Long-range correlation in sheared granular fluids
从理论上研究了三维稀颗粒流体中动量密度的空间关联函数。通过解析计算和数值模拟验证了长程相关的存在。
2008-09-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spatial correlations in sheared isothermal liquids : From elastic particles to granular particles
对剪切等温弹性液体和颗粒液体的空间关联进行了理论研究。利用广义脉动流体力学，得到了微观尺度和宏观尺度下的关联函数。证实了服从幂律的长程关联函数的存在。通过分子动力学模拟验证了理论预测的正确性。
2008-12-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mode coupling theory for sheared granular liquids
利用模式耦合理论研究了受剪切的颗粒液体。结果表明，在对比恒温系统，电流的相关性发挥了重要作用的动态。理论预言密度-时间相关器的平台在大多数情况下消失，而在弹性限度出现。结果与分子动力学模拟一致。
2013-01-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium liquid theory for sheared granular liquids
本文从SLLOD Liouville方程出发，发展了均匀剪切颗粒液体的非平衡液体理论。我们导出了一个广义的Green-Kubo公式，并证明了该公式基本上与初始条件的选择无关。
2010-03-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology of sheared granular particles near jamming transition
研究了剪切颗粒材料在堵塞转变点附近的流变特性。我们数值确定的临界分数和指数的干扰过渡使用有限尺寸标度和非线性最小化方法称为Levenberg-Marquardt算法的值。指数接近我们以前的理论预测，但有一个小的差异，如果临界点是独立确定的。
2012-08-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical behaviors of sheared frictionless granular materials near jamming transition
数值研究了剪切密实无摩擦颗粒材料在堵塞过渡区附近的临界行为。通过广泛的分子动力学模拟，我们验证了Otsuki和Hayakawa（Prog. Theor.物理、121，647（2009））。我们还澄清了临界行为的剪切粘度和对关联函数的基础上的唯象和模拟。
2009-06-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Characterization of a Freezing/Melting Transition in a Vibrated and Sheared Granular Medium
我们描述了实验单分散球形颗粒在一个环形细胞的几何形状，振动从下面和剪切从上面。该系统显示出凝固/熔化转变，使得在充分振动下观察到结晶状态，其可以通过足够的剪切熔化。我们表征这两种状态之间的滞后过渡，并观察功能让人想起一个干扰过渡和临界现象。
2005-12-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Brownian forces in sheared granular matter
我们提出的结果从一系列的实验上的颗粒介质剪切的Couette几何形状，并表明，他们的统计特性可以计算在定量的方式从一组力作用在系统中执行布朗运动的假设。同样的假设已经成功地用于描述其他现象，例如铁磁体中的巴克豪森效应，因此该方案表明自己是更广泛的驱动不稳定性的更一般描述。
2006-02-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Particle dynamics in sheared granular matter
实验测定了库埃特几何中颗粒物质的颗粒动力学和剪切力。归一化的切向速度$V(y)$随着与移动壁的距离$y$而强烈下降，与剪切速率和剪切动力学无关。局部RMS速度波动$δV(y)$与局部速度梯度成$0.4 \pm 0.05$的幂。这些结果同意一个局部牛顿，连续介质模型，其中的颗粒介质被假定为表现为一个局部温度$δV(y)^2$和密度依赖粘度的液体。
2000-04-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Criticality and Scaling Relations in a Sheared Granular Material
研究了剪切作用下致密颗粒材料的流变特性。通过对等体积系统的数值实验，我们发现了一个临界体积分数，在该临界体积分数下，剪切应力和压力都是剪切应变率的幂律函数。我们还提出了一个简单的缩放参数，确定幂律指数。利用这些结果，我们解释了在恒压下的系统中观察到的幂律行为。
2006-09-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mpemba effect in a sheared granular gas with velocity-dependent restitution
Tokyo University of Agriculture and Technology（东京农工大学）
研究了速度依赖性恢复系数的稀疏剪切颗粒气体中的Mpemba效应，通过基于Grad的矩方法的动能理论分析了剪切速率突然变化后的弛豫动力学，发现初始温度较高但起始状态为各向同性的系统比起始处于剪切稳态的系统弛豫更快，展示了温度演变中的明显Mpemba效应，并进一步展示了粘度Mpemba效应，通过弛豫曲线的交叉现象，多交叉现象由恢复系数的速度依赖性引入的额外内在时间尺度导致，为驱动颗粒气体中的多重Mpemba效应提供了最小的动能机制。
2026-05-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Discontinuous change of viscosity in a sheared granular gas with velocity-dependent restitution
Tokyo University of Agriculture and Technology（东京农工大学）
研究了具有速度依赖恢复系数的颗粒气体在剪切下的流变学，通过动力学理论推导出剪切粘度，并发现其在剪切速率下呈现S型依赖关系，从而在低剪切和高剪切区域之间出现粘度不连续变化，且均遵循Bagnold型标度。
2026-03-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Chapman-Enskog expansion about nonequilibrium states: the sheared granular fluid
求解动力学方程（例如玻尔兹曼方程）的Chapman-Enskog方法基于流体动力学场与均匀参考状态（例如，局部均衡）。本文提出了该方法的扩展，以便允许对远离平衡参考态的\emph{arbitrary}进行扩展。主要结果是一组流体动力学方程，用于研究从任意参考状态的变化，不同于通常的Navier-Stokes流体动力学，不以任何方式限制参考状态。该方法说明了剪切颗粒气体，不能使用通常的Navier-Stokes流体力学研究的应用程序。
2005-11-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unified description of long-time tails and long-range correlation functions for sheared granular liquids
基于广义脉动水动力学理论，对速度自相关函数的长时尾和等时空间关联函数的长程相关性进行了统一描述。预测了$t^{-3/2}$到$t^{-5/2}$的长时尾的交叉与密度无关，当$r$极限较大时，等时空间密度关联函数和等时空间速度关联函数分别满足$r^{-11/3}$和$r^{-5/3}$.
2010-01-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheological effects in the linear response and spontaneous fluctuations of a sheared granular gas
研究了定常均匀剪切流状态下稀颗粒气体温度均匀小扰动的衰减。利用基于非弹性Boltzmann方程的动力学理论，导出了微扰衰减的封闭方程。该方程包含了含时剪切流状态下气体的广义剪切粘度，因此预测了准弹性限度以外的流变效应。将理论计算结果与分子动力学模拟结果进行了比较，两者吻合较好。此外，昂萨格假设的回归波动是履行。
2012-12-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Broad distribution of stick-slip events in Slowly Sheared Granular Media: Table-top production of a Gutenberg-Richter-like distribution
我们监测粘滑位移的一个非常缓慢的驱动可移动的多孔顶板，通过剪切与包装相同的玻璃珠限制在一个托盘中的相互作用。当驱动在一个恒定的应力率，由粘滑不稳定性触发的大事件的位移和能量的分布表现出幂律响应，让人想起古腾堡-里克特定律的地震。小事件是准尺寸独立的，信号交叉从单珠运输到集体行为。
2007-06-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A direct link between active matter and sheared granular systems
近年来，人们注意到致密活性物质和剪切非晶态固体在机械性能上的相似性，但没有对潜在的机理进行严格的研究。我们开发了一个平均场模型，预测它们的临界行为在无限维中应该是等效的，直到一个重新缩放因子，该因子取决于所施加的场的相关长度。我们测试这些预测在二维使用一个新的数值协议，称为“非热准静态随机位移”，并发现这些平均场的预测是令人惊讶的准确在低维。我们确定了一个一般类的扰动，顺利插入之间的不相关的本地化的力量，发生在高持久性的限制密集的活性物质，和系统跨越相关的位移下发生的剪切。这些结果提出了一个通用的框架，预测流动，变形和失效的活性和剪切无序材料。
2021-08-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flow, Ordering and Jamming of Sheared Granular Suspensions
采用定体积分子动力学模拟研究了颗粒悬浮体在恒定剪切力作用下的流变特性。我们推导出系统的“流程图”中的体积分数/应力平面$(ϕ,F)$：在低$ϕ$的流动是无序的，与粘度服从Bagnold样的缩放只有在小$F$和发散的堵塞点接近，如果剪切应力是足够强，在较高的$ϕ$有序的流动状态被发现，有序/无序过渡的粘度急剧下降的标志。一个广泛的干扰区域也观察到，在类比与热系统的玻璃态区域，缓慢的动力学随后动力学逮捕时发生的有序过渡被阻止。
2008-02-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Does the Chapman--Enskog expansion for sheared granular gases converge?
本文讨论的基本问题是，对于非弹性硬球气体，切应力的部分Chapman-Enskog展开式$P_{xy}=-\sum_{k=0}^\infty η_k ({\partial u_x}/{\partial y})^{2k+1}$是否收敛。通过使用一个简单的动力学模型，它表明，在相反的弹性情况下，上述系列收敛，收敛半径增加与非弹性。有人认为，这一矛盾的结论是不是一个人工制品的动力学模型，可以理解的时间演变的缩放剪切速率在均匀剪切流。
2008-02-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
First normal stress difference and crystallization in a dense sheared granular fluid
采用事件驱动模拟方法研究了光滑非弹性硬盘中稠密剪切颗粒流体的第一法向应力差（${\mathcal N}_1$）和微观结构。虽然各向异性的波动速度的二阶矩，这是一个Burnett顺序的效果，是已知的祖正常应力差异{ \it稀}颗粒状流体，我们在这里表明，碰撞各向异性是负责正常应力行为的{ \it密集}限制。如同在弹性硬球流体中一样，对于稀流和中等密度流，${\mathcal N}_1$保持{ \it正}（如果在{ \it压缩}意义上定义应力），但在临界密度以上变为{ \it负}，这取决于恢复系数。由于颗粒的{ \it微观结构}重组而发生${\mathcal N}_1$的这种符号反转，这可以与在与剪切相反的方向上的{ \it平均}碰撞角$θ_{av}=π/4 \pm π/2$的优选值相关。我们还报告了剪切诱导{ \it晶体}的形成，信号开始在致密的颗粒流体中的流体-固体共存。不同的方法来考虑正常的应力差异进行了讨论的松弛型流变模型的框架。
2003-06-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology of dilute cohesive granular gases
对稀薄粘性颗粒气体的流变特性进行了理论和数值研究。剪切粘度和剪切速率之间的流动曲线是从具有简单剪切流中的方阱势的颗粒的非弹性Boltzmann方程导出的。结果表明：（i）稳定的均匀剪切状态只存在于临界剪切速率以上;（ii）均匀剪切流中的粘度与硬核颗粒的均匀剪切流中的粘度几乎相同。在临界剪切速率以下，团簇随时间增长，如果我们用团簇的平均直径代替颗粒的直径，则粘度可以近似为硬核流体的粘度。
2018-04-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Local and global avalanches in a 2D sheared granular medium
本文对由双分散光弹性圆盘构成的二维剪切非晶材料进行了实验和数值研究。我们分析了雪崩在剪切过程中的统计数据，包括局部和全局的能量波动和粒子位置和方向的变化。我们发现这些全球和当地的雪崩表示的幂律，其截止值随颗粒间的摩擦和包装分数的无标度分布。不同的指数被发现这些幂律依赖于数量的变化被提取。雪崩形状的时间的不对称性证明了雪崩主要是从剪切带触发的事实。一个简单的关系，独立于强度，被发现之间的局部雪崩和全球雪崩，他们形成的数量。我们还比较了这些实验和数值计算结果的本地和全球的波动预测平均场和脱钉理论。
2017-09-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mass transport of an impurity in a strongly sheared granular gas
本文从非弹性玻尔兹曼方程出发，计算了在简单剪切流作用下浸入颗粒气体中的杂质的输运系数。一个正常的解决方案是通过一个Chapman-Enskog样的扩展周围的局部剪切流分布，保留所有的流体动力学订单的剪切速率。由于剪切流引起的各向异性，需要张量来描述扩散过程，而不是传统的标量系数。的质量通量被确定为一阶的流体动力学场的偏差，从它们的值在参考状态。相应的输运系数给出的一组耦合的线性积分方程的解决方案，这是近似解决的，通过考虑在Sonine多项式展开的主导项。结果表明，这些广义系数偏离其弹性形式一般是相当重要的，即使是中等耗散。
2007-01-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic dynamics of a sheared granular medium
我们实验研究了库埃特几何中剪切颗粒介质的响应。该装置表现出预期的粘滑运动，我们探测它在非常间歇的制度，导致低驱动。对动态波动的统计分析显示出显著的波动性。我们观察到一个可能的稳定性的扭矩分布，让人想起高斯独立变量的稳定性。然而，在这种情况下，变量是相关的，分布是偏斜的。此外，整个动态间歇政权可以描述一个简单的随机模型，找到良好的定量协议与实验数据。有趣的是，一个类似的模型已被引入到研究磁畴壁运动，巴克豪森噪声的来源。我们的研究表明了不同复杂现象之间的有趣联系，并揭示了一些意想不到的特征，这些特征仍有待解释。
2008-10-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Impurity in a sheared inelastic Maxwell gas
考虑非弹性Maxwell模型下的Boltzmann方程，研究了均匀剪切流驱动下颗粒气体中杂质（或入侵者）的动力学行为。分析是基于一个精确的解决方案的Boltzmann方程的颗粒二元混合物。它适用于任意远离平衡的条件（剪切速率$a$的任意值）和混合物参数的任意值（颗粒质量$m_i$、摩尔分数$x_i$和恢复系数$α_{ij}$）。在示踪剂极限下，当入侵物种的摩尔分数为零时，发生非平衡相变。因此，我们身份有序的阶段，入侵者承担有限的贡献的混合物的性质，在一个区域的参数空间，详细制定。这些发现扩展了以前对普通麦克斯韦气体的结果，并进一步表明耗散导致新的有序相。
2011-12-09 cond-mat.stat-mech
Effective temperature and jamming transition in dense, gently sheared granular assemblies
我们提出了广泛的计算结果的有效温度，定义的波动耗散关系的均方位移和平均位移的晶粒，在一个弱的，外部扰动的作用下，剪切，双分散颗粒包装的可压缩球体。我们研究了这个参数的剪切速率和体积分数，颗粒的类型和可观察到的波动耗散关系的依赖性。我们发现系统中不同示踪粒子的温度相同。对于足够慢的剪切，温度变得与剪切速率无关，这表明它是堵塞填料的有效温度。然而，我们也表明，协议的有效温度为不同的可观的只是近似的，很长一段时间，这表明，这个定义可能无法捕获系统的全部热力学。另一方面，我们发现之间的动态有效温度和紧凑性计算假设所有堵塞状态是等概率的。因此，温度的这个定义可以捕获颗粒材料的遍历假设的一个实例，如由理论形式主义提出的堵塞。最后，我们的模拟表明，平均剪切应力和表观剪切粘度遵循通常的复杂流体的剪切速率的关系。我们的研究结果表明，剪切的应用诱导堵塞在填料的颗粒相互作用的切向力。
2005-11-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stick-slip instabilities in sheared granular flow: the role of friction and acoustic vibrations
本文提出了一个致密颗粒材料的剪切流理论。该理论的一个关键因素是有效温度，它决定了材料如何响应外部驱动力，如剪切应力和振动。我们表明，在我们的模型中，即使材料在较大的速率下发生速率强化，颗粒之间的摩擦也会在中等剪切速率下产生粘滑行为。此外，外部产生的声振动改变粘滑振幅，或完全抑制粘滑，这取决于压力和剪切速率。我们构建了一个相图，表明粘滑发生在一个固定的振幅和频率的声振动的存在和不存在的参数制度。这些结果将微观物理学与宏观动力学联系起来，从而产生了关于各种颗粒现象的有用信息，包括沿地震断层的破裂和滑动、不稳定性的远程触发以及材料加工中摩擦的控制。
2015-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Mass transport in a strongly sheared binary mixture of Maxwell molecules
从Boltzmann动力学方程精确地确定了均匀剪切流下Maxwell分子二元混合物的输运系数。一个正常的解决方案是通过一个Chapman-Enskog样的扩展周围的局部剪切流分布，保留所有的流体动力学订单的剪切速率。在第一阶的膨胀的质量通量是成比例的摩尔分数，压力和温度的梯度，但由于各向异性引起的系统中的剪切流，相互扩散，压力扩散和热扩散张量的识别，而不是传统的标量系数。这些张量是根据剪切速率和混合物的参数（颗粒质量、浓度和力常数）获得的。在计算机模拟中引入外部恒温器以补偿粘性加热的情况下和存在外部恒温器的情况下进行描述。正如预期的那样，分析表明，有和没有恒温器的结果之间没有简单的关系。在示踪剂极限情况下，说明了三个扩散张量对剪切速率的依赖关系，结果表明广义输运系数偏离其平衡形式在一般情况下是相当重要的。最后，广义输运系数与动量和热量输运的玻尔兹曼方程的模型动力学方程进行评估。
2007-09-07 cond-mat.stat-mech
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
Grain fragmentation in sheared granular flow: weakening effects, energy dissipation, and strain localization
我们描述的剪切流动的无序颗粒状材料中存在的晶粒断裂使用的剪切转换区（STZ）理论的非晶塑性适应系统与硬核颗粒间的相互作用。为此，我们开发的运动方程为这个系统在一个类似于分子玻璃的分析中使用的热力学框架。对于硬核系统，内部的构型无序的量由致密性$X = \partial V / \partial S_C$表征，其中$V$和$S_C$分别是体积和构型熵。基于断裂力学，用特征晶粒尺寸$a$随时间演变的本构方程描述晶粒破碎。我们表明，晶粒破碎是一种弱化机制，显着降低在大应变率的流动应力，如果材料是率强化的字符。此外，我们还表明，如果颗粒状材料是足够的年龄，空间不均匀性的配置混乱的结果在应变局部化。我们还表明，晶粒分裂在小的剪切应变下的粉碎显着，而晶粒磨损成为主导在大的剪切位移。
2014-02-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Arrest stress of uniformly sheared wet granular matter
我们进行了广泛的独立的数值实验，考虑无摩擦磁盘没有内部自由度（旋转等）。在二维空间里。我们在这里报告，对于一个大范围的包装分数低于随机紧密包装，所有组件的湿颗粒材料的应力张量在零剪切速率的限制保持有限。这是流体到固体停滞转变的直接证据。剪切应力的偏移值表征了停滞状态的塑性形变{其对应于系统的{ \em动态屈服应力}}。{基于分析论证，我们提出每个颗粒的平均毛细管桥数$ν$遵循对填充分数$ϕ$和毛细管能量$\vareps$的非平凡依赖性。最值得注意的是，我们表明，$ν$是一个通用的和通用的量，它不依赖于驱动协议。使用这个通用的量，我们计算的制动应力，$σ_a$，分析的基础上的平衡的能量注入率，由于外力驱动的流动和耗散率占毛细管桥的破裂。$σ_a$的所得预测是填充分数$ϕ$和毛细管能量$\vareps$的非线性函数。这个公式提供了一个很好的，无参数的数值数据预测。修正小和大包装分数的理论连接到剪切带的出现和排斥颗粒相互作用的应力的贡献，分别。
2015-06-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scale-free channeling patterns near the onset of erosion of sheared granular beds
侵蚀塑造了我们的景观，当流体对沉积层施加足够的剪切应力时，就会发生侵蚀。是什么在微观层面上控制侵蚀仍然存在争议，特别是在临界点附近，迫使它停止。在这里，我们研究实验的集体动力学的移动粒子，使用一个设置，系统自发地演变对侵蚀发病。我们发现侵蚀通量的空间组织在空间上是不均匀的，并且沿着局部通量$σ$的通道发生，其分布在阈值附近显示缩放并且遵循$P(σ)\sim J/σ$，其中$J$是平均侵蚀通量。通道在强迫方向上有很强的相关性，但在横向上没有。我们表明，这些结果定量同意的模型，其中的动力学是由无序（通道移动粒子）和粒子相互作用（减少沟道）的竞争。这些观察结果支持，层流，侵蚀是一个动态的相变的份额相似的塑性脱钉过渡发生在肮脏的超导体。我们在这里介绍的方法也可以应用于探测这些系统。
2016-06-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Tracer diffusion coefficients in a sheared inelastic Maxwell gas
在非弹性麦克斯韦模型的玻尔兹曼方程框架下，研究了剪切颗粒气体中杂质的输运性质。在这里，我们调查发现在这样的系统中，其中的示踪剂物种进行的总动能（有序相）的有限部分的非平衡相变的影响。为此，扩散系数首先获得的颗粒二元混合物在空间非均匀状态接近简单剪切流。在这种情况下，一组耦合玻尔兹曼方程求解的Chapman-Enskog-like的扩展周围的（本地）剪切流分布的每一个物种，从而保留所有的流体动力学阶的剪切速率$a$。由于剪切流引起的各向异性，需要三个张量$D_{ij}$，$D_{p,ij}$和$D_{T,ij}$来描述质量输运过程，而不是传统的标量系数。这些张量给出的一组耦合的代数方程的解决方案，这可以是\emph{exactly}解决的函数的剪切速率$a$，恢复系数$α_{sr}$和参数的混合物（质量和组成）。一旦获得了任意摩尔分数$x_1=n_1/(n_1+n_2)$的$D_{ij}$、$D_{p,ij}$和$D_{T,ij}$的形式（其中$n_r$是物质$r$的数密度），则仔细考虑上述三种扩散张量的示踪极限（$x_1\to 0$）。这些系数的显式形式推导表明，它们的剪切速率的依赖性显着影响的有序-无序过渡。
2016-05-05 cond-mat.stat-mech
Segregation of granular binary mixtures by a ratchet mechanism
我们报告的隔离计划颗粒二元混合物，其中的隔离是由一个棘轮机制实现的垂直动摇的不对称锯齿形基地在一个准二维的盒子。我们已经研究了这个系统的计算机模拟，发现大多数二元混合物可以分离使用适当选择的棘轮，即使在两个组件中的颗粒具有相同的大小，不同的只是在他们的正常恢复系数或摩擦系数。这些结果表明，可以使用我们的方法分离原本不分离的颗粒混合物的组分。
2001-02-16 cond-mat.stat-mech
Size Segregation and Convection of Granular Mixtures Almost Completely Packed in the Rotating Thin Box
对转鼓内几乎完全填充的颗粒混合物的尺寸偏析进行了有效的模拟和简要的分析。代替3D鼓，我们模拟2D旋转薄盒，几乎完全填充颗粒混合物。模拟结果定性地再现了三维实验中所发现的径向分凝斑图的相位反转现象，并进行了简要的分析。此外，在我们的模拟中，一个全球性的对流后，径向偏析格局形成，并导致轴向偏析格局。
1999-11-04 cond-mat.stat-mech
Energy non-equipartition in multicomponent granular mixtures
本文研究了由任意多个组分组成的颗粒流体的能量不均分问题。我们专注于一个简单的平均场模型，麦克斯韦碰撞算子内核的基础上，并预测的物种的温度比。此外，我们进行直接蒙特卡罗模拟，以验证预测。
2005-09-13 cond-mat.stat-mech
Sheared granular matter & the empirical relations of seismicity
与地震发生和地震动力学有关的摩擦不稳定性被认为主要受断层尺度内破碎岩石的动力学控制。新出现的地震活动的主要特征（例如，间歇性动力学和广泛的时间和/或能量尺度）已经被简单的实验装置所复制，例如，其中涉及颗粒物质顶部的缓慢驱动滑块。然而，这些设置往往是物理上的限制，可能不允许一个确定的具体功能的基本性质，因此，普遍性和一般性的实验观察。在这里，我们解决这个挑战的弹簧滑块实验的数值研究的基础上的二维离散元方法模拟，这使我们能够控制的颗粒物质和滑块的表面的属性，例如。准静态加载后，粘滑型行为出现，这是一个稳定的滑动制度在有限的驱动速率，在协议与实验观察。在阻尼，颗粒间摩擦，颗粒多分散性等大的参数范围内，与前政权相关的类似地震的动力学结果在几个强大的无标度的统计特征也在实验中观察到。乍一看，这些关系与地质尺度上构造地震活动性的主要经验关系非常相似。然而，我们发现，与构造余震相关的相关性是不存在的，这样的Omori-Utsu关系的起源，余震生产力关系，和Båth的关系在模拟中是根本不同的构造地震活动的情况下。我们认为，以前的实验室实验也是如此。
2021-07-23 cond-mat.other cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universality of temperature distribution in granular gas mixtures with a steep particle size distribution
对颗粒状气体混合物中颗粒温度的分布进行了解析和数值研究。我们分析了均匀冷却状态下的空间均匀系统和均匀加热下的质量依赖的加热速率$Γ_k\sim m_k^γ$。我们表明，陡峭的粒度分布的颗粒的颗粒温度服从普遍的幂律分布，$T_k \sim m_k^α$，其中的指数$α$不依赖于一个特定形式的粒度分布，物种的数量和非弹性的晶粒。此外，对于HCS，$α$是普适常数，并且对于加热气体，$γ$分段线性地依赖于$γ$。我们的标度理论的预测与数值结果吻合得很好。
2014-03-20 cond-mat.stat-mech
The shearing instability of a dilute granular mixture
研究了由光滑非弹性硬球或硬盘组成的稀散颗粒混合物的剪切不稳定性。通过使用Navier-Stokes流体动力学方程，它示出的缩放横向速度模式表现出发散的行为，类似于发生在单组分系统。临界尺寸的理论预测与直接的蒙特卡罗模拟的玻尔兹曼方程描述的系统进行了比较，并发现一个很好的协议。在过渡附近的总能量起伏的规模与分布的二阶矩。标度分布函数与其他平衡和非平衡相变中的标度分布函数相同，表明存在某种普适性。
2013-02-19 cond-mat.stat-mech
Dynamics and steady state of a vibrated granular binary mixture model
分析了颗粒状二元混合物的动力学演化模型。该系统被提交到攻丝程序，类似于在实际实验中所做的。在弱振动极限下，导出了轻敲过程的有效动力学，并解析地得到了稳态概率分布，该稳态概率不依赖于构型的细节，而只依赖于两种粒子各自的粒子数.根据逸度的值，系统可以几乎充满小颗粒或大颗粒，即，存在分离效应。
2003-09-15 cond-mat.stat-mech
A molecular dynamics "Maxwell Demon" experiment for granular mixtures
我们报告了一系列的分子动力学模拟和调查的可能性，以分离的非弹性硬球的颗粒混合物，通过大力摇动它在一个盒子里由两个相连的隔间。作为其单组分对应物，该系统表现出完全由于颗粒-颗粒碰撞的非弹性而引起的“左右”对称性破缺，并通过增加粒子数量来触发。在颗粒密度较大的隔间中，我们观察到以重颗粒为主的部分偏析。然而，这个隔间仍然具有比另一个更高的轻粒子密度，这是光丰富的。密度，颗粒温度和各向异性的压力分布进行监测。我们还讨论了如何构建一个相关的序参量为这个过渡，并表明，由此产生的分歧图是由大的波动。
2002-12-03 cond-mat.stat-mech
Heat flux of driven granular mixtures at low density. Stability analysis of the homogeneous steady state
进一步考虑先前从Boltzmann方程的Chapman-Enskog解获得的低密度驱动颗粒混合物的Navier-Stokes阶流体动力学方程[Khalil和Garzó，Phys. Rev. E \textbf{88}，052201（2013）]。与热通量的四个传输系数得到的质量比，尺寸比，组成，恢复系数，和驱动参数的模型。它们对系统控制参数的定量变化通过考虑Sonine多项式展开中的主导项来求解精确积分方程来证明。作为这些结果的应用，研究了齐次定态的稳定性。与未驱动颗粒混合物中的结果相反，线性化Navier-Stokes流体动力学方程的稳定性分析表明，横向和纵向模式是（线性）稳定的足够长的波长激发。这一结论与以前对单颗粒气体的分析一致。
2018-01-23 cond-mat.stat-mech
Comment on "Kinetic theory models for granular mixtures with unequal granular temperature: Hydrodynamic velocity" [Phys. Fluids 33, 043321 (2021)]
对J.Solsvik和E. Manger，“具有不相等颗粒温度的颗粒混合物的动力学理论模型：流体动力学速度”，物理流体\textbf{33}，043321（2021）。
2021-08-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spontaneous Stratification in Granular Mixtures
颗粒材料在受到外部周期性扰动（如振动）时会发生尺寸偏析。此外，在没有外部扰动的情况下，不同大小的颗粒的混合物会自发分离：当混合物被简单地倒在一堆上时，大颗粒更有可能在底部附近找到，而小颗粒更有可能在顶部附近。在这里，我们报告了一个自发的现象时，我们倒在两个垂直板之间的混合物：混合物自发分层成交替层的小颗粒和大颗粒时，大颗粒比小颗粒粗糙。相比之下，我们发现只有自发偏析时，大颗粒比小颗粒更圆。分层与雪崩的发生有关;在每次雪崩期间，包含雪崩的颗粒通过“扭结”机制自发地分层成一对层，小颗粒在大颗粒层下面形成子层。
1998-09-30 cond-mat.stat-mech
Segregation induced by inelasticity in a vibrofluidized granular mixture
我们调查的偏析的一个致密的二元混合物的粒状颗粒，不同的只是在他们的恢复系数。混合物在重力作用下垂直振动。我们发现了一个部分隔离的物种，大多数耗散粒子在耗散较少的。即使一种类型的颗粒是弹性的，也会发生偏析。为了对该系统进行完整的描述，我们研究了微观尺度（少数颗粒直径）的流体结构。密度和温度对分布函数在相同密度下相对于平衡分布函数表现出强烈的增强。特别地，更无弹性的颗粒成对地聚集在一起（微观偏析）的可能性增加。显微镜下，分离是浮力驱动的，通过在更无弹性的颗粒周围出现致密和冷的区域。
2008-05-19 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium thermodynamics in sheared hard-sphere materials
我们结合剪切转变区（STZ）理论的非晶塑性和爱德华兹的颗粒材料的统计理论来描述剪切流动的无序系统的热化硬球。该系统的运动方程的统计热力学框架内开发类似的分子玻璃的分析中使用的。对于硬球，系统体积$V$代替传统统计力学中作为熵$S$的函数的内能$U$。代替有效温度，压实性$X = \partial V / \partial S$表征无序的内部状态。我们推导出STZ运动方程的粒状材料，相应地，并预测的应变率作为一个函数的比的剪切应力的压力为不同的值的无量纲，温度类变量附近的堵塞过渡。我们使用我们的理论的简化版本来解释Haxton，Schmiedeberg和Liu的数值模拟，并以这种方式能够获得有关内部速率因子以及干扰和玻璃化转变之间关系的有用见解。
2012-04-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elastic Energy, Fluctuations and Temperature for Granular Materials
我们探测，使用模型系统，弹性和动能剪切颗粒材料。对于足够大的$P/E_y$（压力/杨氏模量）和$P/ρv^2$（$P/$动能密度），弹性支配动能，并且能量波动本质上主要变为弹性。在最近的实验中可能已经达到了这种状态。我们考虑一个泛化的颗粒温度，$T_g$，与动力学和弹性条款，并顺利地从一个政权到其他的变化。该$T_g$与根据平衡统计力学调整的温度大致一致。
2003-07-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical compressibility of dense granular shear flows
Bagnold [1]已经证明，当缓慢剪切时，硬不可变形球体的组合可以表现为可压缩介质，因为这种系统的平均密度有效地取决于围压。在这里，我们使用离散元模拟显示存在的横向和矢状波与此动态压缩性。为此，我们研究了这些波的共振在一个线性库埃特细胞和比较的结果与那些预测从连续的局部本构关系。
2012-12-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical scaling near jamming transition for frictional granular particles
对剪切摩擦颗粒材料在堵塞转变附近的临界流变进行了数值研究。它被证实存在一个真正的临界密度的屈服应力的开始，和两个虚拟的临界密度的流变特性的标度律的特征。我们发现存在一个滞后回线之间的两个临界密度为每个摩擦系数。值得注意的是，无摩擦堵塞过渡的临界标度律似乎仍然有效，即使摩擦堵塞，尽管使用虚拟的临界密度值。
2011-03-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusion in multicomponent granular mixtures
本研究推导了均匀冷却态下多分散颗粒气体中颗粒的均方位移，涵盖不同尺寸与质量组分，并探讨了恒定与随时间变化的恢复系数模型，得出陡峭尺寸分布下MSD尺寸依赖性的普适定律。
2024-02-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Understanding the approximations of mode-coupling theory for sheared steady states of colloids
各种模式耦合理论（MCT）的近似缺乏清晰度，即使在平衡状态下，也很难理解剪切稳态的各种MCT方法之间的关系以及它们的有效性。在这里，我们试图理解这些近似间接推导MCT方程通过两种不同的方法剪切下的胶体系统，第一，通过微观的方法，建议由Zaccarelli等人，第二，通过波动的流体力学，在推导中使用的近似是相当清楚的。我们的理论与一些现有的理论的定性相似性表明，线性响应理论可能会在各种近似中发挥作用，用于推导这些理论，并且在将它们应用于任意远离平衡的系统时需要小心，例如颗粒系统或剪切非常强时。作为我们计算的副产品，我们得到了Yvon-Born-Green（YBG）方程的剪切系统的扩展，并在随机相位近似的假设下，YBG方程产生的扭曲的结构因子，这是以前通过不同的方法得到的。
2015-09-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistical Mechanics of segregation in binary granular mixtures
我们讨论了混合/偏析现象的示意性硬球晶格模型的二元混合物的颗粒介质，通过分析评估，在Bethe-Peierls近似下，爱德华兹的配分函数。系统中流体-晶体相变的存在驱动偏析作为相分离的一种形式。在纯相内，重力也可以引起一种与相变无关的垂直偏析。
2004-05-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
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
Mass and heat fluxes for a binary granular mixture at low-density
本文进一步研究了由Boltzmann方程的Chapman-Enskog解得到的低密度颗粒混合物的Navier-Stokes阶流体动力学方程。给出了二元混合物中与质量和热通量相关的六个输运系数随质量比、粒径比、组成和恢复系数的变化关系。他们的定量变化在这个参数集证明使用低阶Sonine多项式近似求解精确的积分方程。结果也被用来量化违反的Onsager倒数关系的颗粒混合物。最后讨论了均匀冷却状态的稳定性。
2006-02-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
