向的改变发生在临界堆积密度处，而扩散系数发生显著变化。所测得的临界堆积密度与分子动力学模拟的结果吻合得很好。
2002-03-21 cond-mat.stat-mech
Comment on "Mechanical analog of temperature for the description of force distribution in static granular packings"
Ngan [Phys.Rev.E68，011301（2003）]已经提出，颗粒接触力分布可以通过最小化热力学自由能的模拟来解析地导出，在这种情况下，热力学自由能由存储在压缩接触中的总势能减去由参数加权的特定形式的熵组成。该参数被识别为机械温度。我认为，特定形式的熵不能是正确的，因此，所提出的方法产生越来越多的错误的结果，增加粮食刚度。Ngan发表的结果以及其他数值模拟和实验都证明了这一趋势。
2004-07-27 cond-mat.stat-mech
Experimental Demonstration of Nonuniform Frequency Distributions of Granular Packings
我们开发了一种新的实验技术，以产生机械稳定（MS）无摩擦颗粒磁盘包装。我们进行了一系列的协调实验和数值模拟，以枚举的MS包装在小的二维系统组成的双分散磁盘。我们发现，无摩擦MS包装发生在配置空间中的离散，分离良好的点，并获得良好的定量之间的协议产生的MS包装实验和模拟。此外，我们观察到MS包装概率可以变化许多数量级，并且相对于包装生成过程是鲁棒的。这些结果表明，最常见的MS包装可能占主导地位的颗粒系统的结构和力学性能。我们认为，这些小系统的结果是一个关键的第一步，从“自下而上”构建一个大颗粒系统的统计描述。
2009-03-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Equivalence between random close packing in granular matter and freezing in the hard sphere model
在20世纪60年代，G.D.斯科特和J.D.伯纳尔人们曾多次尝试去理解这种填料。我们给出了一个简短的论点，最近的实验和模拟的基础上，这解释了包装在纯粹的几何术语。
2021-07-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Internal avalanches in models of granular media
我们研究的内部雪崩现象的背景下，最近推出的颗粒介质的晶格模型。雪崩是通过从堆积物底部拉出一颗颗粒，并研究在堆积物再次稳定之前需要重新排列多少颗颗粒而产生的。我们发现，雪崩是长期的，衰减的幂律。我们研究了雪崩分布随堆积密度的变化，发现雪崩分布是系统的一个非常灵敏的结构探针。
1998-12-04 cond-mat.stat-mech
Force Dynamics in Weakly Vibrated Granular Packings
作用在刚性垂直振动的颗粒填充柱底部的振动力F_b^ac揭示了丰富的颗粒动力学，即使振动的峰值加速度明显小于地球表面的重力加速度。对于松散堆积或高频，F_b^ac的动力学行为主要由颗粒运动控制.对于中等驱动条件下，在更紧凑的样品，晶粒运动几乎是不存在的，但F_b^ac仍然表现出强烈的非线性和滞后行为，证明了一个由非平凡的力网络动力学主导的颗粒制度。
2005-04-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elegance of disordered granular packings: a validation of Edwards' hypothesis
我们已经找到了一种方法来分析爱德华兹的静态颗粒填料的状态密度在圆形，刚性，无摩擦颗粒的特殊情况下，假设恒定的配位数。它获得了最熵密度的单颗粒状态，它预测了几个可观的，包括接触力的分布。我们将这些结果与颗粒填料动态模拟中获得的经验数据进行比较。该协议是相当不错的，帮助验证使用统计力学方法在颗粒物理。理论和物理学之间的差异主要与配位数有关，当经验数据按配位数排序时，我们得到了一些见解，这些见解表明了态密度的潜在优雅。
2005-04-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical packing in granular shear bands
在一个现实的三维设置，我们模拟了缓慢变形的理想颗粒介质组成的球体进行轴对称三轴剪切试验。我们遵循自发应变局部化过程的自组织导致剪切带，并证明存在一个临界堆积密度在这个故障区。由膨胀和压实的动态平衡所产生的渐近临界性被发现被限制在剪切带内，而剪切带外的密度保持初始堆积的记忆。剪切带的临界密度取决于摩擦力（和颗粒几何形状），在无限摩擦力的极限下，它定义了一种特定的堆积状态，即\emph{dynamic random loose packing}。
2007-01-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collective drifts in vibrated granular packings: the interplay of friction and structure
我们模拟了水平周期性边界条件下，垂直振动的致密颗粒填料。当水平对称性被无序或填充缺陷破坏时，整个介质的协调平移运动出现，并且振动足够弱以保持结构。我们认为，这种漂移起源于结构对称性破缺和摩擦力之间的相互作用，由振动板。一个非线性棘轮模型与粘滑再现了许多方面的现象。这里讨论的集体运动的基础最近观察到的现象与振动流化颗粒材料，如持续旋转和异常扩散。
2022-05-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Steady state of tapped granular polygons
采用离散元法研究了不同颗粒形状的稳态堆积率。颗粒是单一大小的正多边形，从三角形到二十边形。与圆盘填料的比较表明，多边形填料的稳态填充率随敲击强度的变化呈现相同的趋势。然而，如预期的那样，对于可以镶嵌平面的形状（三角形、正方形和六边形），获得了更好的填充分数。此外，我们发现一个尖锐的过渡包装的多边形超过13个顶点的信号在包装分数在一个特定的轻敲强度的不连续性。大多数形状的密度波动是一致的，最近的实验结果在磁盘包装，但是，一个特殊的行为被发现三角形和正方形。
2010-10-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Analysis by x-ray microtomography of a granular packing undergoing compaction
几个收购的X射线显微层析成像已被执行的珠填料，而它压实下的垂直振动。图像分析允许研究其渐进致密化过程中的填料结构的演变。特别是，孔隙的体积分布揭示了一个大的尾巴，符合指数规律，随着系统变得更加紧凑，它慢慢减少。对于大孔隙，这与自由体积理论相当一致。这些结果也是在很好的协议与以前的数值模型所获得的颗粒压实。
2003-08-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Force balance in canonical ensembles of static granular packings
我们调查的作用，局部力平衡的过渡从静态颗粒包装的微正则系综，其特征在于由不变的应力，正则系综。二维的填充允许相互的平铺，力平衡的集体效应是这种平铺的面积在微正则系综中也是不变的。我们提出了分析应力，平铺面积和平铺面积波动之间的关系，并表明，一个典型的合奏可以通过一个密集的热力学参数共轭到一个或另一个的特点。我们测试的等效性不同的合奏通过第一个典型的模拟力网络合奏，一个模型系统。
2009-12-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unjamming of Granular Packings as a Constraint Satisfaction Problem: Evidence for a Growing Static Length Scale in Frictionless Packings
在软堵塞填料的物理学中，一个突出的问题是关于在非堵塞过渡附近出现的相关性的性质。在这项工作中，我们对待unjamming作为一个约束满足问题，并证明了静态的关联函数，探头的边界条件的敏感性，表现出发散的相关长度的包装被解压。这个长度尺度与均衡性有关，并且早先已经与均衡填充中软模的存在相联系。的关联函数的形式是非常相似的马赛克理论中预测的玻璃化转变，我们与包装的熵的增长相关性的性质。
2010-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Domains growth and packing properties in driven granular media subject to gravity
研究了最近引入的颗粒介质受抑格子气模型（IFLG和Tetris）在轻微振动下的动力学性质。我们考虑的情况下，晶粒间的表面相互作用的情况下，他们没有，相应的，例如，在包中的水分的存在或不存在。为了描述颗粒堆积结构，我们讨论了密度分布的性质。特别地，我们考虑了在压实下晶粒畴的形成现象。新的结果进行了讨论，随着一些重要的差异，本模型的动力学实验检查。
1999-11-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The force network ensemble for granular packings
对于硬的但不是完全刚性的颗粒的填料，控制填料几何形状和接触力的长度尺度是很好分离的。这种分离的长度尺度探索的力网络合奏，其中一个研究的空间允许的力配置为一个给定的，冻结的接触几何形状。在这里，我们回顾这种方法的结果，产生非平凡的预测包装尺寸和各向异性的影响上的接触力分布$P(f)$，整体剪切和点强迫的响应，所有这些都可以在很大的数值细节进行研究。此外，还有一些新兴的分析方法，可以非常有效地捕捉力分布的形式。
2010-04-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hyperstaticity and loops in frictional granular packings
用代数方法和数值模拟方法分析了理想刚性圆盘颗粒堆积的超静定性质。颗粒的基本环成为解决超静定性的基本元素。由奇数个颗粒组成的环与由偶数个颗粒组成的环的行为不同。对于奇数圈，潜在应力是外部的，其特征在于每个圈周围的摩擦力之和。对于偶数环，潜在应力是内部的，其特征在于每个环周围的摩擦力的交替总和。这两种类型的回路和的统计被发现是吉布斯的“温度”是线性的摩擦系数μ时，μ <1。
2009-06-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Packing geometry and statistics of force networks in granular media
研究了颗粒介质中填充几何与力网络统计之间的关系。基于对赫兹球的二维填充的模拟，我们发展了一个将粒子间力P（f）的分布与在实验中测量的重量分布P}（w）联系起来的几何框架。我们应用这个框架来重新解释最近的实验数据的强烈变形包装，并建议所观察到的变化P（w）的变化主要是由接触网络的变化，而P（f）保持相对不变。此外，我们调查的包装无序的q模型的上下文中的作用，并解决的问题，如何建立力的波动作为一个函数的距离下的顶面。
2003-10-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Geometrical families of mechanically stable granular packings
我们列举和分类几乎所有可能的机械稳定（MS）包装的bidipserse混合物的无摩擦磁盘在小剪切系统。我们发现，MS包装形成连续的几何家庭，其中每个家庭是由其特定的网络的颗粒接触。我们还监测MS包装沿几何家庭的动态应用准静态简单的剪切应变在零压力。对于少量的粒子（N < 16），我们发现动力学是确定性的和高度收缩的。也就是说，如果系统在给定的剪切应变下以MS填充初始化，则它将在随后的剪切应变下快速锁定到周期性轨道中，并且因此仅对处于稳定状态的可能MS填充的非常小的部分进行采样。在N>16的研究中，我们观察到周期的增加和由位形空间中的分叉引起的轨迹的随机分裂。我们认为，在大系统中的分裂和收缩率的比例将决定的MS-包装几何家庭的分布在稳态访问。这项工作是我们长期研究计划的一部分，开发一个主方程形式主义来描述宏观缓慢驱动的颗粒系统的小子系统的集合。
2009-09-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crack formation and self-closing in shrinkable, granular packings
许多粘土、土壤、生物组织、食物和涂层都是可收缩的颗粒状材料：它们由干燥时收缩的包装的水合颗粒组成。在许多情况下，这些填料在干燥过程中破裂，严重阻碍了应用。然而，虽然开裂已被广泛研究散装凝胶和包装的非收缩颗粒，很少有人知道如何包装收缩颗粒裂纹。在这里，我们阐明了如何在干燥过程中改变粮食收缩开裂。使用模型收缩水凝胶珠的实验，我们表明，差异收缩可以显着改变干燥过程中的裂纹演变-在某些情况下，甚至导致裂纹自发地“自我关闭”。在其他情况下，包装收缩而不破裂或不可逆地破裂。我们开发了颗粒和连续模型来量化颗粒收缩，孔隙力学，包装尺寸，干燥速率，毛细作用和基材摩擦开裂之间的相互作用。在理论的指导下，我们还发现，开裂可以完全改变通过改变干燥的空间分布。我们的工作阐明了丰富的物理基础开裂收缩，颗粒填料，并产生新的战略控制裂纹的演变。
2019-05-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Statistics of the contact network in frictional and frictionless granular packings
对具有不同颗粒摩擦系数μ的模拟颗粒填料进行了考察。计算了颗粒-颗粒和颗粒-壁面法向和切向接触力P（f）的分布，并与现有的实验数据进行了比较。这里，f等于F/F-bar，是由平均值F-bar归一化的接触力F。P（f）在大的力下表现出指数状衰减，在f = 1附近有一个平台/峰值，在小于平均值的力下有额外的特征，这些特征取决于μ。力-力空间分布函数和接触点径向分布函数的计算表明，力之间的相关性仅弱地依赖于摩擦，并且在超过大约三个颗粒直径后迅速衰减。颗粒-颗粒接触角的分布表明，接触网络不是各向同性的，仅弱地依赖于摩擦。高承载力的结构，或力链，不发挥主导作用，在这些三维，卸载填料。
2002-08-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical scaling in linear response of frictionless granular packings near jamming
通过分析无摩擦颗粒介质的线性响应，研究了无摩擦颗粒介质在阻塞转捩以上的标度行为的起源。对局部强迫的响应是非自平均的，并且在干扰过渡处发散的长度尺度上波动。在干扰转捩附近，对全球强迫的响应变得越来越非仿射。这是由于接近的软盘模式，其影响，我们的特点是局部线性响应。我们发现，当地的响应也支配的弹性常数和接触数的异常标度。
2006-10-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Softening of Granular Packings with Dynamic Forcing
我们进行了数值模拟的二维双分散颗粒填料进行静态围压和正弦动态施加的一个边缘上的包装壁的压力。我们测量的响应所经历的壁的填料的相对边缘，并获得的填料的谐振频率作为静态或动态压力的变化。在增加的静压下，谐振频率增加，表明通过填料传播的弹性波的速度增加。相反，当静态压力固定时，动态振幅增加，谐振频率降低，表明波速降低。这发生在压缩和剪切动力强迫，并与实验结果一致。我们发现，在共振频率的平均接触数$Z_c$随动态振幅的增加而减少，这表明填料的弹性软化与减少的颗粒-颗粒接触的数量有关，通过该颗粒-颗粒接触，弹性波可以传播。我们的形象的激励中创建的包装，并表明，有本地化的干扰或软点，变得更加普遍的动态振幅增加。我们的研究结果与玻璃珠填料和地球材料，如砂岩和花岗岩的实验是一致的，并可能是有关的弹性波速度，已观察到发生在附近的断层带强震后，在地表沉积物在强烈的地面运动，并在地震激发的结构。
2014-06-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Vibrational similarities in jamming-unjamming of polycrystalline and disordered granular packings
通过离散元模拟发现，多晶与无序颗粒堆积体在堵塞-去堵塞循环中低频振动指数变化不同，但距堵塞密度相同距离处指数与历史无关，表明振动特征可恢复。
2025-06-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Influence of polydispersity on micromechanics of granular materials
我们研究了多分散性对二维和三维颗粒填料宏观物理性质的影响。一个平均场的方法来近似作为微观的功能的宏观尺度量。我们表明，织物和应力张量的痕迹是成比例的平均包装性能（例如包装分数，平均配位数，平均法向力）和无量纲的校正因子，这只取决于颗粒尺寸分布的时刻。在线性仿射响应区域中，各向同性填料的刚度张量的元素也得到了类似的结果。我们的理论预测与模拟结果吻合得很好。
2012-02-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unilateral interactions in granular packings: A model for the anisotropy modulus
由于准静态剪切变形过程中接触的打开和关闭，颗粒间的单向相互作用对颗粒材料的弹性响应产生影响。提出了一个简化模型，可以推导出本构关系。对于双轴变形，该模型中的弹性行为涉及三个独立的弹性模量：体积模量、剪切模量和各向异性模量。体积和剪切模量，当按接触密度缩放时，与变形无关。然而，各向异性模量的大小与剪切应变和体积应变之间的比率成比例。足够远的干扰过渡，当由于非仿射运动的校正变得很弱，理论预测定性与仿真结果一致。
2012-05-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonmonotonic reversible branch in four model granular beds subjected to vertical vibration
我们提出的结果从四个独立的模型的颗粒组装进行攻丝。我们发现，稳态包装分数作为一个函数的轻敲强度是非单调的。特别是，对于高攻丝强度，我们观察到的填充分数与攻丝强度的增加。这一发现挑战了目前对颗粒介质压实的理解，因为稳定状态的填充分数被认为随着敲击强度的增加而单调下降。我们提出了一个解释，我们的结果的基础上形成的粒子的拱的属性。
2010-02-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Towards a relevant set of state variables to describe static granular packings
我们分析，实验和数值模拟，稳态，通过攻丝，二维颗粒层。与通常的假设相反，我们表明，可逆的（稳态分支）的密度-加速度曲线是非单调的。因此，通过以非常不同的强度敲击系统，可以达到具有相同平均体积的稳定状态。对耗散摩擦圆盘的模拟表明，等体积稳态时，力矩张量的值不同。此外，我们发现，可以通过改变持续时间的水龙头，这些国家提出不同的平均体积的稳定状态的相等的应力。这些结果证实了以前的猜测，体积和力矩张量都需要在静态颗粒组装体的平衡态的唯一描述。
2010-11-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Response of a Hexagonal Granular Packing under a Localized External Force
我们研究了刚性，无摩擦球形颗粒的二维六角形包装的响应，由于一个垂直向下的点力在一个单一的粮食在顶层。我们使用统计方法，其中接触力的每种配置的可能性相等。我们证明了这个问题等价于一个相关的$q$模型。我们发现，该响应显示两个峰值正好位于从力的施加点发出的向下晶格方向上。随着深度的增加，峰值的幅度减小，并且形成中心峰值。在这一堆的底部，只有中间的山峰还在。不同系统尺寸的响应具有自相似性。
2005-04-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Contact angle entropy and macroscopic friction in non-cohesive two dimensional granular packings
本研究通过二维分子动力学模拟，发现非粘性颗粒堆积的宏观摩擦可由接触角熵描述，且极限循环下摩擦对多分散性不敏感。
2017-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Is friction essential for dilatancy and shear jamming in granular matter?
颗粒填料显示出显著的剪切变形现象[1]，其中它们的体积在剪切变形时增加。传统观点和以前的结果表明，剪切力引起的堵塞现象也需要摩擦相互作用[2，3]。在这里，我们调查的发生在无摩擦填料的粘性和剪切堵塞。我们发现，存在的各向同性的干扰密度<$j以上的最小密度，J点密度<$J [4，5]，导致出现剪切诱导干扰和干扰。填充在10 J形成一个显着的阈值状态，在恒定的压力剪切下，系统在消失的压力的极限演变，无论初始堵塞密度10 J。虽然不同的填料在压缩下显示出相同的缩放特性[6]，但它们在剪切下的流变行为表现出显著的差异。在恒定体积剪切下的屈服应力随着密度的增加而不连续地增加，当α J > α J时，与在α J处堵塞的一般填料中的连续行为相反[4，7]。
2020-03-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural transitions in granular packs: statistical mechanics and statistical geometry investigations
我们调查平等的球体包装从几个实验和大量不同的数值模拟产生。这些无序包装的结构组织的共同邻居的网络方面进行了研究。该几何分析揭示了在对应于所谓的随机松散堆积极限（RLP，$ρ\sim 0.555$）和随机紧密堆积极限（RCP，$ρ\sim 0.645$）的堆积分数（相对于总体积，由球体占据的体积分数，$ρ$）处发生的网络聚类的急剧变化。在这些包装分数，我们也观察到突然的变化，在波动的自由体积的一部分，每个球周围。我们分析了这种波动的统计力学的方法，我们表明，这些异常与急剧变化的广义natural变量，这是类似于这些非热系统的比热在热系统。
2008-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Robust propagation direction of stresses in a minimal granular packing
通过采用自适应网络模拟方法，我们证明了由无摩擦刚性珠填料的局部力引起的整体平均应力集中沿射线，其斜率与单位一致：力沿与水平或垂直成45度的线传播。该斜率被证明是独立的多分散性或该系统被剪切的程度。进一步证实这一结果来自拟合的零应力本构方程的应力张量的分量。响应的幅度也显示出随着距离的-1/2次幂而下降。我们认为，我们的研究结果是一个系统，保持其体积下小扰动的自然后果。
2001-09-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The structural origin of the hard-sphere glass transition in granular packing
玻璃化转变伴随着结构弛豫时间的快速增长和伴随的构型熵的降低。目前还不清楚的过渡是否有热力学起源，以及是否动态逮捕是与一定的静态秩序的增长。使用颗粒填料作为模型硬球玻璃，我们显示的玻璃化转变作为一个热力学相变与“隐藏”的多面体秩序。这种多四面体有序在空间上与缓慢的动力学相关。它是几何挫折，并有一个特殊的分形维数。此外，随着填充分数的增加，它的增长遵循熵驱动的成核过程，类似于随机一级跃迁理论。我们的研究基本上确定了一个长期追求的结构玻璃秩序硬球玻璃。
2015-09-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structural transitions in jammed asymmetric bidisperse granular packings
本研究通过接触取向序参数分析非对称双分散颗粒堆积，发现堵塞时发生结构转变，且双分散体系具有局部HCP和FCC有序结构，有助于理解颗粒排列对堆积强度的影响。
2023-05-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Inherent Structure Landscape Connection Between Liquids, Granular materials and the Jamming Phase Diagram
我们提供了一个全面的图片的堵塞相图连接的非热，颗粒合奏堵塞状态和平衡流体通过固有的结构范例系统硬盘局限于一个狭窄的通道。J线被示出为被划分为从平衡流体可接近的填充物和不可接近的填充物。发现J点发生在这两组填料之间的过渡处，并且位于固有结构分布的最大值处。一个一般的热力学参数表明，在组态熵最大值的状态的密度表示在硬球系统的J点密度的下限。最后，我们发现，颗粒和流体系统只占据相同的一组固有结构，在相同的热力学条件下，在两个点，对应于零和无限大的压力，在那里他们分别采样的J点状态和最致密的包装。
2012-08-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mixing properties of bi-disperse ellipsoid assemblies: Mean-field behaviour in a granular matter experiment
Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg（弗里德里希·亚历山大埃尔朗根-纽伦堡大学）；Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院）；The Australian National University（澳大利亚国立大学）；Murdoch University（默多克大学）；The University of Sydney（悉尼大学）
本研究通过实验和理论分析，揭示了双分散椭球体堆积在颗粒物质中的平均场行为特性，提出了一种描述其分布的模型。
2026-02-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Yielding and Strain Stiffening in Entangled Assemblies of Frictional Granular Chains
宏观颗粒链的堆积捕获了分子聚合物系统的一些基本方面，并已被建议作为在分子尺度上理解物理学的范例。然而，在这里，我们证明了颗粒链填料，这在聚合物系统中没有对应的颗粒间摩擦$μ$，导致一个非平凡的屈服和流变响应。基于离散元模拟方法，研究了大振幅振荡剪切作用下颗粒链随机堆积的非线性流变特性。我们发现，最大应力和剪切变形进入材料体的深度是摩擦的非单调函数，极值在$μ$的中间值。我们还表明，相邻的晶粒之间的定期重复的间隙，这是特殊的商业颗粒链，扩大剪切区，并通过促进链之间的联锁事件，提高在系统中的缠结。这些拓扑约束可以显著增加应变刚化的程度。我们的研究结果突出了颗粒链包装和分子聚合物系统的物理之间的差异。
2022-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Experimental compaction of anisotropic granular media
我们报告的实验测量的时间和空间的各向异性和弱约束的颗粒状材料的包装安排的演变，使用高分辨率$γ$ -射线吸附。在这些实验中，粒子的配置开始从一个最初的无序，低包装分数的状态和垂直的征求下发展到一个密集的状态。我们发现，填充分数的演变是由晶粒各向异性，但作为球形颗粒，可以很好地拟合拉伸指数。对于一个给定类型的晶粒，特征时间的松弛和对流被发现是相同的数量级。相反，介质中的压实机制强烈依赖于颗粒各向异性。
2005-03-07 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Additional jamming transition in 2D bidisperse granular packings
本研究构建二维双分散颗粒系统的阻塞相图，发现两种阻塞转变，明确第二种转变的临界参数与维度无关的特性，揭示小颗粒浓度对堆积结构的影响规律。
2025-05-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear modulus and Dilatancy Softening in Granular Packings above Jamming
我们通过实验研究了单层双分散摩擦颗粒对非均匀剪切扰动的力学响应。我们膨胀的包装内的入侵者，并使用光弹性和跟踪技术来测量在晶粒尺度上的诱导剪切应变和应力。我们量化实验的应变幅低至0.001和一系列的包装分数在2%的变化范围内的堵塞过渡的本构关系。在转变过程中，强非线性效应开始出现：剪切模量和非线性剪切模量在小应变下发生软化，直到达到临界应变，此时恢复有效线性。通过标度分析，提取了临界应变和相关临界应力对堵塞距离的依赖关系。我们检查的本构关系，当应用到力学平衡方程，导致观察到的应力和应变分布。这些剖面在靠近充气管的有效线性区和远离充气管的真正非线性区之间表现出空间交叉，交叉长度在干扰过渡处发散。
2014-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ensemble Theory for Force Networks in Hyperstatic Granular Matter
提出了一种静态颗粒填料力网络的集成方法。该框架是基于包装和力尺度的分离，连同一个先验的平坦的措施，在力相空间的约束下，接触力是排斥和平衡的每个粒子。在本文中，我们将给出这种力网络系综的一般形式，并推导出力分布$P(f)$的一般表达式。对于小的规则包装，这些概率密度得到封闭的形式，而较大的包装，我们提出了一个系统的数值分析。由于技术上的问题可以写为一个不可逆的矩阵问题（其中矩阵是由接触几何），我们研究会发生什么，如果我们扰动的包装矩阵或取代它的随机矩阵。由此产生的$P(f)$的显着不同，从正常的包装，这涉及到网络统计是如何与底层网络结构的深层次问题。总的来说，合奏制定开辟了一个新的视角，力网络是分析访问，并可能发现应用超越颗粒物质。
2004-09-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the existence of stationary states during granular compaction
当受到温和的机械敲击时，颗粒填料缓慢地压实，直到它达到取决于敲击特性的静止状态。实验研究了这种定态的性质。研究了初始状态、抽头特性和抽头方案对系统性能的影响。测定了填料的压实度。我们的结果有力地支持了定态是真正的热力学态的观点。
2007-02-01 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Compaction dynamics of a granular media under vertical tapping
我们报告新的实验结果下连续的垂直水龙头颗粒压实。的平均体积分数和平均势能的颗粒填料的演变提出了一个缓慢的致密化，直到最终的稳定状态，并让人想起通常的玻璃松弛通过拉伸指数法。根据阿耳茨纽斯的类型关系，轻敲的强度似乎决定了弛豫的特征时间。最后，分析的垂直体积分数分布揭示了一个几乎均匀的致密化的填料。
2002-10-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Melting and freezing of argon in a granular packing of linear mesopore arrays
冻结和熔化的Ar冷凝在一个粒状填料的模板生长的阵列的线性介孔（SBA-15，平均孔径8纳米）已研究了比热测量C作为分数填充的孔的函数。虽然界面熔融导致一个单一的熔融峰在C，均匀和非均匀的冻结，以及分层过渡的部分填充的孔导致在一个复杂的冻结机制只能解释通过考虑规则的吸附位点（在圆柱形中孔）和不规则的吸附位点（在壁龛的粗糙的外表面的颗粒，并在点的粉末颗粒的相互接触）。在达到本体液体/蒸气共存时的拉伸压力释放定量地解释了在过度填充中孔时观察到的熔融/冻结温度的上移。
2008-03-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.atm-clus
Scale separation in granular packings: stress plateaus and fluctuations
它表明，通过数值模拟的多分散磁盘的2D组件，存在一个范围（高原）的粗粒化尺度的应力张量场在粒状固体几乎是独立的分辨率，从而使这个领域的“客观”的定义。可以预料，决定高原宽度的不仅仅是系统的大小，而是梯度的（相关）大小。集合平均（即使在“小”集合上）将高原的宽度扩展到亚粒子尺度。同时也研究了系综中的涨落。均质强迫和外部压缩局部载荷（和重力）的响应进行了研究。小型固体系统和本构关系的影响进行了简要讨论。
2006-05-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Dense Packings of the Platonic and Archimedean Solids
致密堆积已成为研究液体、玻璃态和晶体态物质、颗粒介质、非均质材料和生物系统结构的有用模型。探索离散填充的对称性和其他数学性质是离散几何和数论中一个长期感兴趣的问题。以前的工作主要集中在球形颗粒，而对致密多面体填料知之甚少。我们制定了一个自适应的基本细胞周期性边界条件的多面体内产生密集包装的问题作为一个优化问题，我们称之为自适应收缩细胞（ASC）计划。这个新的优化问题在这里解决（使用各种多粒子初始配置），以找到在三维欧氏空间中的每个柏拉图固体的稠密包装。我们找到了密度分别为$0.782...$，$0.947...$，$0.904...$，和$0.836...$的四面体，八面体，十二面体和二十面体的密集的已知填充.不同于denitrifetrahedral packing，这必须是一个非布拉维格包装，denitrifetrahedral packing的其他非平铺柏拉图固体，我们得到的denitrifetrahedral packing是他们以前已知的最佳（布拉维）格包装。我们的模拟结果，严格的上限，我们推导出，和理论论证导致我们强烈的猜想，即中心对称的柏拉图和阿基米德固体的dennial包装给出了相应的dennial晶格包装。这是开普勒对这些固体的球面猜想的类比。
2009-08-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Steady Granular Flow in a Rotating Drum: Universal description of stress, velocity and packing fraction profiles covering grain shape effects from convex to very concave
本研究针对颗粒形状对转鼓稳态颗粒流的影响，构建了解析模型，拓展广义Bagnold标度并引入特征长度，经实验与模拟验证，可通用描述不同颗粒形状下的应力、速度和填充率分布。
2024-03-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural Order Drives Diffusion in a Granular Packing
Université de Lorraine（洛林大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Université de Liège（列日大学）
研究结构有序性如何影响二维储料仓中双组分颗粒材料的流动，发现晶化显著增强扩散长度，揭示了局部结构组织与宏观流动行为的关系。
2025-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dense periodic packings of tori
三维欧氏空间中非重叠物体的密集堆积是物理和生物科学中出现的各种多粒子系统结构的有用模型。本文研究亏格为1的多连通非凸体--全等环环面，以及喇叭环面和纺锤环面的填充行为。我们分析性地构造了一族由最初为简单连接的固体设计的组织原则指导的非链接环面的密集周期性填充[Torquato和Jiao，PRE 86，011102（2012）]。我们发现，喇叭环面，以及某些主轴和环环面可以实现一个包装密度高于denny-known包装的球体和椭球体。此外，我们还研究了对连环环面簇的稠密填充（即，Hopf链接）。
2014-02-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Dense Packing of Regular Tetrahedra
我们构造了一个规则四面体的密集堆积，堆积密度为$D > >.7786157$。
2009-08-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math.MG
Exact Constructions of a Family of Dense Periodic Packings of Tetrahedra
正四面体（五种柏拉图立体之一）的密排包装的确定正引起人们的极大关注，包装记录被打破的速度之快和出现的迷人的包装结构证明了这一点。在这里，我们提供了最一般的分析配方，以构建致密的周期性包装的四面体与四个基本细胞的粒子。这种分析的结果在六个参数的家庭密集四面体包装，包括作为特殊情况下，最近发现的“二聚体”包装的四面体，包括已知的密度为$ϕ= 4000/4671 = 0.856347...$的密集包装。这项研究强烈地表明，后一组包装是所有包装与四粒子的基础。在所有的填充中，它们是否是四面体的密集填充是一个悬而未决的问题，但我们对这个问题给出了一些评论。此外，我们描述了一个程序，提供估计的最大密度的四面体包装，这可能有助于评估候选密集包装的包装效率的上限。
2010-04-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math.MG
Analytical Constructions of a Family of Dense Tetrahedron Packings and the Role of Symmetry
正四面体（五种柏拉图立体之一）的密排包装的确定正引起人们的极大关注，包装记录被打破的速度之快和出现的迷人的包装结构证明了这一点。我们发现了密度为$ϕ= {12250/14319} = 0.855506...$的正四面体的密度已知填充.这些包装是特殊情况下的分析两个参数的家庭密集的周期性包装与四个基本细胞，我们已经在这里构建。从这个族，我们可以恢复一组最近的包装安排，由于Kallus { \it et al.} [arXiv：0910.5226]与密度$ϕ={100/117}=0.854700...$，这比我们的密堆积具有更高的对称性，我们还描述了一个程序，可以导致严格的上限的四面体堆积的最大密度，这可以帮助评估候选密堆积的堆积效率。
2010-01-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math.MG
A method for dense packing discovery
尽可能密集地填充粒子系统的问题是离散几何领域的基础，也是材料和生物科学中的一个强大模型。随着填充问题从解析构造的解决方案范围内撤退，进行\textit{de novo}（从头开始）搜索密集填充的有效数值方法的重要性变得至关重要。在本文中，我们使用\textit{divide and concur}框架，发展了一个通用的搜索法的周期约束问题的解决方案，我们把它应用到发现密集周期包装。该方法的一个重要特点是将晶胞参数与组态空间定义中的其他填充变量相结合。我们提出的方法导致了[arXiv：0910.5226]中报道的最密集的已知四面体堆积的改进。在这里，我们使用的方法来重现dennies已知的晶格球包装和最知名的晶格接吻安排分别在14和11维（第一个这样的数字证据，他们的最优性，在这些方面）。对于非球形粒子，我们报告了一个新的密度为$ϕ=128/219\approx0.5845$的规则四维单形的稠密堆积，并具有与已知的四面体堆积类似的结构。
2010-08-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math.MG
