A non-local rheology for granular flows across yield conditions
在定压和恒切应力控制的剪切单元中，数值研究了夹在两个颗粒剪切流之间的稠密颗粒流的流变特性。我们表明，甚至远低于屈服应力，其流动可以用相同的流变学描述的屈服应力以上的液体状态可以实现。一个非局部的本构关系是从量纲分析，通过梯度扩展和校准使用均匀应力下观察到的速度分布的空间松弛。对于摩擦和无摩擦的颗粒，松弛长度被发现发散的距离屈服点的平方根的倒数，在该点的两侧。
2013-11-07 cond-mat.soft
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
Non-monotonic Rheology and Stress Heterogeneity in confined Granular suspensions
该研究系统探究边界约束对稠密颗粒悬浮液剪切增稠流变的影响，发现高受限条件下的非单调流动曲线，结合原位应力观测揭示其与应力非均质性的关联，为调控悬浮液流变特性提供了新思路。
2024-05-29 cond-mat.soft
Impact of Softness of Particles on Rheology of Dilute Granular Gases
我们数值和理论研究如何影响剪切稀颗粒气体的流变性的颗粒的柔软性。我们发现，动力学理论预测的流动曲线偏离Bagnold标度，它的工作在一定的剪切速率下，当我们与模拟结果进行比较。还发现，在此剪切速率以上没有理论解，这是因为由于非弹性碰撞的能量损失不能与剪切的能量注入平衡。
2021-05-20 cond-mat.soft
Dense granular rheology from fluctuations
Stanford University（斯坦福大学）
本文通过分析颗粒温度方程和直接数值模拟，提出了一种统一框架来描述密实颗粒流动，并解释了模型非普遍性的原因。
2026-10-20 cond-mat.soft
Jamming, Yielding and Rheology of Weakly Vibrated Granular Media
我们建立了干颗粒介质的流变曲线是非单调的，无论是在存在和不存在外部机械搅拌。在存在弱振动的情况下，非单调流动曲线决定了缓慢但稳定的惯性流动与快速惯性流动之间的滞后过渡。在没有振动的情况下，非单调的流动曲线控制着颗粒介质的屈服行为。最后，我们表明，非单调的流动曲线，可以看到在至少两个不同的流动几何形状和几个颗粒材料。
2011-07-17 cond-mat.soft
Rheology of Granular Rafts
本文实验研究了简单剪切下颗粒筏的流变行为，发现其剪切应力关系类似Bingham流体且黏度随表面分数发散，并通过速度场测量揭示了壁面附近流动区与中部准静态区共存的非局部流变特征，用扩展动力学理论描述了速度剖面演化。
2022-12-07 cond-mat.soft
Collective rheology in quasi static shear flow of granular media
本文讨论了在准静态颗粒流中，哪些因素决定了应变场的基本问题。结果表明，用应力-应变率关系来理解准静态流变学是不恰当的。另一种方法进行了讨论，其中的局部变形被认为是在附近的变形的原因。我们提出了一个连续介质模型，其中局部剪应变与其拉普拉斯算子成正比，比例因子由局部应力决定。预测的行为进行了测试，在一个三维剪切细胞通过计算机模拟。我们设置的简单性使得它非常适合演示和研究集体粒度流的基本开放问题。所观察到的剪切剖面解释的框架内建议的模型。
2010-09-20 cond-mat.soft
Role of gravity or confining pressure and contact stiffness in granular rheology
研究了颗粒材料在慢准静态和惯性流中的稳态剪切流变特性。重力场和接触刚度的影响，这是传统的平凡化是这项研究的重点。采用离散元法对考虑不同重力场和接触刚度的裂底几何结构中弱摩擦颗粒集合体进行了一系列模拟。虽然传统上惯性数，即，应力与应变率时间尺度的比率描述了流动流变学，我们发现，第二个无量纲数，即柔软度与应力时间尺度的比率，也必须包括在内以表征整体流动行为。对于缓慢的，准静态的流动，密度增加，而宏观摩擦力分别增加颗粒的柔软度和重力降低。这种趋势被添加到$μ(I)$流变学中，并且可以追溯到接触网络中的各向异性，在稳态下显示宏观摩擦和偏置织物之间的线性相关性。有趣的是，当外旋速率增加时，对于给定的重力场和接触刚度，线性关系成立。
2014-12-02 cond-mat.soft
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
Diverging viscosity and soft granular rheology in non-Brownian suspensions
我们使用大规模的计算机模拟和有限尺寸标度分析来研究无摩擦非布朗粒子的稠密三维悬浮液在堵塞过渡附近的剪切流变学。我们进行模拟软排斥粒子在恒定的剪切速率，恒定的压力，和有限的系统尺寸，并仔细研究大系统尺寸和无限硬粒子排斥的渐近极限。将先前的分析扩展了两个数量级，我们首先研究了硬颗粒极限下剪切粘性的渐近行为。我们确认其渐近幂律发散的干扰过渡，但表明，精确确定的临界密度和临界指数是困难的，由于粘度的“多尺度”行为。此外，有限尺寸标度分析表明，这种分歧是伴随着一个不断增长的相关长度尺度，这也分歧代数。然后，我们研究了软排斥的效果，并提出了一个自然延伸的标准颗粒流变学，以考虑柔软度的影响，我们从模拟验证。接近堵塞过渡，这种“软颗粒流变学”提供了一个详细的描述软颗粒的非线性流变学，这不同于早期的经验缩放形式。
2015-04-03 cond-mat.soft
Scaling properties of granular rheology near the jamming transition
研究了由无摩擦球体组成的致密颗粒材料的流变特性。结果表明，在堵塞转变点附近，剪切应力、压力和动力学温度都服从临界标度关系，该临界点被认为是一个临界点。这些标度律有一些特殊的性质，鉴于传统的临界现象，因为指数依赖于粒子间的力模型，使他们不是普遍的。它也被发现，这些标度律意味着描述增长的相关长度的指数之间的关系。
2008-11-02 cond-mat.soft
Critical scaling and soft granular rheology of frictionless non-Brownian suspensions across jamming
Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Grenoble INP（格勒诺布尔国立理工学院）
通过三维模拟研究无摩擦非布朗可变形颗粒悬浮液跨堵塞转变的流变行为，开展临界标度分析证实剪切驱动堵塞为二阶临界现象，构建流态图谱并提出软颗粒流变标度关系，实现宽范围动力学与密度区间的数据塌缩与预测。
2026-09-04 cond-mat.soft
Granular rheology: a tale of three time scales
本文通过调整复杂流体物理学的统计模型研究颗粒液体流变学，基于第一性原理提出了与既有现象学定律吻合良好的流变定律，揭示了mu(I)定律的本质，并自然扩展至颗粒悬浮液流变。
2025-09-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Bridging the rheology of granular flows in three regimes
我们通过分子动力学模拟研究了软的、摩擦的、无粘性的球的均匀的、简单的剪切流动的颗粒材料的流变学。与以前的无摩擦颗粒的结果相一致，我们观察到三个流动制度存在于不同的领域的颗粒体积分数和剪切速率，所有的应力数据崩溃后缩放的权力的距离堵塞点。虽然这个堵塞点是颗粒间摩擦系数的函数，但发现在此点压力与应变率之间的关系与摩擦无关。我们还提出了一个流变学模型，混合在每个政权的渐近关系，以获得这些流量的一般描述。最后，我们表明，偏离惯性数标度是一个直接的结果，颗粒的柔软性，与无量纲剪切速率特征的过渡。
2012-01-27 cond-mat.soft
Rheology of a sonofluidized granular packing
我们报告的实验测量下的振动产生的声音注入弱的水平的干燥颗粒材料的流变学。首先，我们测量施加在大量移动的金属丝上的拖曳力。我们发现，当驱动振动能量增加时，有效流变学急剧变化：从非线性动态摩擦行为-随速度弱增加-线性力-速度制度。我们提出了一个简单的启发式模型来解释在有限的振动强度和线性力-速度行为的发病应力动态阈值的消失。其次，我们测量了拖曳速度、振动能量和直径变化时球形入侵者所受的拖曳力。我们证明了一个所谓的“几何硬化”效应较小尺寸的入侵者和对数硬化效应的速度依赖性。我们表明，这最后的效果是只有弱依赖于振动强度。
2009-11-06 cond-mat.soft
Non-local rheology in dense granular flows -- Revisiting the concept of fluidity
本文的目的是讨论非局部流变学和流动性的概念，最近介绍了描述致密颗粒流。我们回顾和比较了基于不同本构关系和流动性参数选择的各种方法，重点是Bocquet等人[Phys. Rev. Lett 103，036001（2009）]针对软物质引入的动力学弹塑性模型，以及Kamrin等人[Phys. Rev. Lett 103，036001（2009）]针对颗粒物质引入的动力学弹塑性模型。108，178301（2012）]和我们提出的局部流变学$μ(I)$的梯度展开[Phys.Rev.Lett. 111，238301（2013）]。我们强调的是，要区分这些方法，人们必须超越来自线性化周围的均匀应力分布，如在一个简单的剪切单元得到的预测。我们认为，未来的测试可以根据所选择的流动性参数的性质，和相关的边界条件，以及假设推导模型和动力学机制的动力学。
2015-10-23 cond-mat.soft
Shear Is Not Always Simple: Rate-Dependent Effects of Flow Type on Granular Rheology
尽管有无数种类型的流动，大多数流变学研究集中在一个单一的类型，如简单剪切。使用离散元模拟，我们探索散装颗粒系统在大应变的各种流动类型和表征不同的惯性数和颗粒间摩擦系数的应力张量的不变量。我们确定了一个强大的依赖性的类型的流量增长的惯性数或摩擦。屈服的标准模型，重新用于描述在稳态流和有限速率下的应力对流型的依赖性，与数据进行比较。
2022-01-02 cond-mat.soft
Towards a general(ized) shear thickening rheology of wet granular materials under small pressure
本文采用离散元法在裂底环形剪切室内研究了干、湿颗粒材料在稳态准静态条件下的流变特性，重点研究了宏观摩擦力。我们的研究目的是了解在剪切带中，系统处于临界状态的各个位置处的整体流的局部流变性。一般（化）流变学具有四个无量纲控制参数，其涉及五种重要现象的时间尺度，即，分别与围压$t_p$、剪切速率$t_{\dotγ}$、颗粒刚度$t_k$、重力$t_g$和内聚力$t_c$相关的时间尺度。我们表明，这些现象共同有助于流变学乘法校正功能。虽然$t_{\dotγ}$很大，因此对大多数研究数据不太重要，但它会增加临界状态下的流动摩擦，其中剪切梯度很高。$t_g$和$t_k$与本体中的$t_p$相当，但在自由表面的极端和本体内部深处分别相对于$t_p$或多或少占优势。我们还测量了强湿内聚力对流动流变学的影响，如通过降低$t_c$来量化的。此外，所提出的流变模型预测以及剪切变稀行为在本体和自由表面附近的剪切变稀发展到剪切增稠的自由表面附近的内聚力增加。
2016-09-10 cond-mat.soft
Active dry granular flows: rheology and rigidity transitions
采用离散元法（DEM）数值模拟研究了由硬颗粒组成的自推进摩擦密相颗粒流的本构关系。我们表明，流变学，其中涉及的动态摩擦$μ$和体积分数$ϕ$的惯性数$I$，取决于一个无量纲数$\mathcal{A}$，其中比较的主动力的围压。两个液体/固体的转变-在麦克斯韦刚性的意义上-观察。一旦启动活性，填料就变成一种“活性固体”，其平均颗粒接触数大于等静压值。$μ$和$ϕ$的准静态值随着$\mathcal{A}$的增加而减小。在活性$\mathcal{A}_t$的一个有限值，对应于均衡条件，第二个“主动刚性过渡”被观察到超过该准静态值的摩擦消失和流变学成为牛顿。对于$\mathcal{A}>\mathcal{A}_t$，我们提供了一个高度间歇性的动态的这种“活跃的流体”的证据。
2016-11-14 cond-mat.soft
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
Rheology of bidisperse suspensions at the colloidal-to-granular transition
School of Engineering, The University of Edinburgh（爱丁堡大学工程学院）；School of Physics and Astronomy, The University of Edinburgh（爱丁堡大学物理与天文学院）
研究双分散悬浮液在胶体到颗粒过渡时的流变学行为，揭示了不同组分比例下粘度和剪切变稠特性变化规律。
2025-06-05 cond-mat.soft
Controlling rheology via boundary conditions in dense granular flows
边界形状，特别是粗糙度，强烈地控制着稠密颗粒流中的壁面滑移量。在本文中，我们的目标是量化和理解的致密颗粒流的哪些方面控制的边界条件，并将这些观察到一个合作的非局部模型表征慢颗粒流。为了研究边界性质的影响，我们进行实验的准二维环形剪切单元与旋转的内壁和固定的外壁;后者是从6个壁中选择具有不同的粗糙度，局部粗糙度，和遵守。我们发现，我们可以成功地捕捉到完整的流动剖面使用一组经验确定的模型参数，只有壁面滑移速度直接观察设置。通过使用光弹性粒子，我们观察到内部应力波动更粗糙的边界，对应于较低的壁滑移，并连接到传播的非局部效应起源于壁。
2022-05-23 cond-mat.soft
Rheological properties of dense granular flows
介绍了近年来对稠密颗粒流行为的研究进展。在介绍了颗粒材料的整体流变学之后，我着重介绍了非局部效应的新发展，以及正在进行的关于非均质系统的表面流变学和力学性能演变的研究。
2015-03-18 cond-mat.soft
The effect of grain shape and material on the nonlocal rheology of dense granular flows
非局部流变学允许从蠕动到中间流态的颗粒流的建模，使用少量的参数。在本文中，我们报告的实验测试颗粒特性如何影响模型参数，使用三种不同形状的颗粒（圆形，椭圆形和五边形）和三种不同的材料，包括一个允许通过光弹性测量应力。我们的实验是在一个准二维的环形剪切单元上进行的，该单元具有旋转的内壁和固定的外壁。每种类型的颗粒被发现表现出流动，这是很好的配合非局部流变学，与每个颗粒具有独特的三元组的本地，非本地，和摩擦参数。虽然局部参数b总是近似为1，但非局部参数A敏感地依赖于颗粒形状和材料。对于相同材料但不同形状的颗粒，发生库仑破坏的临界应力比μ s不同，表明几何摩擦可以超过材料摩擦。
2021-08-25 cond-mat.soft
Crucial role of side walls for granular surface flows: consequences for the rheology
在本文中，我们研究了稳定的均匀流动时，发展的颗粒材料被释放从料斗顶部的静态桩在一个渠道。我们更具体地专注于侧壁的作用，通过在不同宽度的设置中进行实验，从窄通道20粒径宽到通道600粒径宽。结果表明，桩周稳定流动完全受桩周侧壁效应控制。一个理论模型，考虑到壁面摩擦和一个简单的局部本构关系的基础上，最近提出的其他颗粒流配置（GDR MiDi 2004），给出了定量的预测与测量。这一结果为我们理解自由表面颗粒流提供了新的见解，并有力地支持了所提出的本构关系的相关性。
2016-09-05 cond-mat.soft
Granular Rheology in Zero Gravity
本文对近弹性球形颗粒组成的模型颗粒介质的流变特性进行了实验研究。实验是在一个圆柱形的库埃特几何形状和实验装置被放置在飞机内进行抛物线飞行，以消除重力的影响。相应的曲线，剪切应力与剪切速率，并提出了与现有理论的比较。剪切速率的二次依赖性被清楚地示出，并且作为颗粒的固体体积分数的函数的行为表现出幂律函数。结果表明，理论预测高估了实验。我们观察到，在中等体积分数，形成环的颗粒沿细胞的高度定期间隔。实验结果和理论预测之间观察到的差异进行了讨论和相关的结构中形成的粒状介质提交外部剪切。
2004-04-27 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
Rheology of a granular gas under a plain shear
研究了平面剪切作用下二维颗粒气体的流变特性。通过对离散元法、流体动力学方程组的模拟以及流体动力学方程组定常方程的解析解的比较，证实了由动力学理论导出的流体方程即使在相对高密度的情况下也能给出精确的结果。
2006-06-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology of dense granular flows for elongated particles
本文用三维数值模拟方法研究了无摩擦球柱中稠密颗粒流的流变特性。在球形颗粒的情况下，有效摩擦$μ$是惯性数$I$的增函数，我们系统地研究了$μ$对颗粒纵横比$Q$，以及法向应力差，体积分数和配位数的依赖性。特别地，我们表明准静摩擦系数与$Q$是非单调的：从球形情况$Q=1$，它首先急剧增加，在$Q \simeq 1.05$附近达到最大值，然后缓慢减小，回到$Q \simeq 2$的初始值。我们提供了一个微观的解释，这种意想不到的行为，通过分析周围的颗粒的耗散接触的分布：相比球体，稍微细长的颗粒增强其中央圆柱形带的接触，而在较大的纵横比颗粒往往对齐和耗散的优先接触在其半球形帽。
2017-10-18 cond-mat.soft
Integration through transients approach to the $μ(\mathcal{I})$ rheology
这项工作概括了通过瞬态形式主义引入的Kranz等人的粒度集成。121，148002（2018）]来确定压力。我们专注于Bagnold制度，并提供理论支持的经验$μ(\mathcal{I})$流变定律，已成功地应用于许多颗粒流问题。特别是，我们确认，粒子间的摩擦是无关紧要的制度，其中$μ(\mathcal{I})$法律适用。
2020-08-13 cond-mat.soft
The role of compressional dynamics in setting the scale-dependent rheology of granular flows: Application to the emergence of thin layer stability
本研究证明放宽刚性颗粒无限刚度假设可通过串联压缩机制解释尺度依赖和非局部流变效应，修改模型包含该运动学可成功捕捉薄层稳定性的涌现。
2024-09-20 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
Rheology and Contact Lifetime Distribution in Dense Granular Flows
我们研究的流变学和分布的重力驱动的，致密的颗粒流的非粘性颗粒沿斜面使用大规模的，三维的，颗粒动力学模拟的颗粒间接触寿命。而不是观察到大量的长寿的接触，可能是预期的密集流，简短的二元碰撞占主导地位。在硬颗粒极限下，流变学符合Bagnold标度，其中剪切应力是应变率的二次函数。然而，随着颗粒变得更软，我们发现与Bagnold流变学的显著偏差;材料流动更像粘性流体。我们将这种材料集体流变学的变化归因于接触寿命分布的微妙变化，所述接触寿命分布涉及较软颗粒系统中的长寿命接触的寿命和数量的增加。
2007-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Simulating dense granular suspension rheology using LAMMPS
高密度悬浮液广泛存在于自然界、制造业和工艺工程中。基于粒子的模拟已被证明是实验流变特性的宝贵补充，作为虚拟流变仪，可以快速探索参数空间和详细审查微观动力学。为了最大限度地提高这种模拟的效用，利用预先存在的、良好优化的、有据可查的代码可能是有利的。在这里，我们提供了一个简单的描述如何使用LAMMPS研究稠密的，颗粒悬浮液的流变学。
2022-12-16 cond-mat.soft physics.ed-ph
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
Nonlocal Granular Rheology: Role of Pressure and Anisotropy
通过施加主流并将叶片状探针浸入缓慢流动的颗粒介质中，探讨了颗粒介质的二次流变学。次级流变学则是施加的扭矩T和我们的探针的旋转速率ω之间的关系。在没有任何主流的情况下，探针经历明显的屈服应力，而对于任何有限流量，屈服应力消失，并且二次流变学呈现ω和T之间的双指数关系的形式。这种二次流变学不仅依赖于T的大小，而且是各向异性的-我们通过改变探针和主流的相对方向来表明这一点。通过研究表征二次流变学的三个特征扭矩的深度依赖性，我们表明，对于逆流，主要贡献是摩擦样-即，对于给定的ω，T和压力成正比，而对于co流，情况更为复杂。因此，我们的实验揭示了各向异性的颗粒介质的流变学的关键作用。
2013-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Transient Rheology of Immersed Granular Materials
在这封信中，我们研究了浸没颗粒流的瞬态流变行为的淹没颗粒柱崩溃的实验和相应的数值模拟。采用格子玻尔兹曼方法（LBM）结合离散元方法（DEM）进行了数值模拟，得到了颗粒坍塌过程中不同位置和时间的应力和变形情况。我们推导出一个新的无量纲数$\mathcal{G}$，它可以统一所有模拟数据点的瞬态颗粒流在不同制度的流变学。$\mathcal{G}$平滑地从惯性数转换为粘性数，统一了流变定律的两个极端。我们还表明，需要引进的动应力，以实现一个普遍的关系。研究结果建立了一个瞬态本构框架的粘惯性颗粒流和更好地了解颗粒流体混合物在自然和工程情况下是很重要的。
2022-06-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
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
Rheology of dense granular suspensions under extensional flow
我们研究了颗粒悬浮体在各种拉伸变形和简单剪切下的数值模拟。的粘度和Trouton的比率（拉伸剪切粘度的比率）的固体体积分数$ϕ$接近零惯性的极限的函数计算。无摩擦颗粒的悬浮液遵循牛顿Trouton的比例$ϕ$一直到$ϕ_0$，一个通用的卡点，是独立的变形类型。与此相反，摩擦颗粒导致的变形类型相关的堵塞分数$ϕ_m$，这是最大的剪切流。因此，特劳顿的比率从牛顿开始，但发散为$ϕ\toϕ_m$。我们解释了这种差异，在悬浮液中的摩擦颗粒考虑在堵塞的颗粒排列。虽然无摩擦颗粒悬浮液在堵塞时具有几乎各向同性的微结构，但摩擦允许更多的各向异性接触链，这允许在较低的$ϕ$下堵塞，但引入了协议依赖性。最后，我们提供的证据表明，粘性数流变学可以从剪切延伸变形，特别是成功的崩溃无摩擦颗粒。拉伸变形是悬浮液流变学中的一个重要类别，与浆料加工、造粒和高性能材料有关。
2018-04-22 cond-mat.soft
Rheology of sediment transported by a laminar flow
了解流体驱动的沉积物输运动力学仍然具有挑战性，因为它是颗粒物质和流体流动之间的中间区域。Boyer \textit{et al.} \citep{Boyer2011}提出了一个统一的稠密干颗粒和粘性悬浮液流的局部流变学，但它已被验证，只有在一个封闭的系统中的中性浮力颗粒。在这里，我们概括了博耶\textit{et al.} \citep{Boyer2011}模型占的颗粒的重量，通过增加一个压力$P_0$，并测试该模型的能力来描述泥沙输运在一个理想化的实验室河流。我们从上方对一床沉降的塑料颗粒进行层流剪切流动，并使用折射率匹配来跟踪颗粒的运动并确定局部流变学-从流体-颗粒界面到颗粒床的深处。所有实验的数据在$10^{-5} \leq I_v \leq 1$的范围内作为粘性数$I_v$的函数而塌陷到摩擦$μ$的单一曲线上，从而验证了局部流变学模型。但是，对于$I_v < 10^{-5}$，数据不会折叠。颗粒没有像预期的那样经历与$μ\rightarrow μ_s$的堵塞转变，而是转变到蠕动状态，在该状态下，我们观察到摩擦系数$μ\leq μ_s$随着$I_v$减小而连续衰减。这种蠕变制度的流变学不能描述的本地模型，需要更多的工作，以确定是否可以修改一个非本地的流变学模型，以考虑我们的研究结果。
2015-09-28 cond-mat.soft
Numerical simulation of 2D steady granular flows in rotating drum: On surface flows rheology
采用{ \em Non Smooth Contact Dynamics}模拟方法研究了旋转滚筒中无粘性圆柱体二维稳态表面流的流变特性。在表面流动层长度的中点处测量了体积分数、平移速度和角速度、均方根速度、应变率和应力张量的分布，其中流动通常被认为是稳定和均匀的。对这些数据及其相互关系的分析表明，局部惯性数--定义为局部惯性力和局部约束力之间的比值--是描述从填料的准静态部分过渡到堆表面流动部分的相关无量纲参数。的应力张量的分量的变化，以及作为惯性数的函数的均方根速度的分析内的准静态和流动相。他们的影响进行了讨论。
2005-06-30 cond-mat.soft
Analysis of granular rheology in a quasi-two-dimensional slow flow by means of discrete element method based simulations
采用离散元法（DEM）研究了球形颗粒在矩形料仓中的定常流动。该流动具有两个非零速度分量，并且比广泛研究的单向剪切流动更复杂。该研究的目的是详细描述流动材料的局部流变特性。流动被证明是几乎恒定的密度，与对称的应力张量和应力和应变率张量的主方向几乎共线。局部流变学分析使用的坐标变换，使直接计算的粘度和组件的压力假设颗粒材料是广义牛顿流体。缩放的粘度，波动速度和体积分数示出遵循幂律关系与惯性数，缩放的剪切速率，和数据为不同的流速崩溃到一个单一的曲线，在每种情况下。用于比较的颗粒在倾斜表面上的流动的结果与仓流的结果相似，但是由于颗粒的分层，具有较低的粘度和较高的固体分数。面内正应力几乎相等，略大于第三分量。这三个正应力与相应的脉动速度分量有很好的相关性。基于所得到的经验关联式，提出了一个计算颗粒流的连续介质模型。
2019-12-16 cond-mat.soft
Rheology of granular flows across the transition from soft to rigid particles
稠密颗粒流的流变学通常被视为取决于定义剪切下能量松弛模式的能量景观的性质。我们调查从软到刚性颗粒的过渡，不同的$S$，他们的刚度相比，三十年的围压和惯性数$I$的剪切流超过五十年。我们表明，流变本构关系，其特征在于由动态摩擦系数的形式$μ(I)=μ_c + a I^α$是轻微的颗粒刚度的影响，与本构参数基本上取决于颗粒间的摩擦。同样，局部剪切速率的分布主要取决于惯性数$I$，表明塑性事件的特征时标主要受围压控制，对$S$不敏感。相比之下，这些事件之间的能量存储的形式，但也接触网络的属性，如配位数和距离等静压，强烈的刚度的影响，使我们能够讨论不同的制度在$(S,I)$相空间。
2017-10-12 cond-mat.soft
Rheology of dense granular flows in two dimensions: Comparison of fully two-dimensional flows to unidirectional shear flow
这项工作利用软颗粒离散元模拟来研究稳定的二维颗粒流的流变学，参考单向剪切流，其已被广泛用于验证Jop等人的局部粘塑性模型[Nature 441，727- 730（2006）]。由Jop等人提出的$μ$ - $I$标度被发现在二维和单向流动中都是有效的，正如在以前的研究中所观察到的，然而，每种流动类型导致不同的曲线。这里，$μ$，剪切应力大小与压力的比率，是摩擦系数，$I$是无量纲惯性数，其与应变张量率$\dotγ$的大小与压力的平方根的比率成比例。发现摩擦系数不以简单的方式与流动分类参数$ψ$成比例，该参数表征局部流动类型。所有数据使用Zhang和Kamrin [Phys. Rev. Lett. 118，058001（2017）]，其中发现缩放的颗粒流动性（$f=1/(μT)$，其中$T \propto u/\dotγ$和$u$是波动速度）仅取决于固体分数$ϕ$。$ϕ$随惯性数$I$变化的数据对所有流动都坍缩成一条曲线。
2017-11-04 cond-mat.soft
Vane rheology of a fiber-reinforced granular material
本研究采用叶片几何结构探究柔性纤维对屈服应力以上颗粒-纤维混合物流动行为的影响，发现有效摩擦系数随纤维体积分数线性增长、随纤维长径比指数增长，为相关流动特性研究提供了新基础见解。
2025-06-13 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
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
Dry granular flows: rheological measurements of the $μ(I)$-Rheology
针对颗粒材料剪切局部化、剪胀特性导致常规流变测量难的问题，本研究采用改进的环形剪切池开展非常规流变测量研究致密颗粒流，并将结果与$μ(I)$流变学对比，旨在建立用流变工具表征颗粒材料的方法。
2015-05-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Rheology of dilute granular gases with hard-core and inverse power-law potentials
本文发展了具有硬核和逆幂律势的稀薄颗粒气体的动理论，通过理论分析散射过程并由Boltzmann方程导出粘度，最后利用直接模拟Monte Carlo验证了理论的有效性。
2025-05-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology of Thickly-Coated Granular-Fluid Systems
我们调查之间的联系颗粒尺度动力学和散装行为的厚涂层颗粒流体流动使用计算模拟。我们发现，类似于致密的完全饱和的浆料，在这些系统中的流变学采取的形式可以携带签名的颗粒间碰撞和/或颗粒间粘性动力学，改变固体分数。然而，我们发现显着的定性和定量的差异之间的系统的过渡可以被称为粘性，碰撞，粘碰撞行为。我们展示了这些转变是如何从“织物”的变化中产生的，例如强力网络，以及“颗粒温度”或波动能量，并建议扩展这些框架以更好地阐明其他粒子-流体行为。
2018-12-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Unifying Lengthscale-Based Rheology of Dense Granular-Fluid Mixtures
在这篇文章中，我们提出了一种新的基于长度尺度的稠密剪切颗粒悬浮液的流变学，因为它们从惯性为主过渡到粘性为主。我们推导出一个长度比例使用简单的物理为基础的考虑受到压力和阻力的颗粒。在这样做时，我们证明了一个适当选择的长度尺度比本质上提供了一个一致的正应力和系统接近其“堵塞”或固体状的状态之间的关系，即使是一个系统之间的惯性和粘性状态的过渡，捕获一个可变的斯托克斯数。
2023-02-09 cond-mat.soft physics.app-ph
Rheology of surface granular flows
通过测量半填充单分散钢球的准二维旋转圆柱中的速度和数密度分布，研究了表面颗粒流的流变性。测量是在圆柱体的中心进行的，在那里流动是充分发展的，使用条纹摄影和图像分析。应力分布计算的数量密度分布使用的力平衡，考虑到壁摩擦。当距离由颗粒直径和速度由特征剪切速率和颗粒直径缩放时，平均速度的分布。平均速度随深度呈指数衰减，衰减长度为$λ=1.1d$。均方根在自由表面附近，速度几乎是恒定的，在过渡点以下，速度随深度线性衰减。通过对速度剖面进行数值微分得到的剪切速率显示出最大值，该最大值出现在与r.m.s.速度剖面速度分布是麦克斯韦以上的过渡点和泊松速度分布得到的层深。表观粘度（$η$）随r.m.s.速度（$u$）在剪切速率最大值处显示出相对急剧的转变，并且在低于该点的区域中，表观粘度以$η\sim u^{-1.5}$的形式变化。实验数据进行了比较，颗粒流的三种模型的预测。
2005-06-23 cond-mat.soft
