Energy trapping and shock disintegration in a composite granular medium
颗粒材料表现出强烈的非线性行为，影响波在介质中的传播。我们报告的第一个实验观察脉冲能量约束和由此产生的冲击波和孤立波的解体。该介质由高模量与不同质量的低模量链的数量级的交替集合组成。被捕获的能量包含在复合链的“较软”部分中，并在较长的时间内以微弱的分离脉冲的形式缓慢释放。这种效果通过使用特定的组组装和叠加力来增强。
2005-09-24 cond-mat.soft
Impulsive shock wave propagation in granular packings under gravity
本研究通过实验揭示了重力下3D颗粒堆积中脉冲激波传播的交叉现象，发现非线性声学状态、激波前沿特征宽度及激波与声波共存等关键机制，为理解冲击驱动的波传播及3D FPUT-like系统提供了新视角。
2025-09-17 cond-mat.soft
Shocks in Vertically Oscillated Granular Layers
本文采用分子动力学模拟和Navier-Stokes方程数值解研究了垂直振荡颗粒层中激波的形成。在每个振荡周期期间，平坦的颗粒层从振荡板抛出，并在周期的稍后与板碰撞。碰撞产生层压缩附近的板和高温冲击波阵面，迅速向上传播通过层。冲击波是高度依赖于时间的，传播通过层在只有四分之一的周期。我们比较数值解的连续方程的分子动力学模拟，假设二进制，无摩擦硬球之间的瞬时碰撞。这两个模拟结果的冲击波的位置，形状和速度吻合得很好。对非弹性效应的研究表明，激波速度随非弹性的减小而连续增加，弹性限度不是奇异的。
2003-09-18 cond-mat.soft
Crossover from quasi-static to dense flow regime in compressed frictional granular media
研究了多轴压缩载荷作用下摩擦颗粒介质中多尺度力学性质向宏观力学失稳方向的演化。研究了成核接触滑动事件后剪应力重分布和剪应变局部化的空间相关性。我们报告增长相关长度相关的剪切应力和剪切应变场，同时发散接近过渡到一个密集的流态。这表明，从准静态到稠密流态的转变可以解释为临界相变。我们的研究结果表明，没有剪切带的特征厚度已形成在不稳定的发病。
2013-05-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pattern formation and shocks in granular gases
颗粒状介质，如沙子和糖，在自然界和工业中无处不在，但不如流体或固体那么好理解。我们考虑的行为快速颗粒流的动量转移的碰撞占主导地位。对于静止或缓慢移动的颗粒的相反限制，物理学是完全不同的（例如，沙堆）。为了了解颗粒流，我们考虑两个问题，已与实验，粒子模拟和流体动力学理论研究：垂直振荡颗粒层和流动的障碍。当容器加速度幅值超过一个临界值（约为重力加速度的2.5倍）时，振荡颗粒层自发地形成空间图案。硬球的模拟，保持线性动量和耗散碰撞中的能量是在定性上符合所观察到的模式的一些方面，但不是所有的。在模拟中必须考虑摩擦和角动量守恒，以达到与观测定量一致。[摘要]
2004-08-11 cond-mat.soft
Shock Propagation in Granular Flow Subjected to an External Impact
我们分析了最近的一个实验[物理学评论快报，{ \bf 103}，224501（2009）]，其中定量地研究了由钢球在玻璃珠的流动单层上的冲击产生的冲击。我们认为，径向动量守恒的过程中，因此表明，在二维的激波半径增加的时间$t$作为一个幂律$t^{1/3}$。这在非弹性硬球系统的事件驱动模拟中得到了证实。实验数据与理论预测进行了比较，并显示比较以及在中间时间。在后期，实验数据表现出交叉到不同的标度行为。我们把这归因于问题变得有效的三维由于在冲击波前的颗粒的积累，并提出了一个简单的硬球模型，其中包括这种效果。该模型的模拟捕获了实验数据中看到的交叉。
2012-02-02 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
Uniform Shock Waves in Disordered Granular Matter
围压$P$可能是控制颗粒物质性质的最重要参数。在许多方面，强压缩颗粒介质是简单固体，其中弹性扰动以普通声子的形式传播。然而，声速在粒状骨料不断降低围压的降低，完全消失在堵塞-解除堵塞的过渡。这种反常行为表明，在低压下的能量输运不应该由声子主导。在这项工作中，我们使用模拟和理论来展示如何颗粒系统的响应变得越来越非线性的压力降低。在低压区，弹性能量主要通过非线性波和冲击传递。我们数值表征这些冲击的传播速度，形状和稳定性，并通过一个简单的分析方法模型的压力和冲击强度的冲击速度的依赖性。
2012-08-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
A Comprehensive Dataset of Grains for Granular Jamming in Soft Robotics: Grip Strength and Shock Absorption
CSIRO（联邦科学与工业研究组织）；University of Queensland（昆士兰大学）；Queensland University of Technology（昆士兰科技大学）；University of Melbourne（墨尔本大学）
我们测试了颗粒干扰机器人组件中各种颗粒材料的抓地力和减震性能。颗粒材料包括一系列天然的、制造的和3D打印的材料，包括各种形状、尺寸和肖氏硬度。两个主要的实验被认为是，都代表令人信服的软机器人颗粒干扰的用例。第一个实验测量抓握力（以牛顿为单位测量的保持力），当我们用选定的颗粒类型填充乳胶气球并将其用作颗粒堵塞夹持器来拾取一系列测试对象时。第二个实验测量由惯性测量单元记录的减震性能，该惯性测量单元悬挂在颗粒材料的封套中并从设定的高度落下。我们的研究结果突出了一系列形状，尺寸和柔软度的影响，包括颗粒变形性是抓握强度的关键决定因素，有趣的是，3D打印颗粒中较大的颗粒尺寸可以产生更好的减震材料。
2022-12-13 cond-mat.soft cs.RO
Acoustic emissions of nearly steady and uniform granular flows: a proxy for flow dynamics and velocity fluctuations
在颗粒流期间发射的地震波由不同的源产生：颗粒间冲击产生的高频和全球运动和大尺度变形产生的低频。为了揭示这些不同的机制，对干准定常颗粒流发射的地震波进行了实验研究。使用冲击加速度计记录发射的地震波，并使用快速相机捕获流动动态。分析了颗粒冲击的力学特性，以及冲击之间的持续时间和颗粒运动的相关性。高频地震波（1-50 kHz）被发现起源于颗粒冲击和波被困在流动层。低频波（20-60 Hz）由颗粒沿着其轨迹的振荡产生，即由剪切期间的膨胀/压缩循环产生。颗粒温度（即颗粒速度波动的平方）和平均速度的轮廓进行了测量，并与流的平均特性以及倾斜角和流的厚度。这些配置文件，然后在一个简单的稳定颗粒流模型预测辐射地震能量和能量效率，即流动势能转换为地震能量的分数。导出了与地震功率、剪切应变率和惯性数有关的标度律。特别地，发射的地震功率与颗粒温度成正比，颗粒温度也与平均流速有关。
2021-01-11 cond-mat.soft
1-d granular gas with little dissipation in 0-g : A comment on "Resonance oscillations in Granular gases"
它表明，最近的结果一维粒状气体在容器中的振动活塞，这是由冲击波传播建模，可以理解与建模使用的想法来自“单粒子热力学”。定义e为单次碰撞能量恢复系数的平方根，N为粒子总数，在N（1-e）<<1的限制下计算动量往返过程中的平均损失。当N（1-e）<<1时，系统既不能传播声波，也不能传播冲击波;当N（1-e）<<1时，系统的流体力学方程不能成立。Pacs编号：5.40 ; 45.70 ; 62.20 ; 83.70.Fn
2005-06-24 cond-mat.soft
Observation of Quantum Shock Waves Created with Ultra Compressed Slow Light Pulses in a Bose-Einstein Condensate
我们已经使用了我们的慢光技术的扩展，以提供一种方法，诱导小密度缺陷的玻色-爱因斯坦凝聚体。这些亚分辨率的微米级缺陷演变成大振幅声波。我们提出了一个实验观察和理论研究所产生的超流性的崩溃。我们直接观察到的狭窄的密度缺陷到孤子的衰减，“蛇”的不稳定性的发病，以及随后的成核涡旋。
2001-07-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shock Wave Structure in a Strongly Nonlinear Granular Lattice with Viscous Dissipation
在一维晶格（例如颗粒链）的冲击波结构与粘性耗散粒子之间的位移的力的幂律依赖被认为是和相应的长波近似相比。在离散模型中加入了一个依赖于相邻粒子间相对速度的耗散项，以研究其对定常激波轮廓形状的影响。临界粘性系数是从长波近似获得的任意值的指数n和表示从振荡的过渡到单调的冲击轮廓stronly非线性系统。在弱非线性情况下，临界粘度系数的表达式收敛于已知的临界粘度方程。基于该表达式的粘度值与具有对应于n = 3/2的赫兹接触相互作用的离散颗粒晶格的数值分析中获得的值相当。离散系统中的初始扰动在传播一小段距离后接近于静止激波轮廓，该距离与静止激波阵面的前导脉冲的宽度相当。当粘性等于其临界值时，激波阵面宽度最小。
2006-07-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Using Limited Neural Networks to Assess Relative Mechanistic Influence on Shock Heating in Granular Solids
本研究利用有限神经网络，以分箱初始密度为输入，预测颗粒高能炸药冲击加热，通过改变密度场空间范围评估各机制相对重要性及长度尺度。
2023-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Particle size effect on strength, failure and shock behavior in Polytetrafluoroethylene-Al-W granular composites
金属颗粒尺寸和样品孔隙率的变化显著地改变了使用聚四氟乙烯（PTFE）、铝（Al）和钨（W）粉末的冷等静压混合物加工的高密度颗粒复合材料的动态力学性能。准静态和动态实验进行相同的组分的质量分数与W颗粒的尺寸和压制条件的变化。相对较弱的聚合物基质允许该材料的强度和断裂模式由聚集的金属颗粒的颗粒型行为控制。在所有实验中，与粗W颗粒相比，在相对高孔隙率的样品中观察到更高的极限抗压强度。由金属颗粒组成的中尺度颗粒力链解释了这种不寻常的现象，这是在落锤试验的流体动力学模拟中观察到的。宏观裂纹的形成低于临界破坏应变的基质和不寻常的行为，由于致密化和断裂之间的竞争，在动态测试中的多孔样品也被观察到。冲击加载的这种颗粒状复合材料导致较高的分数的总内能沉积在软PTFE基体，特别是热能，这可以通过定制的W粒径分布。
2008-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Grain Dynamics in a Two-dimensional Granular Flow
我们已经使用粒子跟踪方法来研究在一个小角度的二维漏斗中的颗粒流组成的单个球的动力学。我们统计分析了许多球的轨迹来研究冲击波传播的机制。特别是，我们研究的创建，和相互作用，冲击波。我们还研究了颗粒温度的作用，并绘制平行的交通流动力学。
2000-10-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Shear response of granular packings compressed above jamming onset
研究了无摩擦、排斥的球形颗粒在受到各向同性压缩时的力学响应。软颗粒模型的先前模拟，其中排斥相互作用在颗粒间重叠中按幂律缩放，指数为$α$，已经发现整体平均剪切模量$\langle G \rangle$随着压力$P$增加，在大压力下为$\sim P^{(α-3/2)/(α-1)}$。然而，对这种标度行为缺乏深入的理论理解。我们表明，无摩擦，球形颗粒的堵塞包装的剪切模量有两个关键的贡献：1）连续变化的压力沿几何家庭的函数，其中颗粒间的接触网络不改变，和2）不连续的跳跃在压缩过程中所产生的接触网络的变化。我们发现，剪切模量的第一个几何家庭堵塞填料可以崩溃到一个主曲线：$G^{(1)}/G_0 = (P/P_0)^{(α-2)/(α-1)} - P/P_0$，其中$P_0 \sim N^{-2(α-1)}$是一个特征压力，分开两个幂律标度区域和$G_0 \sim N^{-2(α-3/2)}$。当接触网络中的变化附近存在显著的非仿射粒子运动时，可能会发生与这种形式的偏差。我们进一步表明，$\langle G (P)\rangle$不是简单的两个幂律的总和，但$\langle G \rangle \sim (P/P_c)^a$，其中$a \approx (α-2)/(α-1)$在$P \rightarrow 0$限制和$\langle G \rangle \sim (P/P_c)^b$，其中$…
2020-09-24 cond-mat.soft
Shock waves in two-dimensional granular flow: effects of rough walls and polydispersity
本文研究了小角度漏斗中球的二维流动，当侧壁粗糙或球是多分散的时。在早期的工作中的单分散流动光滑漏斗，我们观察到的运动冲击波/密度波的形成。我们发现，粗糙的墙壁的流动是更无序比光滑的墙壁和冲击波一般传播得更慢。对于粗糙壁漏斗流，我们表明，激波速度和频率服从简单的标度律。这些标度律与光滑壁流的标度律一致，但在这里，它们更干净，因为包装部位的影响更少，我们研究的参数范围更广。对于管流（平行侧壁），粗糙壁支持许多激波，而光滑壁表现出较少或没有激波。对于不同大小的球的漏斗流，我们发现弱多分散性的流的行为定性类似于单分散流。对于强多分散性，缩放分解并且冲击波由漏斗完全被阻塞的扩展区域组成。
2002-12-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic Behaviors of Supersonic Granular Media under Vertical Vibration
利用高速摄影技术对振动流化颗粒物料进行了实验研究。统计结果给出了颗粒材料在一个循环内的平均动力学行为，包括颗粒材料的高度、速度和质心的机械能的变化。与随机动能相对应的颗粒温度时空分布表明，在压缩阶段，颗粒温度出现峰值，并以陡峭的锋面向上传播。在陡峭的前的马赫数被发现是大于1，表明在超音速颗粒介质中传播的冲击。
2005-11-29 cond-mat.soft
Studying the Kinetics of a Self-propelled Cruiser in 2D Granular Media under Gravity
我们提出了一个巡洋舰能够在一个由近50 - 50双分散耗散粒子重力下的粒状介质中移动。巡洋舰有一个圆形的形状，其边缘有一个方形的凹痕。通过移动，然后喷射颗粒进入其凹进区域面向给定的方向，巡洋舰获得推力，推动自己在同一方向前进，这可以是垂直或平行于重力。利用分子动力学（MD）模拟，我们发现了一个粒子喷射过程中的三个普遍阶段：1）喷射推力加速，2）压缩粒子减速，3）减压粒子松弛。我们还证实，巡航能力提高粒子喷射强度的增加和减少来自重力的干扰。
2018-09-16 cond-mat.soft
Shocks in supersonic sand
我们测量时间平均的速度，密度和温度场稳定的颗粒流过去的楔形和计算速度的颗粒压力扰动（声速）等于10%的流速。气流是超音速的，形成的激波几乎与超音速气体中的激波相同。牛顿定律的分子动力学模拟和玻尔兹曼方程的蒙特卡罗模拟产生与实验定量一致的场。Navier-Stokes方程的数值解与实验条件下的分子动力学模拟一致。
2001-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Simulation Study of Internal and Surface waves of Vertically Vibrated Granular Materials
本文采用分子动力学方法对二维振动流化颗粒物料进行了数值模拟。对模拟结果的统计分析表明，在每个振动周期内都存在向上传播的激波。在一定的驱动参数下，类似于正常流体中法拉第不稳定性的表面波与内波共存。探讨了两种波之间的关系。模拟结果还表明，周期性海底结构会改变表面波的频散关系和振幅。
2005-11-29 cond-mat.soft
Shocks near Jamming
非线性声音是一种极端现象，通常在剧烈爆炸后的固体中观察到。但颗粒介质是不同的。当它们卡住时，这些脆弱和无序的固体表现出消失的刚性和声速，因此即使是微小的机械扰动也会形成超音速冲击。在这里，我们进行模拟，其中二维堵塞颗粒填料动态压缩，并证明，基本激发是强烈的非线性冲击，而不是普通的声子。我们捕获的压力和冲击强度的冲击速度的完全依赖于一个令人惊讶的简单的分析模型。
2011-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Short Pulse Dynamics in Strongly Nonlinear Dissipative Granular Chains
研究了脉冲在强非线性颗粒链中传播时的能量衰减特性。我们观察到一个波扰动，在低粘度由两个部分表现出两个完全不同的时间尺度的耗散。一部分是衰减孤立波，像无耗散链一样，受离散性和非线性效应支配，寿命较短。另一种是纯粹的耗散冲击结构，具有更长的寿命，只存在于耗散的存在。粘度和初始配置，导致这种复杂的波扰动的范围进行了探讨。
2008-08-04 cond-mat.soft
Power law scaling of early-stage forces during granular impact
我们的实验和计算研究的早期部队入侵者的影响与颗粒床的制度，其中的冲击速度接近颗粒力的传播速度。实验使用不同刚度的光弹性盘的2D组件，并在2D和3D中进行互补的离散元模拟。在冲击的初始阶段的峰值力和它发生的时间只取决于冲击速度，入侵者的直径，颗粒的质量密度，和颗粒的弹性模量，根据幂律标度形式，不符合庞斯莱模型，颗粒冲击理论，或附加质量模型。我们的研究结果对许多系统细节的不敏感性表明，它们也可能适用于类似材料的冲击，如泡沫和乳液。
2020-04-27 cond-mat.soft
Nonlinear Force Propagation during Granular Impact
我们的实验研究非线性力传播到颗粒状材料的影响过程中，从入侵者，我们解释我们的观察的非线性颗粒尺度的力的关系。使用高速视频和光弹性粒子，我们确定的速度和空间结构的力响应后的影响。我们发现，这些数量依赖于一个无量纲参数，$M'=t_c v_0/d$，其中$v_0$是入侵者的速度在影响，$d$是颗粒直径，和$t_c$是碰撞时间为一对晶粒在相对速度$v_0$。实验通过使用三种不同材料的颗粒来访问大范围的$M'$。当$M' \ll 1$时，力的传播是链式的，速度为$v_f$，满足$v_f \propto d/t_c$。对于较大的$M'$，力响应变得空间密集，并且力传播速度偏离$v_f\propto d/t_c$，对应于强烈压缩的颗粒堆积的集体硬化。
2015-03-28 cond-mat.soft
Evolution and stability of shock waves in dissipative gases characterized by activated inelastic collisions
之前的实验表明，通过耗散气体驱动的冲击波可能会变得不稳定，例如，在颗粒气体和经历强驰豫效应的分子气体中。控制这些不稳定性的机制还没有得到很好的理解。我们成功地分离和研究了活塞驱动冲击波传播到介质中的典型问题，其特征在于非弹性碰撞过程的不稳定性。我们对待标准模型的颗粒气体，其中粒子碰撞被视为非弹性常数恢复恢复系数。非弹性在足够强的碰撞中被激活。对30，000个粒子进行了分子动力学模拟。我们发现，所有的冲击波研究变得不稳定，与密度不均匀性形成的弛豫区。发现这些手指的波长与特征弛豫厚度相当。用解析和数值方法得到了弹性碰撞和非弹性碰撞的冲击Hugoniot曲线。对这些曲线的分析表明，不稳定性不是Bethe-Zeldovich-Thompson或Dyakov-Kontorovich类型。对具有相同热力学历史的对流流体元中的激波弛豫率和成团率的分析结果优于均匀颗粒气体的成团不稳定性。相反，早期瞬态演化的波重建表明，不稳定性的发作发生在重新加压的气体后，在铅冲击后面的介质的初始松弛。这种再加压在存在强密度梯度的情况下产生内部压力波。这表明不稳定性的机制更可能是产生涡的Richtmyer-Meshkov型，依赖于瞬态松弛期间内压波发展的作用。
2015-01-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Pressure Waves During Granular Flows in Varying Gravity Environments
本研究通过LAMMPS分子动力学模拟30,000个软球体在垂直料仓中的二维重力流，探讨了不同重力、弹性模量和出口直径下产生的向上压力波，发现这些波为非线性激波且遵循与线性波预期不同的幂律。
2025-06-27 cond-mat.soft
Shocks in sand flowing in a silo
本文研究了准二维筒仓底部孔板中颗粒状物质泄流时表面激波的形成。在高流速下，观察到表面强烈偏离平滑的线性倾斜轮廓，让位于倾斜底部附近表面高度的急剧不连续性，这是阻塞流的典型响应，例如在牛顿流体如水的水力跃变中遇到的。我们目前的实验结果，描述了这种跳跃的存在条件，描述了它的结构，并给出了它的发生解释。
2001-10-20 cond-mat.soft
Investigating the relation between elastic and relaxation properties of dry, frictional granular media during shear deformation
本研究通过离散元模拟揭示干摩擦颗粒介质在剪切变形中弹性刚度持续存在且部分退化，应力弛豫呈压缩指数，并指出其流变行为存在依赖损伤的粘弹塑性向粘性转变的复杂机制。
2025-02-24 cond-mat.soft
Observation of two-wave structure in strongly nonlinear dissipative granular chains
在强非线性粘性颗粒链中，在排除驻波的载荷条件下（例如，我们观察到由两个相互连接但不同的部分组成的脉冲。一种是领先的窄“主脉冲”，其性质类似于“声波真空”中的孤立波。“它产生于没有耗散的强非线性和离散性，但现在由于粘性而衰减。另一种是一个广泛的，更持久的冲击状的“二次脉冲”落后于主脉冲和粘性耗散所造成的。主脉冲后面的介质从“声波真空”转变为具有有限声速的介质。当快速衰减的初级脉冲消失时，次级脉冲继续在“声波真空”中传播，如果粘度相对较小，则会出现振荡前沿，直到其最终（但非常缓慢）解体。超过一个临界粘度有没有分离的两个脉冲，和耗散和非线性占主导地位的冲击状衰减脉冲，现在表现出非振荡的前面。
2006-08-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Drastic slowdown of shear waves in unjammed granular suspensions
本文对剪切弹性波沿稠密颗粒悬浮体表面的传播进行了实验研究。使用超快超声扫描仪，我们监测软化的剪切波速度内的光学不透明的介质作为驱动振幅的增加。对于这样的非线性行为两个政权被发现：在第一个政权，我们观察到一个显着的剪切模量减弱，但没有可见的晶粒重排。在第二个政权，有一个明确的晶粒重排伴随着模量下降高达88%。提出了一个摩擦模型来描述非线性弹性和塑性之间的相互作用，突出了接触断裂前的接触滑移的关键作用。对这些非线性剪切波的研究可以弥补两种不相交的方法之间的差距，用于描述非干扰附近的动力学：线性弹性软模式和非线性碰撞冲击。
2018-10-19 cond-mat.soft
Simulation of Lateral Impulse Induced Inertial Dilation at the Surface of a Vacuum-Exposed Granular Assembly
本研究利用SSDEM模拟真空环境下颗粒通道的横向脉冲作用，首次发现压缩孤波可诱发长距离惯性表面膨胀，揭示了膨胀的影响因素，为月球冷斑形成提供了潜在解释。
2025-09-04 cond-mat.soft physics.space-ph
Shear to longitudinal mode conversion via second harmonic generation in a two-dimensional microscale granular crystal
本文从理论和计算两方面研究了平面波在二维、粘性、六方密排微尺度颗粒介质中通过二次谐波产生的剪切模到纵模的转换。该模型包括平移和旋转自由度，以及正常和剪切接触的相互作用。我们考虑基频平面波在所有三个线性模式，具有无限的空间范围和旅行的一个高对称性的晶体方向。所产生的二次谐波是纵向的所有情况下。对于较低的横向旋转模式，二次谐波振幅的解析表达式，这是使用逐次逼近的方法得出的，揭示了存在特定的共振和反共振波数，后者是禁止的，如果旋转不包括在模型中。通过模拟一个晶格与粘合剂接触力的法律，我们研究的有效性的理论分析的非共振，共振和反共振的情况下。这项工作适用于微观尺度和静态压缩宏观尺度颗粒介质的分析，并应激发未来的非线性二维和三维颗粒系统，其中颗粒间的剪切耦合和颗粒旋转起着重要作用的研究。
2016-02-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Micro-slips inside a granular shear band as nano-earthquakes
我们实验研究沿剪切断层自然出现在一个压缩的摩擦粒状介质的变形波动。利用激光干涉测量，我们表明，这种颗粒状断层泥内的变形发生作为一系列的本地化的微滑分布沿故障。释放地震矩的相关分布、应变波动的记忆效应以及连续事件之间的时间相关性完全遵循天然地震的经验规律。使用最初在地震学和社会科学中开发的方法，我们首次在实验室规模上揭示了潜在的因果结构。这表明，滑移动力学的时空相关性有效地出现从更基本的触发内核。自然断层和我们实验上可控的粒状剪切带之间的这种形式上的类比为更好地理解地震物理开辟了道路。特别是，在不同的施加变形速率下进行的比较实验，我们表明，应变，而不是时间，是正确的参数控制的记忆效应在我们的故障模拟的动态。这就提出了一个基本问题，即在自然地震活动的时空相关性出现时，断层泥内应变相关的结构重排与真正随时间变化的热激活过程的相对作用。
2020-07-06 cond-mat.soft physics.geo-ph
