Clustering and melting in a wet granular monolayer
我们实验研究了垂直振动下湿颗粒单分子层的集体行为。球形颗粒是部分润湿的，使得相邻颗粒之间存在短程吸引相互作用。随着振动强度的增加，聚簇，重组和熔融制度随后通过与键取向序参量和平均动能的颗粒的表征。熔化转变是从晶体内部缺陷开始的连续过程。
2017-02-20 cond-mat.soft
Clustering instability in a freely falling granular jet
本文研究了由100微米玻璃球组成的自由下落颗粒射流的聚团不稳定性。从圆形喷嘴流出的颗粒流开始在空间上是均匀的，然后在更下游处分解成明确定义的簇。通过将环境空气压力降低到1/5000大气压，研究了空气在这种现象中的作用。一种光学方法被用来测量流中的不均匀性，以量化的集群的增长。在最低压力下观察到聚集，并且空气的存在导致较大的液滴，但不会引发液滴形成。分析表明，液滴尺寸由喷嘴处颗粒尺寸的波动来设定。
2006-04-03 cond-mat.soft
Clustering-induced attraction in granular mixtures of rods and spheres
耗尽引起的聚集的杆增强集群观察到产生一种新的模型的吸引力对杆分离的一行的球体在准2D的，垂直摇动，粒状气体的杆和球体。我们表明，这些奇特的颗粒状聚集体的稳定性增加作为振动强度的函数。捕获一行球体的一对棒的内部和外部的球体的速度分布显示出被捕获的球体获得的动量的明显抑制。杆之间形成的凝聚相是由被困球体的聚集不稳定性引起的，由限制杆产生的垂直引导增强。对应于直接排除体积对和间接耗尽聚集对的释放面积被测量为时间的函数。由球体介导的杆对的稳定性揭示了与纯粹由耗尽力引起的吸引力在强度上相当的吸引力。
2016-03-24 cond-mat.soft
Edges control clustering in levitated granular matter
小团簇的性质很大程度上取决于其组成粒子之间的相互作用。然而，设计和调节宏观颗粒之间的相互作用仍然具有挑战性，例如在颗粒材料中。在这里，我们使用声悬浮来捕获宏观颗粒并在它们之间产生力。我们的主要结果表明，悬浮在声场中的颗粒更喜欢沿着尖锐的边缘接触。边缘的曲率半径直接控制这些力的大小。这些高度定向的相互作用，结合局部接触力，产生了一系列不同的集群形状。我们的研究结果为宏观粒子之间的特定力的设计，指导它们的组装和驱动它们的运动开辟了新的可能性。
2019-06-06 cond-mat.soft
Clustering in vibrated monolayers of granular rods
研究了高填充率下圆形容器中垂直振动单分子层颗粒的有序性。与其他小组以前的工作，我们确定液晶有序行为类似的二维硬矩形颗粒受到热平衡波动。然而，由于耗散，颗粒系统中的颗粒更倾向于聚集成平行排列。这些团簇表现为长寿命“超粒子”的多分散混合物，系统行为的某些方面可以通过对这些“超粒子”应用基于两体相关的平衡硬矩形的平均场论来理解。颗粒系统的许多其他特征是不同的：（i）对于小颗粒的长宽比$κ$，我们确定在中等包装分数和近晶波动在较高的包装分数的四阶有序，与两个状态之间没有急剧的转变。这两种类型的排序都可以用聚类来解释。(ii)对于大的$κ$，强大的集群排除单轴的稳定性，和系统表现出的随机取向的集群的混合物，作为包装分数增加，发展成近晶波动的状态，再次通过扩散过渡。(iii)涡激发的速度场的竞争与近晶有序，造成动态波动和稳定状态的情况下，在高密度的四次状态，相比之下，是非常僵硬的对涡，长期稳定的状态，空间和取向均匀，除了四个对称的缺陷位于靠近墙壁，可以观察到。
2017-01-18 cond-mat.soft
Competitive Clustering in a Bi-disperse Granular Gas
实验发现，一个双分散的颗粒气体在一个分区系统中的集群竞争：根据振动强度，集群可以直接向最初主要包含小颗粒的隔间，或主要包含大颗粒的一个。实验观测的通量模型内定量解释。
2002-10-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Highly localized clustering states in a granular gas driven by a vibrating wall
在二维中，由振动壁驱动的非弹性碰撞颗粒系综表现出密度聚集。在近弹性碰撞的极限下，利用颗粒流体力学，通过边缘稳定性分析，我们预测了扩展团簇态（ECS）的自发对称性破缺。二维稳态解数值描述了局部聚集态（LCS）。含时颗粒流体动力学模拟表明，LCS可以从自然的初始条件发展。预测的不稳定性应该在实验中观察到。
2001-01-11 cond-mat.soft nlin.PS physics.flu-dyn
Granular clustering self-consistent analysis for general coefficients of restitution
本文研究了一维颗粒团簇和单粒子颗粒气体在不同速度相关恢复系数$r$下的平衡行为。我们得到的方程描述的长期行为的集群的压力，r.m.s.速度和颗粒间距。我们发现，在很长一段时间内，与速度相关的恢复系数的集群是不稳定的，溶解成均匀的，准弹性气体，但集群与速度无关的$r$是永久性的。这是根据流体动力学研究指出的瞬态性质的密度不稳定性的颗粒气体与速度相关的$r$。
2006-05-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spontaneous formation of density waves in granular matter under swirling excitation
本文研究了在水平圆振动作用下颗粒亚单层的自发成团现象。当振幅增大到一定阈值以上时，晶粒发生聚集。密集区域以驱动频率以圆形方式行进，甚至超过驱动速度。结果表明，所观察到的聚集是由于密度波的形成。唯象模型的分析表明，均匀密度分布的不稳定性是由振荡幅度的增加引起的，并且捕获了系统的整体密度与团簇跃迁幅度的非单调依赖关系.这里，关键因素是单个颗粒的速度随着局部密度的增加而增加。耗散粒子-粒子相互作用和衬底的摩擦驱动的相互作用导致这种依赖性，这是测试与离散元方法模拟。
2021-07-14 cond-mat.soft
Clustering, Order, and Collapse in a Driven Granular Monolayer
在垂直振动的颗粒单分子膜中，实验观察到了成簇、长程序和非弹性坍塌的稳态动力学。在大的振动振幅，粒子关联显示只有短程秩序一样，平衡的二维硬球气体。降低振幅“冷却”系统，导致相关性的急剧增加，从而导致聚集或有序状态。进一步的冷却形成了坍缩：静止的球与密度较低的气体共存的冷凝物。测得的速度分布是非高斯的，显示出近指数的尾巴。
1998-10-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phases and correlations in active nematic granular systems
本研究通过数值模拟探究垂直振动平板间对称棒状活性颗粒系统的相行为，验证了各向同性-向列相相变及长程有序性，发现破坏平移对称的周期有序相，揭示平移扩散系数随浓度升高的规律。
2024-08-18 cond-mat.soft
Clustering transitions in vibro-fluidized magnetized granular materials
我们研究了长程相互作用对粘性颗粒材料中观察到的相的影响。在高振动振幅下，观察到磁化粒子气体的速度分布与非磁化粒子相似。在转变温度以下，观察到致密的团簇形成并与单个颗粒共存。团簇生长速率与经典的成核过程一致。然而，团簇中粒子的温度明显低于周围气体的温度，这表明均分的崩溃。如果系统被淬冷到低温，由于粒子之间磁相互作用的各向异性性质，连接链的亚稳定网络自组装。
2002-07-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unified rheology of vibro-fluidized dry granular media: From slow dense flows to fast gas-like regimes
颗粒介质在工业和物理学中具有重要的应用价值，对材料科学提出了严峻的挑战。它们的响应特性回避已知的软流变模型，即使当屈服应力不连续性是模糊的振动流化。在这里，我们提出了一个广泛的流变学的情况下，平均应力总结了摩擦的贡献，推广传统的$μ(I)$-流变学，和一个动力学碰撞项占主导地位的快速流化。我们的推测公平地描述了一系列广泛的实验中的振动流化叶片设置，其现象学包括速度减弱，剪切变稀，不连续变稀过渡，和气体剪切增稠。所采用的设置提供了访问动态波动，表现出广泛的时间尺度。在缓慢的密集制度的频率笼开放增加与应力和增强，相对于$μ(I)$-流变学，粘度的下降。在变薄和变厚两种情况下，扩散率与剪切应力呈指数关系，在过渡区附近有一个巨大的增长。
2016-09-12 cond-mat.soft
Long time simulations of granular hydrodynamics : instabilities and attractors
利用颗粒流的流体动力学模型，我们提出了很长时间的模拟颗粒流体在二维无重力和周期性边界条件下在一个正方形域。根据粘度、热导率和耗散的值，我们发现中间时间为亚稳态聚集状态。对于较长的时间，系统被吸引到剪切带或涡旋状态。我们的结果与分子动力学模拟基本一致。
2004-06-23 cond-mat.soft
Dynamics of Random Packings in Granular Flow
我们提出了一个多尺度模拟算法的非晶材料，我们说明和验证的一个典型的情况下，致密颗粒流。我们的算法是基于最近提出的斑点模型，在一个密集的随机包装的颗粒进行链式集体位移响应扩散的“斑点”的影响，携带轻微过量的间隙自由体积。我们重建的微观动力学粒子的“粗粒”动态斑点通过引入一个本地化的粒子松弛步骤后，每个点引起的块位移，只是为了执行包装约束（相当任意）软核排斥。为了测试该模型，我们研究在多大程度上它可以描述动态的135，000摩擦，粘弹性球颗粒排水模拟离散元法（DEM）。我们发现，只有五个拟合参数（半径，体积，扩散率，漂移速度，和注射率的斑点），斑点模拟能够在很大程度上再现不仅是平均流量和扩散，但也有一些微妙的统计的流动包装，如空间速度相关性和多体结构的相关性。现场模拟运行速度超过100倍，比DEM和演示的可能性，多尺度建模的非晶材料，只要一个合适的模型可以设计为粗粒度的现场动态。
2006-02-16 cond-mat.soft
A Granular Brownian Ratchet Model
我们通过数值模拟表明，一个非旋转对称的身体，其方向是固定的，其质心只能沿直线导轨滑动，非弹性碰撞与周围的气体粒子的影响下，显示定向运动。我们提出了一个理论，它解释了如何缺乏时间反演引起的碰撞的非弹性可以利用产生一个稳定的平均漂移。在一个重棘轮的限制，我们推导出一个有效的朗之万方程，其参数依赖于系统的微观性质，并获得一个相当好的定量之间的理论预测和模拟流动性，扩散率和平均速度的协议。
2006-11-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A universal scaling law for the evolution of granular gases
干燥的、自由演化的颗粒状物质在稀气态下仅由于耗散相互作用而聚结成致密的团簇。这种成团转变对于从天体物理学到宇宙学的许多问题都很重要。在这里，我们表明，稀释，自由冷却的颗粒气体的演变是由惯性流和热速度的比率，即马赫数在一个普遍的方式。对颗粒纳维-斯托克斯方程的理论计算和直接数值模拟表明，无论恢复系数、密度或初速度分布如何，密度涨落都遵循与系统马赫数的普适二次关系。我们发现，集群表现出无标度动力学，但集群状态变得可观察的马赫数约为$\mathcal{O}(1)$。我们的结果提供了一种方法来确定年龄的颗粒气体和预测宏观外观的集群。
2015-10-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Machine learning based prediction of dynamical clustering in granular gases
本研究利用机器学习预测微重力下稠密颗粒气体的动力学团簇化，通过DEM模拟和多种模型测试，确定了最佳预测模型，为替代复杂模拟提供了高效方案。
2025-06-18 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.data-an
Brownian motion of ellipsoidal particles on a granular magnetic bath
本文研究了椭球粒子在磁性粒子组成的颗粒池中的布朗运动。我们用均方位移和均方角位移量化了不同漂浮椭球粒子的流动性，并将扩散系数与浴粒子运动联系起来。在粒子的大半径$R$方面，我们发现平移扩散系数的尺度大致为$1/R^2$和旋转扩散系数的尺度大致为$1/R^4$ ;这是一致的假设，即扩散产生于悬浮粒子下面的浴粒子的随机踢。通过改变磁力，浴颗粒扩散率改变了十倍;在这个范围内，浮动颗粒的平移和旋转扩散改变了五十倍。然而，这两个扩散常数的比例的浮动颗粒是强迫无关的。浮动粒子运动的不寻常方面包括它们的位移的非高斯统计。
2020-05-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Free Cooling Phase-Diagram of Hard-Spheres with Short- and Long-Range Interactions
本文研究了自由冷却颗粒气体的稳定性、成团性和相图。该系统由单分散颗粒与额外的非接触（远程）相互作用，并在这里模拟的事件驱动的分子动力学算法与离散（短程肩或井）的潜力（在2D和3D）。令人惊讶的是，良好的协议被发现与平均场论，其中只有能量耗散长期修改，以考虑排斥或吸引力的非接触相互作用。吸引势增强冷却和结构形成（聚集），而排斥势减弱冷却和结构形成（聚集）。系统的演变是由一个单一的参数：非接触的潜在的波动动能（颗粒温度）缩放强度。然而，如果有效耗散足够强，在非接触力（在排斥的情况下）变得足够强以消除聚集（由于颗粒温度的持续耗散）之前，结构形成继续进行。对于排斥和吸引力的潜力，在均匀的制度，冷却显示出一个普遍的行为时，（逆）控制参数作为演化变量，而不是时间。过渡到一个非均匀的政权，稳定性分析预测，是受耗散和潜在的强度。这可以转换成系统随时间变化的相图，这为未来的研究留下了许多挑战。
2014-07-09 cond-mat.soft
Rheology of dilute granular gas mixtures where the grains interact via a square shoulder and well potential
本文研究了稀颗粒气体混合物的流变学。受带电颗粒相互作用的启发，我们假设颗粒通过方肩和阱势相互作用。采用动力学理论，我们计算的温度和剪切粘度的函数的剪切速率。数值模拟证实了我们的结果以上的临界剪切速率。在低于临界值的剪切速率下，发生颗粒的聚集。
2022-12-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coupled Leidenfrost States as a Monodisperse Granular Clock
利用事件驱动的分子动力学模拟，我们表明，简单的单分散颗粒限制在耦合列可能振荡作为一种新型的颗粒时钟。为了触发这种振荡，系统需要克服重力进入密度反转状态，在每个柱中，高密度聚集相由气体状低密度相（莱顿弗罗斯特效应）从下面支持。我们的分析表明，密度反转结构和相位之间的弛豫动力学可以放大柱之间的任何小的不对称性，并导致巨大的振荡。振荡只发生在耦合强度的中间范围内，并且相应的相图可以普遍地用密度反转结构的特征高度描述。提出了一个最小的两相模型，线性稳定性分析表明，振荡的触发机制可以解释为一个可切换的两参数Hopf分岔。该模型的数值解也重现类似的振荡动力学的模拟结果。
2016-06-11 cond-mat.soft
Spontaneous Ratchet Effect in a Granular Gas
采用振动流化颗粒气体的自发聚集来产生在两个不同的分隔系统中的定向运输：“颗粒喷泉”，其中运输采取对流辊的形式，和“颗粒棘轮”与垂直于能量输入方向的自发粒子流。在这两种情况下，运输是不是由于任何系统固有的各向异性，但出现作为一个自发的集体对称性破缺效应的许多相互作用的颗粒。实验和数值计算结果定量占内的通量模型。
2004-04-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Experimental investigation of the freely cooling granular gas
利用抗磁悬浮粒子，我们研究了自由冷却颗粒气体的动力学。在早期，我们发现很好的协议与哈夫定律，粒子碰撞的时间尺度可以从独立的测量确定。在后期，发生颗粒的聚集。考虑到自由粒子数量的减少，这可以包括在Haff-like描述中。有了这个数据的一个很好的描述是可能在整个时间范围内。
2008-03-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Early-stage aggregation in three-dimensional charged granular gas
由相同介电材料制成的中性颗粒可以由于碰撞而获得相当大的电荷并产生长程相互作用。我们进行分子动力学模拟在三维的稀释，自由冷却的粘弹性粒子，在碰撞过程中交换电荷的粒状气体。与仅由耗散引起的粘弹性粒子的聚集相比，碰撞荷电引起的静电相互作用改变了团簇的特征尺寸、形态和生长速率。平均团簇尺寸随时间呈幂律增长，其指数在带电气体中比中性情况相对较大。平均团簇尺寸的增长被发现是独立的特征库仑热能的比率，或等价地，典型的Bjerrum长度。然而，这个比率改变了增长的交叉时间。基于Smoluchowski方程的模拟和平均场计算都表明，由于静电相互作用而抑制粒子扩散有助于聚集过程。
2017-12-08 cond-mat.soft
Swarming and swirling in self-propelled polar granular rods
利用各向异性振动棒的实验和准二维数值模拟，我们表明，形状起着重要的作用，在自推进（SP）粒子的集体动力学。我们表明，SP棒表现出局部有序，聚集在侧壁，和集群在圆形SP颗粒缺席。此外，我们发现，在足够强的激发SP棒从事持续的旋涡运动中的速度是强烈相关的粒子取向。
2007-10-26 cond-mat.other cond-mat.soft
Rheology of cohesive granular particles under constant pressure
采用分子动力学模拟研究了粘性颗粒材料在恒压条件下的流变特性。根据剪切速率，压力和颗粒间的凝聚力，该系统表现出四个不同的阶段：均匀剪切，振荡，剪切带，和集群。摩擦系数随惯性数的增加而增加，与粘聚性无关。粘聚力越强，摩擦系数越大。这种趋势是由配位数和粒子间力的角分布的各向异性解释的。特别是，我们证明了第二近邻发挥作用的流变学的凝聚力系统。
2018-07-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Capillary-like Fluctuations of a Solid-Liquid Interface in a Non-Cohesive Granular System
非粘性颗粒物质最显著的集体运动之一是在一定条件下的成团。特别地，当单分散非粘性颗粒的准二维单层垂直振动时，当驱动振幅超过临界值时，发生固体-液体样转变。在这里，颗粒聚集的物理机制依赖于由颗粒碰撞介导的强相互作用，而不是颗粒-颗粒cohesion内聚力。平均而言，固体团簇类似于水滴，具有引人注目的圆形形状。我们实验研究了粗粒固液界面的涨落，通过傅立叶空间中的静态和动态关联函数来表征。这些波动被证明是很好地描述了毛细波理论，这使我们能够测量的固体-液体界面表面张力和流动性，一旦颗粒的“热”动能是确定的。尽管该系统是强烈的不平衡，颗粒温度是不均匀的，有能量均分在固液界面，一个相对较大的范围内的角波数。此外，表面张力和迁移率都与考虑特征能量、长度和时间尺度的简单数量级估计一致，这与原子系统的情况非常相似。请在这里找到本文的补充材料：arXiv：1304.2646
2013-04-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ballistic propagation of density correlations and excess wall forces in quenched granular media
利用分子动力学计算机模拟研究了准二维盒子中的颗粒气体。经过突然的变化（淬火）的震动幅度，瞬态密度相关性观察到的数量级超过稳态相关长度尺度。相关性的传播是弹道式的，与最近研究的显示扩散传播的布朗粒子的猝灭相反[Rohwer等人，物理学评论快报，118，015702（2017），Rohwer等人，E，97，032125（2018）]。在足够强的冷却的流体的效果是由不同的标度行为的均匀冷却状态的集群不稳定性覆盖。我们能够识别不同的淬火制度。在每一种状态下，相关性都表现出明显的普遍位置依赖性。在与侧壁进行的模拟中，我们发现在稳态模拟中的温度和压力的约束效应，以及在改变振动幅度时的附加瞬态壁压贡献。瞬态贡献归因于增强的松弛的流体中存在的壁。从不相容的标度行为，我们得出结论，所观察到的效果与没有侧壁构成不同的现象。
2020-10-30 cond-mat.soft
Cluster-induced deagglomeration in dilute gravity-driven gas-solid flows of cohesive grains
由于簇内颗粒的相对速度降低，通常认为簇会导致粘性颗粒之间的团聚增强。我们对重力驱动的粘性颗粒气固流动的离散粒子模拟显示出相反的趋势，揭示了一种新的机制，我们称之为“团簇诱导的解团聚”。“具体来说，我们研究了相对稀释的气固流，并将凝聚性来源的团聚体与系统中的整体不均匀性隔离开来，即，凝聚起源的聚集体和流体动力起源的簇。我们观察到增强的集群系统的大小增加（是规范的非凝聚力系统），以及减少团聚。减少的附聚被追踪到颗粒在团簇表面处的增加的碰撞冲击速度;即，更高水平的聚集导致聚集区域和非聚集区域之间更大的相对速度，从而作为颗粒温度的附加源。这一物理图像进一步证明了一个理论模型的基础上的生成和破碎率的团聚体之间的平衡。最后，集群诱导的解聚也提供了一个令人惊讶的饱和度的团聚水平在重力驱动的，气固系统的凝聚力水平的增加，而不是单调增加的行为中看到的自由发展或驱动的颗粒系统在没有重力的解释。也就是说，更高的凝聚力导致更多的能量耗散，这与竞争效应有关：增强的凝聚和增强的集群，后者导致更多的集群诱导的解凝聚。
2018-12-04 cond-mat.soft
Granular thermostat implementation within the soft-sphere Discrete Element Method (DEM) framework, considerations and limitations
Westlake University（西湖大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
针对软球DEM中Langevin与Nosé-Hoover恒温器的互补缺陷，提出两种成对混合恒温器，实现精确控温并调控速度统计，在固定惯性数下升高颗粒温度可降低表观摩擦。
2026-09-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Numerical simulation of vibrated granular gases under realistic boundary conditions
直接模拟蒙特卡罗方法的一个变种是用来研究粒状气体的行为，在二维和三维，在不同的密度，恢复系数，和非弹性制度，为现实的振动壁条件。我们的结果与最近的实验数据吻合得很好。的能量注入机制的作用进行了讨论，以及在现实的边界条件下的状态函数，如压力的行为。当密度增加时，我们发现了聚类过渡的信号。
2002-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mesoscopic Theory of Critical Fluctuations in Isolated Granular Gases
脉动流体力学被用来描述一个自由发展的气体的非弹性硬球附近的集群不稳定性的阈值的总能量波动。它们被证明是由涡度波动，也导致了重整化的平均总能量。该理论预测的幂律发散行为的缩放二阶矩的波动，和缩放属性的概率分布，都与模拟结果一致。对临界振幅和标度函数的形式进行了理论和模拟的定量比较。
2005-11-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unjamming in a 3D Granular System: The Micromechanical Role of Friction in Force Distributions and Rheological Properties
Universidad Autónoma de Chile（智利自治大学）；Universidad de Antofagasta（安托法加斯塔大学）
研究三维摩擦颗粒系统中颗粒浓度降低对微机械量如颗粒间力、协调数和整体堆积密度的影响，揭示摩擦系数对结构和机械特性的影响，结果与致密颗粒系统观察一致。
2026-04-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Velocity Distribution of Inelastic Granular Gas in Homogeneous Cooling State
本文用分子动力学方法研究了二维硬盘系统中近弹性区非弹性颗粒气体的速度分布。系统初始处于Maxwell-Boltzmann分布的平衡态，经过几次非弹性碰撞后，系统处于Boltzmann方程所预言的稳态速度分布状态。然而，事实证明，由于速度相关性的分布函数的形式不保持时间无关，而是逐渐返回到麦克斯韦后立即初始瞬态，直到集群不稳定集。结果表明，即使在均匀冷却状态下，非弹性系统中的速度关联也使分子混沌的假设失效，Boltzmann方程的预言也失败了。
2002-08-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Cooling of a granular gas mixture in microgravity
本文首次在微重力下实验观测了不同尺寸和质量杆状颗粒混合物的颗粒冷却过程，测定了动能衰减率与碰撞率并验证了Haff定律，揭示了混合物组分间及自由度间的能量均分破缺现象，且结果得到数值模拟支持。
2023-09-07 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.data-an
Distribution of forces and 'hydrodynamic clustering' in a shear thickened colloid
剪切浓缩胶体与短程聚合物涂层通过模拟检查。力的分布被发现是指数和。在这个系统中，剪切增稠效应的“流体动力学聚类”是一个网络的膨胀涂层接触，与涂层在压缩和扩展。这个网络的几何形状和动力学的探索，以及它的关系的体积应力张量。粒子在$\it{circa}$ 10%应变时期内经历力的强烈波动。密度波动玻璃体积分数引起的散射峰在低Q值的增厚制度。这种胶体颗粒系统和其他颗粒介质在物理学上有一些共同之处。
2000-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamical properties of vibrofluidized granular mixtures
最近的实验的动机，我们已经进行了事件驱动的计算机模拟的稀释的二元混合物的颗粒状颗粒在重力的存在下垂直振动。模拟不仅证实了这两个物种的动能不是均匀分布的，如各种理论模型预测的，但似乎也再现相当好的密度和温度分布实验测量。旋转自由度似乎不起任何重要的定性作用。相反，模拟显示了沿水平方向的集群不稳定性的发病。在内部的集群，我们观察到一个次要的不稳定性相对于完美的混合的情况下，使种族隔离的集群内观察。
2002-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Navier-Stokes hydrodynamics of thermal collapse in a freely cooling granular gas
本文采用Navier-Stokes颗粒流体力学方法研究了二维自由冷却稀颗粒气体中团簇不稳定性的长时间行为。我们发现，在圆形容器中，均匀冷却状态（HCS）的气体失去了稳定性，通过亚临界干草叉分叉。有没有时间无关的解决方案，在超临界区域的气体密度，我们提出的分析和数值证据表明，气体发展的热崩溃不受热扩散。为了获得更多的洞察力，我们切换到一个更简单的几何形状的窄扇形容器。在这里，HCS通过跨临界分岔失去稳定性。对于某些初始条件的时间无关的非均匀密度分布集，定性类似于以前发现的窄通道几何形状。然而，对于其他初始条件，稀气体发展热塌陷不受热扩散的阻碍。我们确定的动态缩放的流动接近崩溃分析，并验证它们在流体动力学模拟。这项工作的结果意味着，在维度高于一，Navier-Stokes流体动力学的稀颗粒气体是容易有限时间密度爆破。这提供了一个自然的解释，形成密集的颗粒簇在各种最初稀释的颗粒流。
2010-06-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Fluid-like behavior of a one-dimensional granular gas
本文研究了一维颗粒气体的性质，该气体由$N$硬棒组成，硬棒位于长度为$L$的直线上（具有周期性边界条件）。颗粒非弹性碰撞，并通过温度为$T_b$、粘度为$γ$的热浴流化。分析得到了分子动力学模拟的支持。首先讨论了系统的平均性质，着重讨论了颗粒温度$T_g=m< v^2>$、动压和密度$ρ=N/L$之间的关系。此后，我们认为波动的平均行为获得一个轻微的非高斯行为的速度分布和空间相关的速度场的密度场显示集群：这是反映在结构因子，其中有一个峰值在$k \sim 0$区域建议非弹性硬核相互作用和有效的吸引力之间的类比。最后，我们研究了输运性质，显示了一维随机驱动系统的典型亚扩散行为，即$<|x(t)-x(0)|^2 > \sim Dt^{1/2}$，其中非弹性流体的$D$大于弹性情况。这与小波矢量处结构因子的峰值直接相关。
2003-10-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collision statistics of driven granular materials
本文对斜面上球形颗粒在振荡侧壁激励下的统计特性进行了实验研究。这些数据是通过高速成像和粒子跟踪技术获得的。我们识别系统中的所有粒子，并将它们的位置联系起来，形成长时间的轨迹。因此，我们确定粒子碰撞来测量有效的恢复恢复系数，并找到一个广泛的分布值相同的影响角度。我们发现能量非弹性可以取大于1的值，这意味着转动度在能量传递中起着重要的作用。我们还测量碰撞事件之间的距离和时间，以直接确定路径长度和自由时间的分布。这些分布示出偏离预期的弹性球的理论形式，在这个系统中表现出固有的集群。我们用一个双参数拟合函数来描述数据，并用它来计算平均自由程和碰撞时间。我们发现这些值的比值与平均速度是一致的。观察到的速度分布是强烈的非高斯，并没有表现出任何明显的普遍行为。我们报告的缩放的二阶矩，这对应于颗粒温度，高阶矩作为一个函数的距离，从驱动壁。此外，我们测量长时间的关联函数在空间和速度探测扩散的耗散气体。
2002-12-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
