Edwards thermodynamic framework controls density segregation in cyclically sheared granular materials
该研究通过X射线断层扫描实验探究准静态循环剪切下不同密度颗粒的偏析现象，基于Edwards统计系综的有效颗粒热力学框架可解释该偏析行为，且偏析温度与Edwards致密化温度在误差范围内一致。
2024-07-15 cond-mat.soft
Granular Segregation Mechanisms by Cyclic Shear
我们提出了一个三维循环剪切双分散颗粒介质中的示踪剂颗粒的偏析机制的X射线层析成像研究。大的示踪剂被对流拖曳上升到顶部表面，然后由于向下的对流横截面小而被困在那里，这导致分离。此外，我们还发现，由于大示踪剂周围的微扰效应引起的局部结构上下不对称性将导致示踪剂相对于其较小的邻居具有净向上位移，这是分离的另一种机制。
2020-09-17 cond-mat.soft
Continuum modeling of size-segregation and flow in dense, bidisperse granular media: Accounting for segregation driven by both pressure gradients and shear-strain-rate gradients
本文针对稠密双分散颗粒介质中的粒度偏析问题，建立了同时考虑压力梯度与剪切应变率梯度两种驱动力的耦合连续介质模型，并通过DEM模拟验证了该模型在不同流动几何构型下的预测能力。
2023-07-18 cond-mat.soft
Shear-driven size segregation of granular materials: modeling and experiment
颗粒材料在剪切下按尺寸分离，定量预测实现完全分离所需时间的能力是对我们理解分离过程的关键测试。在本文中，我们应用灰色-桑顿模型的偏析（线性剪切剖面）的颗粒流的指数剖面，并评估其描述所观察到的偏析动态的能力。我们的实验是在一个具有移动下边界的环形库埃特池中进行的。颗粒材料最初以不稳定的构型制备，其中一层小颗粒在一层大颗粒之上。在剪切下，样品混合，然后再分离，使得大颗粒位于最终状态下系统的上半部分。在此分离过程中，我们测量速度分布，并使用由此产生的指数拟合作为模型的输入参数。为了在连续介质模型和观察到的偏析动力学之间进行直接比较，我们将实验样品的测量高度（指示偏析程度）局部映射到局部堆积密度。我们观察到，该模型成功地捕捉到一个快速的混合过程和相对较慢的再偏析过程的存在下，但该模型预测一个有限的再偏析时间，而在实验中，再偏析只发生指数的时间。
2009-11-20 cond-mat.soft
Mixing and segregation rates in sheared granular materials
颗粒材料的尺寸偏析，俗称为巴西坚果效应的过程，通常被认为颗粒的尺寸差异越大，进行得越快。我们的实验研究剪切双分散颗粒材料作为两个物种的尺寸比的函数，并发现在低围压下的混合速率的行为，如预期的基于双分散的参数。然而，我们也观察到一个异常的效果，重新偏析率，其中不同和相似的大小的颗粒偏析比中间的颗粒尺寸比更慢。结合这一事实，即增加围压显着抑制不同尺寸的颗粒的混合和分离率，我们提出的异常行为可能是由于一个物种依赖的系统内的力的分布。
2009-06-17 cond-mat.soft
Modelling segregation of flowing bidisperse granular mixtures varying simultaneously in size and density
流动的粒状材料由于颗粒尺寸（由渗流驱动）和密度（由浮力驱动）的差异而分离。模拟大/重颗粒和小/轻颗粒的混合物的分离是具有挑战性的，由于两个分离机制的相反效果。使用离散元法（DEM）模拟组合尺寸和密度的分离，我们表明分离速度可以通过线性依赖于局部剪切速率和二次依赖于物质浓度的模型很好地描述。浓度分布预测通过将这种偏析速度模型到一个连续的对流扩散偏析运输模型匹配DEM模拟结果以及广泛的颗粒尺寸和密度比。最令人惊讶的是，DEM模拟和偏析速度模型都表明，偏析方向的范围内的尺寸和密度比取决于当地的物种浓度。这导致了一种方法来确定颗粒尺寸比，密度比和颗粒浓度的组合，对于该组合，双分散混合物将不会分离。
2020-11-18 cond-mat.soft
The interactions between comminution, segregation and remixing in granular flows
颗粒偏析是工业生产过程中实现颗粒混合的重要机制。此外，它在确定地球物理流的运动学方面起着关键作用。由于偏析，粒度分布在空间和时间上变化。由于粉碎的存在，产生了新的颗粒，增强了分离，从而产生了额外的并发症。这对粉碎过程有反馈作用，因为颗粒改变了它们的局部邻域。同时，颗粒通常经历再混合，进一步使分离和粉碎过程复杂化。这些机制之间的相互作用进行了探讨，使用元胞自动机与三个规则：一个为每个分离，粉碎和混合。这些规则之间的相互作用产生了复杂的模式，如在分离系统中所看到的，以及在雪崩跳动中观察到的深度依赖梯度曲线。在每个深度，对数正态级配曲线在稳定状态下产生，实验测量雪崩和泥石流沉积。
2013-04-16 cond-mat.soft
Simulational studies of axial granular segregation in a rotating cylinder
采用离散颗粒模拟方法研究了部分填充两种不同颗粒混合物的水平旋转圆筒中的轴向偏析。在适当的条件下，发现发生偏析，与颗粒分离成一系列带垂直于轴。在某些情况下，能带结构表现出随时间变化的行为，包括能带的形成、合并和沿轴的运动，所有这些都对应于实验中出现的现象。为了研究指定问题的许多参数如何影响偏析过程，使用各种参数设置进行模拟运行，包括实验上无法实现的摩擦系数的组合。研究了偏析和反偏析（混合），并使用了具有明确端盖和周期性端部的圆柱体来帮助隔离偏析的原因。
2002-02-27 cond-mat.soft
Modeling Stratified Segregation in Periodically Driven Granular Heap Flow
我们提出了一个连续的方法来模拟分离的大小双分散颗粒材料在非定常有界堆流作为一个原型，在其他时变流建模偏析。在实验中，一个周期性调制的进料速率产生分层偏析一样，发生由于间歇性雪崩，除了更大的层均匀性和更高的平均进料速率。使用对流-扩散-隔离方程和表征进料速率变化后沉积和侵蚀的瞬态变化，我们模拟不同进料速率和周期的分层。堆流中的进料速率调节可以产生良好的分离层，其有效地混合垂直于自由表面的沉积材料，其长度大于组合层厚度。这减轻了强烈的流向偏析，否则会发生在较大的粒度比和等效的稳定进料速率，并可以显着减少料斗排放过程中的浓度变化。耦合偏析，沉积和侵蚀是具有挑战性的，但有许多潜在的应用。
2022-07-30 cond-mat.soft
A new mechanism for granular segregation
描述了一种在颗粒材料的垂直振动层中产生水平尺寸偏析的新方法。这种行为是激发颗粒介质所特有的两种不同现象的结果：振动导致较大的颗粒上升到层的顶部，以及具有锯齿表面轮廓的振动底部，可以在不同的高度产生相反方向的分层流动。层内。结合这些效应的结果是，大颗粒和小颗粒在相反的方向上被水平驱动。这里报告的观测结果是基于二维和三维颗粒模型的计算机模拟。
2001-09-02 cond-mat.soft
Intercoupling of Segregation and Rheology in Spatially Developing Granular Chute Flows
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
本研究通过耦合颗粒力偏析模型与惯性数局部流变学的连续介质框架，探究空间发展型颗粒 chute 流中偏析与流变的耦合关系，揭示流动发展对偏析演化的影响。
2026-09-01 cond-mat.soft
Coupled continuum modeling of size-segregation driven by shear-strain-rate gradients and flow in dense, bidisperse granular media
本研究通过DEM模拟和耦合连续介质模型，揭示并预测了稠密双分散颗粒系统中由剪切应变率梯度驱动的尺寸分离动力学，实现了流动场与分离行为的同步捕获。
2023-01-26 cond-mat.soft
Transient size segregation of binary granular mixtures
本文通过DEM模拟与一维连续介质模型，研究二元颗粒混合物在周期性斜槽中的瞬态粒度偏析，验证基于颗粒力的偏析模型在粒径比1.25时对三种初始构型的预测能力，并指出大粒径比下需考虑速度场演化。
2025-05-10 cond-mat.soft
Segregation models for density-bidisperse granular flows
单个组分平衡方程常被用来推导稠密颗粒混合物流动中的特定种分凝速度的表达式。我们提出了一个半经验表达式的密度双分散颗粒流的物种间动量交换作为从动力学理论的思想的延伸，并将其与以前的粘性阻力的方法，类似于颗粒在流体中沉降。所提出的模型扩大了范围的颗粒动力学理论从短期二元碰撞的多个持久的接触特性的密集剪切流，并纳入颗粒摩擦，浓度比，和当地的流动条件的影响。分离速度来自动量平衡方程，使用两种种间阻力模型匹配的向下和向上的分离速度的重和轻的颗粒从DEM模拟通过流动层的深度为不同的密度比和成分浓度在约束剪切流。预测的动力学理论启发的方法进行比较，另外从自由表面堆流模拟的结果，并再次观察到密切的匹配。
2020-11-18 cond-mat.soft
Transient segregation of bi-disperse granular mixtures in a periodic chute flow
本文结合离散元与连续介质模拟，采用基于颗粒力的偏析模型和双向耦合流变模型，研究了双分散颗粒混合物在周期性斜槽流中的瞬态尺寸偏析，预测结果与DEM数据吻合良好。
2025-07-05 cond-mat.soft
Simulated three-component granular segregation in a rotating drum
采用离散颗粒模拟方法模拟了水平旋转滚筒中三种不同颗粒混合物的分离。观察到轴向带形成，中等大小的颗粒往往位于大颗粒和小颗粒的交替带之间。部分径向偏析也出现了;它先于轴向偏析，其特征在于内部核心区域富含小颗粒。在长时间的模拟运行过程中，轴向带被视为合并，导致带图案的粗化;研究了在一个这样的合并事件中所涉及的粒子的重新定位。总的来说，行为与实验相似，代表了更简单的双组分混合物中发生的情况的一般化。
2007-10-07 cond-mat.soft
Segregation in a fluidized binary granular mixture: Competition between buoyancy and geometric forces
从二元颗粒混合物的流体动力学方程出发，推导出入侵者的相对速度的演化方程，该方程与较小颗粒的惯性相耦合。巴西坚果隔离的发病被解释为浮力和几何力之间的竞争：阿基米德浮力，浮力由于两个颗粒物种的能量之间的差异，和两个几何力，一个压缩和其他-一个拉伸性质，由于尺寸差异。我们发现，非弹性耗散强烈影响巴西坚果现象的相图，我们的模型能够解释Breu等人（PRL，2003年，第90卷，第01402页）的实验结果。
2003-06-23 cond-mat.soft
Segregation forces in dense granular flows: Closing the gap from single intruders to mixtures
使用模拟和虚拟弹簧为基础的方法，我们测量的隔离力，Fseg，在一个范围内的大小bidisperse混合物浓度，粒度比，和剪切速率开发一个模型Fseg扩展其适用性从充分研究的非相互作用的入侵者政权有限浓度的混合物，合作现象发生。该模型预测的浓度低于单一入侵者的假设适用，并提供了一个准确的描述物种之间的压力分区。
2021-08-25 cond-mat.soft
Segregation and Stability of Binary Granular Mixtures
我们测量的稳定性的二维颗粒混合物在一个旋转的鼓和相关的颗粒配置的稳定性。对于我们的系统，较小但较光滑的颗粒聚集在鼓的中心附近，而较大，较粗糙的颗粒则留在外缘附近。尺寸偏析的一个后果是较小的晶粒严重影响堆的稳定性。我们发现，稳定的最大角度是一个非线性函数的组合物，变化特别迅速时，小颗粒首次加入到一个均匀的大颗粒堆。我们的结论是，在堆的中心部分的晶粒配置起着突出的作用，在稳定性。
2007-06-06 cond-mat.soft
Granular segregation as a critical phenomenon
我们提出了一个实验研究的结果，在一个水平摇动的干颗粒的二元混合物的浅层图案偏析。的序参量的偏析结构的定义和组合填充分数，$C$，观察到的斑图形成的混合物的变化的效果进行了系统的研究。令人惊讶的结果是，在$C=0.647\pm0.049$处存在与图案的开始相关联的临界事件，其具有二阶相变的特征，包括临界减速。
2002-07-16 cond-mat.soft
Radial and axial segregation of granular matter in a rotating cylinder: A simulation study
本文用离散粒子模拟方法模拟了水平旋转圆筒中两种不同颗粒混合物的径向和轴向偏析现象。时空图和详细的图像提供了系统中发生的事情的全面描述。正如实验中的情况一样，偏析的性质取决于定义问题的参数;偏析的径向分量可能是短暂的或持久的，轴向分量可能会或可能不会发展。模拟显示不同种类的行为进行了描述和粒子动力学与轴向偏析状态检查。一个适当的选择的相互作用，代表有效的摩擦力的重要性被证明。
2007-02-07 cond-mat.soft
Axial segregation of granular mixtures in laterally shaken multi-trapezium channels
我们调查的轴向偏析的二元混合物在横向震动的水平通道形成的棘轮状侧壁，出现级联的ziziums时，不偏移轴向。在这样的通道中摇动的谷物混合物被观察到分两个阶段分离：它们首先迅速分离成两个垂直排列的层，然后，这些层沿相反方向轴向移动，分离两个物种。在这里，我们进行了实验，以研究各种参数的影响偏析过程：晶粒的尺寸比，振动频率和通道的几何形状。我们发现，（a）偏析质量取决于振动频率，它是可能的，找到一个独特的最佳频率偏析，（b）的最佳频率降低，随着尺寸比的增加，（c）偏析通常是较差的侧壁时，更倾向于彼此，和（d）偏析改善时，侧壁轴向偏离彼此。然后，我们进行分离过程的离散元模拟，以便将实验观察与Bhateja等人的界面压力梯度机制[Bhateja，A.，I.夏尔马和J. K。Singh 2017.宏观尺度颗粒棘轮的分离物理学，Phys.Rev.Fluids 2，052301]。我们证明，偏析质量相关以及缩放的界面压力梯度，这是层之间的界面压力梯度的比例，在第一阶段的偏析过程中形成的，由锥形侧壁提供的轴向体力。
2022-10-14 cond-mat.soft
Interstitial gas and density-segregation in vertically-vibrated granular media
我们报告的实验研究的效果间隙气体的质量密度偏析在垂直振动的混合物的大小相等的青铜和玻璃球。足够强的振动在间隙气体的存在下诱导垂直偏析成急剧分离的青铜和玻璃层。我们发现，分离的稳态（即，顶部的青铜或玻璃层）是气体压力和粘度以及振动频率和振幅的敏感函数。特别是，我们确定了不同的制度的行为特征的变化，从青铜上的顶部玻璃上的稳定状态。
2006-06-24 cond-mat.soft
Self-replicating segregation patterns in horizontally vibrated binary mixture of granules
当不同尺寸的颗粒混合物被流化时，每种物质自发地分离和冷凝以形成图案。虽然颗粒偏析已被广泛研究，无法直接观察到的内部结构的时间演化阻碍了理解的表面流驱动的偏析动力学机制。在这项研究中，我们报告丰富的乐队动态，包括自我复制带，在水平摇动的颗粒混合物在准二维容器中的颗粒形成稳定的表面波。直接观察表面流动和偏析的内部结构表明，偏析，表面流动和颗粒的流动性滞后之间的耦合是理解复杂的带动力学的关键。
2023-03-30 cond-mat.soft
Anti-plane segregation and diffusion in dense, bidisperse granular shear flow
本文通过DEM模拟研究致密双分散颗粒剪切流中垂直于剪切面的抗平面分离与扩散，校准本构方程并验证其预测，提出三维推广策略。
2024-05-26 cond-mat.soft
Analysis of radial segregation of granular mixtures in a rotating drum
本文研究了转鼓内颗粒混合物的离析问题。延伸最近的运动学模型的沙堆表面上的颗粒运输的情况下，旋转滚筒，分析径向偏析的滚动制度，其中一个薄层雪崩下来，而其余的材料如下刚体旋转。我们认为，隔离驱动的物种的休止角的差异，已经假设在早期的调查，但也由晶粒的大小和表面性质的差异。被认为是不同的颗粒的情况下，只有在大小（轻微或广泛），只有在表面性能，预测是在定性与观测一致。该模型产生的结果与更一般的情况下的假设不一致，我们推测如何纠正这一点。
1999-06-09 cond-mat.soft
Influence of mechanical properties on mixing and segregation of granular material
采用离散元法（DEM）模拟了颗粒物在周期运动矩形杆搅拌下的混合与分凝过程。研究了颗粒材料的力学性能（动摩擦系数、密度、弹性模量）对离析强度的影响。动摩擦系数对偏析强度的影响最为显著。
2007-09-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase-coexisting patterns, horizontal segregation and controlled convection in vertically vibrated binary granular mixtures
我们报告的新模式，包括共存的次谐波/谐波和异步状态[例如，一个颗粒气体共存（i）弹跳床，（ii）波动的次谐波和（iii）Leidenfrost样状态]，在实验中垂直振动的二元颗粒混合物在Heleshaw型细胞。大多数实验已经用相同直径的玻璃球和钢球的等摩尔二元混合物通过改变总层高度（$F$）用于一系列摇动加速度（$Γ$）来进行。通过对同一体系的分子动力学模拟，再现了（$Γ, F$）-平面上的所有模式以及相关的相图。较重和较轻的粒子沿水平方向的偏析被证明是这种相共存模式的祖先，在实验和模拟中证实。在强震动下，我们发现了一个{ \it partial}对流态，其中一对对流卷被发现与Leidenfrost状态共存。两种物质的相对数密度控制浮力驱动的颗粒对流的关键作用被证明。基于各向异性扩散，提出了一种可能的自发水平偏析模型。
2017-12-27 cond-mat.soft
A note on the upward and downward intruder segregation in granular media
在振动颗粒介质流体力学理论模型的框架下，研究了侵入体偏析对颗粒尺寸和密度的依赖性。我们提出了一个隔离机制的基础上不同区域的颗粒系统，这给起源的浮力，作用于入侵者之间的密度差。从分离速度的解析解可以分析入侵者从向上运动到向下运动的转变。
2002-11-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
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
Surface band segregation and internal convection in rotating sphere densely filled with granular material: Experiments
虽然部分填充容器中的颗粒分离已被广泛研究，但致密填充球体中的颗粒动力学尚未完全了解。在这里，表面带偏析和颗粒对流报告在一个旋转的高度紧凑的玻璃珠球。与Rayleigh-Benard对流不同的是，颗粒对流是一种蝴蝶状的结构，由大小颗粒层交替组成的涡旋，这种结构是稳定的，不受颗粒大小的影响。在零切向/范数通量的两个同心界面被发现，从表面到核心分为三层的球。控制旋转球体中干扰动力学的定律仍然是一个悬而未决的问题。
2021-09-20 cond-mat.soft nlin.AO
Complex segregation patterns in confined nonuniform granular shearing flows
Free University of Bozen-Bolzano（博尔扎诺自由大学）；Cornell University（康奈尔大学）
研究揭示了受限非均匀颗粒剪切流中尺寸分离的复杂机制，发现反向和水平分离现象，表明流体动力学和几何效应共同影响分离过程。
2026-01-28 cond-mat.other cond-mat.soft
Modeling granular material segregation using a combined finite element method and advection-diffusion-segregation equation model
本文提出了一种二维、瞬态、多尺度的模拟方法，用于预测颗粒物料在转鼓和锥形料斗中的渗流偏析的大小和速度。该模型利用有限元方法模拟，以确定散装水平的颗粒速度场，然后结合颗粒级扩散和偏析的相关性，使用对流扩散偏析方程。这种建模方法的实用性证明了通过预测分离模式在旋转鼓和锥形漏斗具有不同的几何形状的放电过程中。该模型具有良好的定量精度，在预测DEM和实验偏析的数据在文献中报道的无粘性颗粒材料。此外，由于数值方法不直接模拟单个颗粒，因此预计它可以很好地扩展到工业规模的系统。
2018-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Segregation of large particles in dense granular flows: A granular Saffman effect?
本文研究了单分散密相颗粒斜槽流中不同粒径的单个颗粒所受的升力和速度滞后之间的比例关系。这种缩放的相似性，在（微）流体中的Saffman升力，表明一个惯性起源的升力负责隔离（孤立的，大）入侵者在密集的颗粒流。我们还观察到一个各向异性的压力/应力场周围的颗粒，这可能是在原点的速度滞后。这些研究结果是相关的建模和理论预测的粒度偏析。与此同时，在具有应力和应变梯度的致密颗粒流中，多分散性和惯性效应之间的相互作用，意味着流体、悬浮液和颗粒流之间新的相似之处，具有广泛的应用前景。
2018-06-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Influence of humidity on the tribo-electric charging and segregation in shaken granular media
我们研究了湿度对在不锈钢容器中垂直摇动的聚合物颗粒电荷积累的影响。该设置允许将湿度水平控制在5%至100%RH之间，同时在直接连接到振荡容器的法拉第杯中进行自动电荷测量。我们发现，大约2000个聚合物球的样品在低湿度水平（<30%RH）下变得高度带电，但在高于80%RH的湿度水平下几乎不带电。这两种状态之间的过渡确实取决于材料，电荷的符号也是如此。对于后者，我们发现与接触角的聚合物只有非常亲水的颗粒获得正电荷的相关性。我们表明，这种湿度依赖性的摩擦充电可以用来控制分离动摇二元混合物。
2016-12-13 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
Phases of granular segregation in a binary mixture
我们提出了一个广泛的实验研究的结果，颗粒分离的浅二元混合物中，颗粒被驱动的摩擦相互作用与振动的水平托盘的表面。建立了混合物的三个不同相，即：二元气体（未偏析）、偏析液体和偏析晶体。它们的存在范围被映射出作为系统的主要控制参数的函数，使用一些基于Voronoi细分的措施。我们研究了相关的过渡，并表明，偏析可以被抑制的颗粒层，$C$的总填充分数，是低于一个临界值，$C_{c}$，或如果无量纲的加速度的驱动，$γ$，增加值$γ_{c}$以上。
2006-06-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Angle of repose and segregation in cohesive granular matter
本文研究了流体对筒仓内颗粒物料的休止角和离析的影响。实验在两个方案中进行，其中：（i）流体的体积分数小，并且其在颗粒之间形成液体桥，以及（ii）颗粒完全浸没在流体中。通过透明玻璃侧壁对准二维筒仓内形成的堆进行成像，获得数据。在第一系列的实验中，观察到的休止角急剧增加的流体的体积分数，然后饱和的值，这取决于颗粒的大小。我们系统地研究了粘度的影响，通过使用水-甘油混合物改变它超过至少三个数量级，同时保持表面张力几乎恒定。除表面张力外，还观察到流体的粘度对休止角和偏析程度有影响。在双分散颗粒的情况下，根据颗粒的尺寸比和流体的粘度，观察到偏析减少并最终饱和。急剧的初始变化和随后的饱和程度的偏析和休止角发生在类似的体积分数的流体。在第二系列实验中，将颗粒倒入充满液体的容器中。虽然静止角被观察到是不变的，偏析被观察到减少在流体的粘度的增加。
2001-06-27 cond-mat.soft
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
Gases, liquids and crystals in granular segregation
我们报告的结果分离的实验研究在一个二元混合物的干颗粒进行水平振荡激励。颗粒薄层是由水平塔板表面的粘滑摩擦相互作用驱动的。随着混合物的填充分数增加，观察到不同相的演变。我们将它们分别鉴定为二元气体、分凝液体和分凝晶体，并提供了鉴定它们性质的微观和宏观方法。最后，我们在我们的颗粒系统和自组装二元胶体混合物中的隔离之间绘制了一些类比。
2004-03-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic model for particle size segregation in granular media
本文提出了一个颗粒材料中“巴西坚果”尺寸偏析的流体力学理论模型。本文给出了一个大的入侵粒子浸没在一个介质中的单分散流化小颗粒的上升速度的解析解。我们提出了一种新的机制，这种颗粒尺寸偏析由于浮力所造成的密度变化，来自当地的“颗粒温度”的差异。由于非弹性碰撞而引起的能量耗散改变了粒子的迁移率，这导致了与人们对弹性系统所期望的不同的行为。使用我们的模型，我们可以解释的尺寸比依赖的向上速度。
2002-02-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
DEM simulation of granular segregation in two-compartment system under zero gravity
本文采用离散元法（DEM）模拟了失重条件下双室池中颗粒的偏析现象。在使用虚拟窗口方法的模拟中，我们发现一个非单调的通量，一个函数，其中管理的偏析。使用参数来量化分离。研究了三个参数：粒子总数N、激发强度Γ和耦合两个腔室的窗口位置对分离ε和等待时间τ的影响。结果表明，在失重状态下观察到的偏析是存在的，并且不依赖于激发强度Γ。然而，等待时间τ强烈地依赖于Γ：Γ越高，等待时间τ越低。仿真结果对指导实践十号卫星微重力试验具有重要意义。
2017-01-11 cond-mat.soft physics.comp-ph
Segregation in granular binary mixtures: Thermal diffusion
最近的解决方案的非弹性玻尔兹曼方程，适用于强耗散，并考虑到非均分的能量是用来推导出一个明确的表达式的热扩散因子。这个参数提供了一个标准的偏析，涉及所有参数的粒状二元混合物（组成，质量，尺寸和恢复系数）。目前的工作与最近的实验结果是一致的，并扩展了以前的结果在入侵者极限的情况下。
2006-06-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
River-bed armoring as a granular segregation phenomenon
砾石河床的表面通常有一层由粗颗粒组成的“装甲”层，它的作用是保护下面的细颗粒免受侵蚀。推移质运动是一种密集的颗粒流，这种流动是已知的垂直分离颗粒。然而，颗粒物理对河床粗化的贡献还没有研究。在这里，我们研究这些连接在一个实验室的河流与双峰沉积物的大小，通过跟踪颗粒的运动从表面到床内深处，并发现装甲的发展有两种不同的机制。近表层的推移质输运驱动快速分离，垂直平流速率与颗粒剪切速率成正比。推移质层下的蠕动颗粒引起缓慢但持久的分离，这是扩散为主，对剪切速率不敏感。我们验证了这些研究结果与连续的唯象模型和离散元方法模拟。我们的研究结果表明，河床装甲颗粒分离从下面-而不是流体驱动的排序从上面-同时也提供了新的见解的力学隔离，相关的范围广泛的颗粒流。
2016-09-21 cond-mat.soft physics.geo-ph
Modeling size segregation of granular materials: the roles of segregation, advection and diffusion
预测由不同尺寸颗粒组成的粒状材料的偏析是一个具有挑战性的问题。在本文中，我们开发并实现了一个理论模型，捕捉平流，偏析和扩散之间的相互作用，在尺寸双分散颗粒材料。与这三个驱动因素相关的通量取决于基本的运动学，其特性在确定颗粒分离配置中起着关键作用。与以前的模型分离，我们的模型使用的参数的基础上的运动学措施，而不是任意可调的拟合参数，而不是离散元方法模拟，它实现了良好的定量协议与实验和模拟结果时，应用于准二维有界堆。该模型产生了两个无量纲控制参数，这两个参数都是物理控制参数（进给量，颗粒尺寸和系统尺寸）和运动学参数（扩散系数，流动层深度和渗流速度）的函数。Péclet数$Pe$描述了平流和扩散的相互作用，第二个无量纲参数$Λ$描述了分离和平流之间的相互作用。$Λ$和$Pe$的参数研究演示了粒子偏析配置如何取决于平流、偏析和扩散的相互作用。该模型可以很容易地适应其他流动几何形状。
2014-01-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear-driven mixing of segregated granular materials
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Universidad Adolfo Ibañez（阿道夫·伊巴涅斯大学）
研究剪切力对初始分离颗粒材料混合和分离的影响，建立量化混合动态的标度框架，揭示颗粒流物理机制，为自然和工业应用提供改进预测和设计的基础。
2026-07-10 cond-mat.soft
Segregation phases in a vibrated binary granular layer
我们提出了一个实验研究的结果，在一个水平摇动的干颗粒的二元混合物的浅层图案偏析。随着混合物的压实度$C$的增加，观察到三个不同相的演变。我们用宏观和微观的方法把它们分为二元气相、分凝液相和分凝晶相。二元气体到分凝液体的转变与连续的相变一致，并且包括临界慢化的特征。在高结晶度，我们观察到一个有趣的缓慢振荡状态。
2003-12-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Segregation Mechanisms in a Model of an Experimental Binary Granular Mixture
建立了一个简单的二元颗粒混合物唯象模型，并进行了数值研究。我们试图模拟[1，2]的实验系统，其中发现水平振动的二元单层随着混合物的填充分数的增加而表现出从混合到分离状态的转变。这个模型被发现重现实验观察到的行为，最重要的是从混合到隔离状态的过渡。我们使用该模型来研究颗粒偏析机制，并解释实验观察到的行为。
2004-03-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reverse segregation and self-organization in inclined chute flows of bidisperse granular mixtures
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；Center for Computational Sciences and Engineering, Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室计算科学与工程中心）；School of Math, Science, and Engineering, Central New Mexico Community College（新墨西哥中部社区学院数理工程学院）
研究倾斜渠道中双组分颗粒混合的反分离与自组织现象，通过模拟揭示直径比和质量分数对堆结构演化的影响。
2026-01-09 cond-mat.soft
Diffusion, mixing, and segregation in confined granular flows
离散元方法模拟的约束bidisperse颗粒剪切流阐明扩散和隔离之间的平衡，可以导致混合或隔离状态，取决于围压。结果表明，碰撞扩散基本上与上覆压力无关。由于离析率随上覆岩层压力减小，颗粒离析的趋势相对于颗粒的再混合减弱，这是由于碰撞扩散，随着上覆岩层压力增加。使用一个连续的方法，包括一个压力相关的偏析速度和压力无关的扩散系数，扩散和偏析之间的相互作用是准确预测的尺寸和密度双分散混合物在很宽的范围内的流动条件相比，模拟结果。具有初始分离条件的附加模拟表明，施加足够高的上覆压力可以将分离抑制到碰撞扩散混合分离颗粒的程度。
2018-09-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Granular segregation under vertical tapping
我们提出了广泛的分子动力学模拟的物种分离颗粒混合物受到垂直水龙头。我们讨论如何粮食性质，例如，尺寸、密度、摩擦力以及震动性能，例如，振幅和频率，影响这种现象。发现了巴西坚果效应（顶部的较大颗粒，BN）和反向巴西坚果效应（底部的较大颗粒，RBN），并推导出系统综合的“隔离线”和BN到RBN的交叉线。我们还讨论了摩擦的作用，并表明，不同的颗粒只为他们的摩擦性能隔离的状态，这取决于轻敲加速度和频率。
2006-01-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic granular segregation induced by boundary heating and shear
研究了杂质在驱动的低密度颗粒气体中的热梯度引起的分凝。该系统被封闭在两个平行的壁之间，我们从这两个壁向气体输入热能。我们在这里研究稳态时发生的非弹性冷却是完全平衡的一些外部能量输入（随机力或粘性加热），从而产生均匀的热通量。一个分离的标准的基础上的Navier-Stokes颗粒流体动力学的示踪剂扩散输运系数，其依赖于系统的参数（质量，尺寸和恢复系数）是明确地确定从非弹性玻尔兹曼方程的解决方案。通过Monte Carlo和分子动力学模拟验证了理论预测，表明即使在强剪切和/或非弹性下，Navier-Stokes流体动力学也能产生精确的分离准则。
2014-04-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Competition of Brazil nut effect, buoyancy, and inelasticity induced segregation in a granular mixture
最近有报道称，颗粒的恢复系数不同的颗粒混合物会出现偏析：越是非弹性的颗粒会沉到底部。当存在浮力和巴西果效应等其他偏析机制时，非弹性引起的偏析可以与它们竞争。首先，详细的分析，基于二维系统的数值模拟，浮力和非弹性引起的偏析之间的竞争，发现有一个过渡线的参数空间，确定哪种机制是占主导地位的。在具有不同尺寸的中性浮力颗粒的情况下，非弹性引起的分离可以与巴西坚果效应（BNE）竞争。在较大的非弹性系数下，可以得到反向巴西坚果效应（RBNE）。在中间值，BNE和RBNE共存，大的非弹性颗粒被发现在底部和顶部的系统。
2010-12-21 cond-mat.other cond-mat.soft
