Power-law friction in closely-packed granular materials
为了了解密排颗粒材料中摩擦的本质，对颗粒层在等压平面剪切作用下进行了离散元模拟。结果表明，摩擦系数与剪切速率成幂函数关系，其指数与材料常数无关。使用一个无量纲的参数，即惯性数，幂律可以被转换成一种广义的形式，使得不同围压下的摩擦系数在同一条曲线上崩溃。我们表明，体积分数也服从幂律。
2007-05-08 cond-mat.soft
A microscopic theory for discontinuous shear thickening of frictional granular materials
本文推广了无摩擦颗粒材料流变学的一个新理论[K. Suzuki和H. Hayakawa，Phys. Rev. Lett. 2015，115，098001]的情况下，摩擦盘在两个维度上。采用分子动力学模拟的摩擦接触模型，从广义Green-Kubo公式出发，推导出剪切应力、颗粒温度和自旋温度的差分方程，其中所有项均由微观表达式给出.差分方程的数值解不仅描述了流动曲线，而且再现了剪切应力的滞后，这可以是摩擦盘的不连续剪切增厚的签名。
2017-03-07 cond-mat.soft
Frictional weakening of a granular sheared layer due to viscous rolling revealed by Discrete Element Modeling
本研究利用离散元模拟三维剪切颗粒层，通过参数分析揭示滚动黏性阻尼与滚动阻力相互竞争并导致摩擦弱化，强调建模时须考虑该效应。
2023-10-24 cond-mat.soft physics.geo-ph
Dilatancy of frictional granular materials under oscillatory shear with constant pressure
本文对二维摩擦颗粒系统在定常压力作用下的振荡剪切进行了数值模拟。我们发现，该系统经历的应变增加的双折射。我们证实，压实也发生在一个中间的应变幅度为一个小的相互摩擦系数之间的颗粒。压实度与围压有关，而压实度与围压关系不大。
2021-02-03 cond-mat.soft
Granular temperature controls local rheology of vibrated granular flows
该研究通过数值模拟揭示受振剪切颗粒流的局部流变规律，发现颗粒温度可降低摩擦与组构各向异性，结合带耗散热方程实现系统封闭，为稠密颗粒流研究提供通用方法。
2024-05-21 cond-mat.soft physics.geo-ph
Deformation of a rotated granular pile governed by body-force-dependent friction
尽管颗粒摩擦力的重力依赖性对于理解各种自然现象至关重要，但其精确表征是困难的。我们提出了一种方法来表征颗粒摩擦在各种重力（体力）条件下控制的离心力，具体来说，旋转颗粒堆的变形进行了测量。为了理解这桩观测到的非平凡变形的力学机制，我们引入了一个考虑局部力平衡的分析模型。实验数据和理论模型之间的良好一致性表明，变形简单地由净体积力（重力和离心力之和）和摩擦角。从实验结果中精确地测量了颗粒摩擦力的体力依赖性。结果表明，颗粒形状影响颗粒摩擦力的体力依赖程度。
2021-12-05 astro-ph.EP cond-mat.soft
Linear stability and viscoelastic response in weakly jammed frictional granular systems
Toyota Central R&D Labs., Inc.（丰田中央研究所有限公司）
本研究针对含接触摩擦的颗粒系统，用离散元法模拟摩擦球静态堆积物，解决游离颗粒识别问题并分析能量矩阵谱，发现谱的中高频区与摩擦系数、堆积分数无关。
2026-09-01 cond-mat.soft
Scaling Theory of Giant Frictional Slips in Decompressed Granular Media
当压缩的摩擦颗粒介质被减压时，通常在低压下产生脆性构造。通常，这伴随着脆弱状态崩溃时的巨大摩擦滑动。我们表明，这种不稳定性是理解在理论上可计算的振幅和指数的标度理论。振幅在热力学极限范围内发散，暗示减压颗粒介质中可能存在巨大的摩擦滑动事件。这种滑移的物理讨论的概率分布函数的切向力和法向力的颗粒是高度相关的，由于库仑条件。
2018-05-27 cond-mat.soft
On the interaction of dilatancy and friction in the behavior of fluid-saturated sheared granular materials: a coupled Computational Fluid Dynamics--Discrete Element Method study
Department of Civil and Environmental Engineering, University of Houston（休斯顿大学土木与环境工程系）
本研究通过耦合CFD-DEM方法，探讨了流体饱和颗粒材料中膨胀与摩擦的相互作用，揭示了破坏模式受孔隙压力控制，并改进了饱和颗粒破坏的机理理解。
2025-12-24 cond-mat.soft physics.geo-ph
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
Flow-Arrest Transitions in Frictional Granular Matter
采用恒应力离散元模拟方法研究了摩擦颗粒物质剪切流动与剪切停止状态之间的转变。通过使摩擦颗粒的稀体系经受恒定的外部剪切应力和压力，摩擦依赖的临界剪切应力和密度被清楚地识别，两者都表现出低摩擦和高摩擦之间的交叉。临界剪切应力分叉两个非平衡稳态：（i）稳定状态的剪切流的特征在于一个恒定的变形速率，和（ii）剪切制动的特征在于时间衰减蠕变到一个静态稳定状态。在临界剪切应力以下的时间$t_{c}$发生制动，该时间表现出重尾分布，其均值和方差在临界剪切应力下以幂律发散，具有摩擦依赖指数，该指数也表现出低摩擦和高摩擦之间的交叉。这些观察结果表明，临界剪切应力附近的颗粒逮捕是高度不可预测的，并强烈影响颗粒间摩擦。
2019-01-30 cond-mat.soft
Friction-dependent rheology of dry granular systems
理解颗粒集合体的流变性对于自然和工程系统是重要的，但是颗粒间摩擦（或微观摩擦）和宏观摩擦之间的关系仍然没有得到很好的理解。在这项研究中，使用离散元法（DEM）与球形颗粒和现实的接触法律，我们调查了颗粒系统的力学与广泛的颗粒间的摩擦系数，旨在建立一个依赖于摩擦的流变干颗粒流。相应的结果表明，颗粒间摩擦力的增加使有效摩擦系数$μ_{\textrm{eff}}$显著增大，同时使系统的固相率减小，并使划分准静态区和中间流区的过渡惯性数增大.我们进一步提出了一个新的无量纲数$\mathcal{M}$，作为惯性效应和摩擦效应之间的比值，它类似于颗粒柱坍塌中的有效长宽比，并将颗粒间摩擦的影响与惯性数统一起来。然后，我们建立了$\mathcal{M}$和无量纲颗粒温度，$Θ$之间的关系，以进一步普及颗粒间摩擦的影响。这一研究将拓宽$μ(I)$流变学在自然和工程体系中的应用，并有助于建立更通用的复杂颗粒体系本构模型。
2022-05-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
History-dependent deformation of a rotated granular pile governed by granular friction
我们实验研究了旋转引起的颗粒变形的历史依赖性。作为初始状态，我们制备了一个准二维的颗粒堆，其顶点位于旋转轴上，其初始倾角为休止角。旋转速率从$0$增加到$620$ ~（rpm），然后降低回到$0$。在旋转过程中，旋转颗粒堆的变形被摄像机捕获。根据获取的图像数据，测量颗粒摩擦系数$μ$作为离心力和重力之比$Γ$的函数。为了系统地评估$μ$在增加（旋转上升）和减少（旋转下降）的旋转速率制度中的变化，将变形颗粒堆的表面轮廓拟合到考虑重力、摩擦力和表面处的离心力之间的力平衡的模型。我们发现，$μ$值在增加的$Γ$制度中增长。然而，当$Γ$减少时，$μ$不能恢复其初始值。旋转颗粒堆的一部分历史相关行为可以通过力平衡模型来理解。
2022-06-02 cond-mat.soft
Training, Memory and Universal Scaling in Amorphous Frictional Granular Matter
我们报告了一个联合的实验和理论研究的无定形摩擦颗粒组件的循环训练，特别注意记忆的形成和保持。介绍了耗散和紧致化的措施，最后提出了一个用于减少耗散和增加内存的标度律。这种标度律预计是通用的，不敏感的颗粒之间的弹性和摩擦相互作用的细节。
2018-01-07 cond-mat.soft
Scaling laws for frictional granular materials confined by constant pressure under oscillatory shear
本文采用数值方法研究了二维定常压力下摩擦颗粒系统在振荡剪切作用下的流变特性。发现了储能和损耗模量与缩放应变幅的几个标度律，大应变幅下塑性区的标度律可以通过接触力的角分布来理解。通过考虑物理机制，估计了标度指数。
2020-04-16 cond-mat.soft
Shear zones in granular mixtures of hard and soft particles with high and low friction
针对硬软摩擦特性不同的颗粒混合物剪切区更宽的实验现象，通过离散元模拟揭示颗粒间摩擦和弹性模量对剪切带特性的共同调控作用及摩擦对应力响应的强影响，深化了剪切带形成的微力学认识。
2023-11-06 cond-mat.soft
Axisymmetric column collapses of bi-frictional granular mixtures
本文使用离散元方法研究双摩擦颗粒混合物的柱体坍塌，提出新的有效初始纵横比以统一描述滑移距离，并分析运动学偏离幂律缩放的原因及初始固相分数的影响。
2022-12-29 cond-mat.soft
Role of friction in pattern formation in oscillated granular layers
颗粒流中的颗粒通常被建模为无摩擦（光滑）的非弹性球体;然而，不存在无摩擦颗粒，就像不存在弹性颗粒一样。我们的分子动力学模拟表明，摩擦是必不可少的垂直振荡颗粒层的逼真建模：模拟无摩擦颗粒产生的模式，在一个容器的加速度约30%，小于在实验和模拟摩擦中观察到的发病。更重要的是，即使正方形和六边形的图案形式为一个广泛的振动参数在实验中，在我们的模拟摩擦非弹性粒子，只有条纹图案的形式在模拟中没有摩擦，即使非弹性增加，以获得尽可能多的耗散摩擦粒子。我们还考虑了颗粒摩擦力对冲击波的影响，冲击波是颗粒层每次撞击容器时形成的。虽然冲击波仍然形成无摩擦的颗粒，高度和时间的依赖性的流体动力场的情况下，有摩擦和没有摩擦。
2006-08-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
From force distribution to average coordination number in frictional granular matter
本文研究了堵塞颗粒介质中法向和切向摩擦力的联合概率分布$P_μ(f_t, f_n)$，特别是当$μ= \infty$ .一个普遍的比例定律被发现折叠的数据$μ=0$ $\infty$证明力分布$P_μ(f_t, f_n)$和平均配位数，$z^μ_c$之间的联系。结果确定了有限摩擦系数下的$z_c^μ$，将等静压颗粒填料的约束计数论证推广到有限摩擦填料。
2008-08-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Friction and dilatancy in immersed granular matter
滑动板在薄颗粒层上的摩擦服从阿蒙顿-库仑定律。我们提出了一个大的实验结果表明，在几十年的值，有效的动态摩擦系数既不依赖于间隙流体的粘度，也不依赖于剪切层中的珠的大小，这证实了在很宽的实验参数范围内的固-固摩擦的类比。我们准确地确定了颗粒层的粘性，这依赖于晶粒尺寸和滑块速度可以定性地考虑整个浆料的流变行为。然而，额外的结果，通过化学处理的晶粒表面的改性后得到的，表明颗粒物质的流动特性的理论描述，即使浸入，需要考虑到晶粒表面的详细特性。
2008-06-10 cond-mat.soft
Shear modulus and reversible particle trajectories of frictional granular materials under oscillatory shear
在这项研究中，我们数值研究的机械响应和轨迹的摩擦颗粒在振荡剪切下的可逆阶段，颗粒轨迹形成闭环屈服点以下。当摩擦系数较小时，储能模量表现出软化，损耗模量在准静态极限下保持有限。随着摩擦系数的增加，软化和残余损耗模量被抑制。的存储和损耗模量满足标度律，如果它们被绘制为由应变振幅和颗粒的直径划分的环轨迹的面积的函数，至少对于它们的小值。
2021-05-28 cond-mat.soft
Friction vs Texture at the Approach of a Granular Avalanche
我们进行了一个新的分析接近稳定极限的颗粒床的颗粒纹理。我们的分析是基于一个独特的标准的摩擦动员在一个模拟的二维包装。通过这种方式，我们恢复了粒状结构的双峰特征，以及在不同接触群体的意义上弱相和强相的共存。此外，我们证明了弱接触网络中存在一个定义良好的接触子集。这些接触的特点是它们的重要摩擦，并形成一个高度连贯的人口结构。它们对力链起对抗作用。因此，我们能够区分弱相的非相干接触和相干接触，并指定后者在不稳定过程中发挥的作用。
2005-05-04 cond-mat.soft
Effects of interparticle friction on the response of 3D cyclically compressed granular material
数值研究了颗粒间摩擦系数对三维球形颗粒循环纯剪切响应的影响。我们专注于颗粒的旋转和平移，并着眼于这些位移的空间分布以及它们的概率分布函数。我们发现，随着摩擦力的增加，剪切带变得更薄，更明显。在低摩擦下，粒子旋转的幅度均匀地分布在系统中，因此大多独立于仿射和非仿射粒子平移。相反，在高摩擦时，旋转强烈地局限于剪切区。这项工作表明了研究颗粒间摩擦对颗粒材料对周期性强迫的响应的影响的重要性，这既可以更好地理解旋转如何与剪切颗粒系统中的平移相关，也可以更好地理解周期性强迫对行星科学和工业中大多数实际应用的相关性。
2021-03-02 cond-mat.soft
Shear Jamming in Granular Experiments without Basal Friction
在低于等静压堵塞密度（$ϕ_c$）的条件下，剪切应变可导致摩擦颗粒系统的堵塞状态。然而，目前还不清楚摩擦力对这种所谓的剪切干扰有多大影响。在这类实验中，摩擦以两种方式出现：粒子之间的摩擦，以及粒子与其所处基础之间的摩擦。在这里，我们研究如何颗粒底部摩擦，或基础摩擦，影响剪切堵塞准二维实验。为了研究这个问题的实验，我们施加简单的剪切无序包装的光弹性磁盘。我们可以通过将颗粒浸入密度匹配的液体中来调节颗粒的基底摩擦，从而去除颗粒和基底之间的法向力，从而去除颗粒和基底之间的摩擦。我们记录了总的剪切应力，粒子运动，以及粒子的光弹性响应。我们比较干燥和浸泡样品的剪切响应，这使我们能够确定基础摩擦如何影响剪切堵塞。研究结果表明，改变基础摩擦力可以改变剪切堵塞点，但不能改变剪切堵塞的基本现象。
2014-08-08 cond-mat.soft
Effective Wall Friction in Wall-Bounded 3D Dense Granular Flows
我们报告的数值模拟颗粒剪切流动之间的两个平面，但摩擦的侧壁。观察到不同的应变局部化特征的新制度。它们起源于侧壁处的耗散和大部分流动中的耗散之间的竞争。侧壁处的有效摩擦的特征在于（有效摩擦系数和摩擦力的方向）为每个政权，并指出其相互依赖的滑移和力的波动。我们提出了一个简单的标度律连接的滑移速度的颗粒温度的主流方向，自然导致另一个标度律的有效摩擦。
2015-09-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
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
The Role of Friction in Compaction and Segregation of Granular Materials
我们调查的作用，摩擦压实和偏析的粒状材料结合爱德华兹的热力学假设与一个简单的力学模型和平均场为基础的几何计算。具有大摩擦系数的单一物种的系统被发现紧凑less.Binary混合物的摩擦性能不同的颗粒被发现在高compacticities隔离，相反，颗粒混合物的大小不同，在低compacticities隔离。生成了两种物质的分离与摩擦系数的相图。最后，偏析的特征直接与体积分数相关，而不需要明确使用尚未明确的压实度概念。
2003-08-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Friction of a slider on a granular layer: Non-monotonic thickness dependence and effect of boundary conditions
我们调查的有效摩擦所遇到的质量滑动颗粒层作为床层厚度和边界粗糙度条件的函数。所观察到的摩擦具有最小值的一个小的层数之前，它的增加和饱和到一个值，这取决于滑动表面的粗糙度。我们使用的指数匹配的间隙液体探测的内部运动的颗粒与荧光成像的制度，液体上测得的摩擦没有显着的影响。作为深度的函数得到的剪切剖面示出减少在滑动表面附近的滑移作为层厚度的增加。我们建议，摩擦取决于相对于滑动面的晶粒约束的程度。
2005-12-22 cond-mat.soft
Discontinuous change of shear modulus for frictional jammed granular materials
对具有简谐排斥相互作用的堵塞摩擦颗粒材料在振荡剪切作用下的剪切模量进行了数值研究。它被证实的储能模量，剪切模量的实部，摩擦颗粒具有足够小的应变振幅$γ_0$不连续地出现在堵塞过渡点。小$γ_0$的储能模量与无摩擦颗粒的储能模量不同，即使在零摩擦极限下也是如此，而对于足够大的$γ_0$，它们几乎彼此相同，其中过渡变得连续。即使对于小应变，应力-应变曲线也表现出滞后回线，该滞后回线将足够小应变的线性区域连接到相对较大应变的另一线性区域。我们提出了一个新的标度律之间的小和大$γ_0$的状态插值。
2016-12-12 cond-mat.soft
Granular packings with sliding, rolling and twisting friction
直觉告诉我们，由于摩擦和其他耗散相互作用的存在，滚动或旋转的球体最终会停止。阻止球体的滚动和旋转/扭转扭矩的阻力也通过增加对运动自由度的约束的数量来改变摩擦球体的颗粒堆积的微观结构。我们进行离散元建模模拟，以构建球体填料实施一系列的摩擦约束下的压力控制协议。当颗粒经历高的滑动、滚动和扭转阻力时，可分别在低至0.53和2.5的体积分数和平均配位数下实现机械稳定的填料。只有当颗粒模型包括滚动和扭转摩擦时，才能重现实验体积分数。
2020-07-21 cond-mat.soft
Oscillatory Instabilities in Frictional Granular Matter
无摩擦条件下，普通玻璃和非晶态固体对外部应变的塑性响应是完全不同的。虽然常规玻璃由于海森矩阵的实本征值的消失而表现出塑性不稳定性，但摩擦颗粒材料可以表现出先前未注意到的不稳定性的附加机制，即一对复本征值的出现导致扰动的振荡指数增长，其被动力学非线性驯服。这种根本的区别对于理解摩擦颗粒材料的塑性和破坏是至关重要的。地震物理学的可能相关性进行了讨论。
2019-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pressure dependent friction on granular slopes close to avalanche
我们研究了物体在接近雪崩阈值的倾斜颗粒表面上的滑动。我们的实验表明，稳定性是由表面变形。重物会产生类似足迹的变形，从而稳定斜坡上的物体。轻的物体不会干扰沙质表面，也很稳定。对于中间权重，曲面的变形会使对象不稳定并产生滑动。证明了固体摩擦力最小的特征压力。提出了作为其质量的函数的沙坡上的设备和动物的运动的应用。
2017-07-04 cond-mat.soft
Impact of friction and grain shape on the morphology of sheared granular media
本研究通过模拟或分析非球形颗粒在剪切下的行为，揭示摩擦、长径比和初始堆积如何共同决定稳态排列、密度以及剪切带内自发堆起或凹陷的形成。
2025-02-19 cond-mat.soft
Complex Memory Formation in Frictional Granular Media
本文通过数值模拟发现，软摩擦颗粒系统在缓慢压缩时可存储任意剪切波形，并在解压时以时间反序回忆，揭示了摩擦颗粒介质中的复杂记忆机制。
2023-04-25 cond-mat.soft
Investigating frictional instability due to pressurization in granular media: insights from coupled computational fluid dynamics discrete element method
University of Houston（休斯顿大学）
通过三维CFD-DEM耦合模拟，研究排水条件如何通过孔隙压力扩散、排水与接触网络退化间的颗粒尺度反馈控制颗粒剪切层的失稳机制。
2026-06-04 cond-mat.soft physics.geo-ph
Drag force scaling for penetration into granular media
冲击动力学测量的球形和圆柱形的许多不同密度的弹丸落在各种非粘性颗粒介质。结果进行了分析的总阻止力的惯性和摩擦阻力的贡献的材料相关的缩放。惯性阻力的大小与流体中的相似，只是它取决于内摩擦系数。摩擦阻力与颗粒介质和弹丸密度的平方根成正比，因此不能用颗粒静水压力和库仑摩擦定律的组合来解释。综合结果为先前观察到的穿透深度缩放提供了解释。
2013-05-16 cond-mat.soft
Granular Brownian motion with dry friction
利用旋转探针与静止颗粒气体接触的方法，对库仑摩擦与随机激励之间的相互作用进行了实验研究。颗粒状材料通过垂直振动器独立流化，作为探头布朗运动的“热浴”。两个滚珠轴承支撑探头，对探头施加非线性库仑摩擦力。将探头的实验速度分布、自相关函数和功率谱与带摩擦力的线性玻尔兹曼方程的预测值进行比较。在高碰撞频率下，它被映射到具有非线性摩擦的Fokker-Planck方程，而在低碰撞频率下，它是由一系列独立的随机反冲和随后的摩擦引起的弛豫来描述的。在这两个极限下的理论与实验比较表明，两者吻合较好。在非常小的速度下观察到偏差，其中真实轴承不能很好地由库仑摩擦模拟。
2013-04-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Vibration can enhance stick-slip behavior for granular friction
我们实验研究了二维滑块在由光弹性圆盘组成的颗粒衬底上缓慢拖动时的摩擦行为。滑块在平行于滑动的方向上以0至30 Hz的频率振动。施加的振动具有恒定的峰值加速度，这导致恒定的平均摩擦水平。令人惊讶的是，我们发现，粘滑行为，其中应力慢慢建立，并在间歇性的滑动释放，增强振动的频率增加。我们的研究结果表明，增加振动频率可能有助于将许多较小的重排组合成更少，但更大的雪崩式滑移，这是颗粒系统特有的机制。我们还研究了自仿射特性的力曲线随频率的变化，我们发现这种解释的额外支持。
2018-12-16 cond-mat.soft
Roles of packing fraction, microscopic friction and projectile spin in cratering by impact
本文通过DEM计算研究了弹丸撞击颗粒介质的成坑力学，发现弹丸下方致密区导致反弹，固体摩擦影响坑形态，初始自旋增加穿透长度，堆积分数差异引发标度定律多样性，并提出统一现有相关性的标度。
2023-11-25 cond-mat.soft physics.geo-ph
Collapse of columns of granular rods
模拟结果提出了由棒状颗粒组成的颗粒柱的崩溃。如果摩擦系数足够大，或者杆足够长，柱可以是稳定的和独立的。不稳定的重力被杆之间增加的摩擦力抵消。与由球形颗粒制成的柱不同，这是可能的，因为杆接触可以沿着杆轴滑动以产生必要的“摩擦内聚”。
2023-01-13 cond-mat.soft
Friction and the oscillatory motion of granular flows
本文报道了可蚀床面上二维颗粒流的数值模拟。广泛的目的是调查是否简单的流动模型颗粒物质表现出自发的振荡运动在一般的流动条件下，在这种情况下，颗粒之间的接触的摩擦性能是否可能影响这种振荡运动的存在或特性。不同系列的模拟分析表明，流动发展的振荡运动与一个明确定义的频率增加像速度的平方根的倒数。我们表明，振荡本质上是一种表面现象。振荡的振幅是较高的较低的体积分数，因此可以与流速和颗粒摩擦性能。对模拟单元的周期性几何形状的影响的研究显示没有显著的影响。这些结果进行了讨论，在声波砂。
2012-11-26 cond-mat.soft
Experimental assessment of the effective friction at the base of granular chute flows on smooth incline
我们报告的直接测量的基本力分量的颗粒状材料流下来一个光滑的斜面。本文研究了倾斜角teta=13.4° ~ 83.6°范围内的颗粒流和各种溜槽开度下的颗粒流。我们发现，有效的基础摩擦系数，μ B，从纵向力的比例，正常的表现出系统的增加，随着坡度角的增加和显着减弱，增加颗粒滞留H（深度积分颗粒体积分数）。在低角度下，基底摩擦力略小于或等于tan（teta）。与tan（teta）的偏差可以解释为侧壁对总摩擦的贡献。在较大的角度下，基础摩擦μ B在取决于溜槽的闸门开度的渐近值处饱和。重要的是，我们的数据证实了最近离散数值模拟的结果。首先，对于稳定的、充分发展的流动以及中等加速的流动，底部摩擦力的变化可以通过一个唯一的无量纲数，即弗劳德数Fr来表示，定义为Fr=U/（gHcos（teta））^1/2，其中U是平均流速。第二，平均速度与颗粒滞留量H成比例，幂指数接近1/4，与Bagnold比例（U~H^3/2）形成对比。
2021-03-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.geo-ph
Force Distributions in Frictional Granular Media
我们报告的联合实验和理论研究的概率分布函数（PDF的）的法向和切向（摩擦）力在无定形摩擦介质。我们同时考虑了法向力和切向力的联合概率密度函数，以及分别考虑了法向力和切向力的边际概率密度函数。最大熵的形式主义是利用所有这些情况下，确定适当的约束。良好的协议与实验和模拟数据的报告。建议的联合PDF（这似乎是新的文献）预测巨大的滑动事件在低压下，再次与观察一致。
2018-04-20 cond-mat.soft
Friction-controlled reentrant aging and fluidization in granular materials
本研究通过离散元模拟揭示摩擦在颗粒材料循环剪切压实中的双重作用，发现重入的非单调流化行为，并阐明其控制老化与流化的微观机制。
2025-10-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
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
Universal friction law at granular solid-gas transition explains scaling of sediment transport load with excess fluid shear stress
地貌学中的一个关键兴趣是预测由空气或液体的湍流施加到可侵蚀沉积物床上的剪切应力$τ$如何影响运输负荷$M\tilde g$（即，单位面积输移的非悬浮泥沙的淹没重量）和超过输沙阈值$τ_t$时的平均速度。大多数输运率的预测在文献中是基于缩放$M\tilde g\proptoτ-τ_t$，其中的物理起源，然而，一直存在争议。在这里，我们测试的普遍性和研究的起源，这个标度律使用粒子尺度模拟的非悬浮泥沙输运驱动的大范围的牛顿流体。我们发现标度系数是一个普适的近似常数，可以理解为颗粒摩擦系数的倒数（即，颗粒剪切应力和标准床压之间的比率）在输送层的底部评估（即，高能粒子床反弹的有效升高）。通常情况下，在这个基地的颗粒流是气态的，并迅速变成solidlike颗粒床下面：一个liquidlike政权不一定存在，这是加剧了非局部颗粒流流变在运输层和床。因此，这种转变从根本上不同于固-液转变（即，屈服），尽管这两种转变都是由摩擦定律描述的。结合这一结果与最近的见解的性质$τ_t$，我们得出结论，运输负荷缩放是一个稳定的反弹状态的签名，无关夹带的床沙。
2018-10-12 cond-mat.soft physics.ao-ph physics.geo-ph
Mechanical properties of inclined frictional granular layers
通过离散元数值模拟，研究了不同制备工艺下倾斜摩擦颗粒层的力学性能。我们进行了正交各向异性的弹性分析的应力响应的局部过载在层表面的几个基板倾斜角。通过相对于临界角$α_c$的倾斜角$α$来控制到非阻塞转变的距离。我们发现体系的剪切模量随$α$的增大而减小，但随着$α\to α_c$的增大而趋于一个有限值。我们还研究了各种微观量与$α$的行为，并显示特别是相对于正交各向异性轴的接触方向的演变和摩擦动员在接触的分布。
2014-01-31 cond-mat.soft
Friction-controlled entropy-stability competition in granular systems
利用循环剪切驱动二维颗粒系统，确定了不同颗粒间摩擦系数下颗粒系统的结构特征。这些特性是机械稳定性和熵之间竞争的结果，后者的影响随着摩擦力的增加而增加。我们表明，一个参数自由的最大熵参数单独预测指数细胞顺序分布，与实验观察非常吻合。我们发现，摩擦只调谐平均细胞的顺序，因此，指数衰减率和包装分数。我们进一步表明，细胞，这可能是非常大的，在这样的系统中，是短暂的，这意味着我们的系统是液体状的，而不是玻璃。
2020-12-16 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
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
The Rheology of Granular Mixtures with Varying Size, Density, Particle Friction and Flow Geometry
本文通过离散元模拟研究多分散颗粒混合物的流变行为，提出基于体积平均的标度方法，并引入融合μ(I)流变学与动理论的幂律模型，将局部与非局部流变数据统一到单一主曲线上。
2023-08-11 cond-mat.soft
Shear thickening in granular suspensions: inter-particle friction and dynamically correlated clusters
我们考虑非布朗摩擦颗粒的浓悬浮液的剪切流变学。我们的研究的关键结果是出现了一个明显的剪切增稠制度，无摩擦的颗粒通常会经历剪切稀化。我们澄清，在我们的模拟剪切增稠是由于增强能量耗散通过摩擦颗粒间的力量。此外，我们的证据形成的动态相关的颗粒簇的大小$ξ$，这有助于通过增加\emph{viscous}耗散的剪切增稠。标度参数给出了$η\sim ξ^2$，它与数据非常吻合。
2013-11-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
