Spanning the Scales of Granular Materials: Microscopic Force Imaging
如果你走在沙滩上，它会支撑你的体重。沙子中颗粒之间的无序力量是如何组织起来的，以防止你下沉？这个简单的问题在实验上很难回答：测量深埋晶粒之间的三维力是一项挑战。我们在这里描述的实验中，我们已经成功地测量内的颗粒填料受到控制变形的力量。我们通过平均、平均场计算将测量的微观尺度力与宏观尺度包装力响应联系起来。该计算解释了填料结构和接触变形的组合如何产生填料的意外机械响应，并揭示了令人惊讶的微观颗粒变形增强机制。
2014-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Random close packing of granular matter
我们提出了一个解释的随机紧密堆积的颗粒材料的相变，并讨论了实验验证的可能性。
2007-11-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Geometrical properties of rigid frictionless granular packings as a function of particle size and shape
采用三维离散数值模拟方法研究了密排无摩擦颗粒集合体的性质与颗粒多分散性和形状的关系。与某些实验结果不同的是，模拟结果表明，轴面体（八面凸多面体）的无序堆积比球形或圆形颗粒的无定形堆积具有更高的固体分数值，从而满足了焦和同事对随机堆积的Ulam猜想的类似[Y. Jiao和S. Torquato，Phys. Rev. E $\textbf{84}$，$041309$（$2011$）]。实验结果和数值结果之间的这种表面差异被认为是由于通过实验致密化过程克服颗粒间摩擦的困难。此外，固体分数被证明是进一步增加的双分散性和峰值时，小颗粒的体积比例达到$30\%$。另外，用高达$50\%$的扁平轴面代替等距轴面，固体分数降低，特别是当扁平颗粒也被拉长时。然而，与多分散性相比，颗粒形状似乎对填充固体分数起次要作用。对填料微观结构的进一步研究证实，轴面填料满足均衡猜想，并且除了在填料中平面或平面-细长多面体的$30$到$50\%$之外，它们是自由有序的。这种有序度的逐渐增加是由扁平或扁平细长颗粒的重新取向引起的有序相的形式，以使堆积势能最小化。同时，这种重新取向似乎增加了固体分数值略高于单分散等距pinacoids实现的最大值，以及配位数。最后，部分替代的细长轴面等距的堆积固体分数或秩序的影响有限。
2017-06-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Packing Fractions and Maximum Angles of Stability of Granular Materials
在二维转鼓实验中，我们发现颗粒堆的堆积率对其稳定性有两个独立的影响。对于一个固定的晶粒形状，稳定性增加的包装分数。然而，在确定不同颗粒形状的相对稳定性时，具有最低平均堆积分数的颗粒倾向于形成最稳定的堆积。我们还表明，只有配置接近表面的桩的数字显着。
2004-12-23 cond-mat.soft
Random close packing in a granular model
我们介绍了一个二维的颗粒物质的晶格模型。我们使用的证明和模拟相结合，以证明在模型中的有序/无序相变，我们与随机紧密堆积的颗粒现象。
2009-09-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stress Propagation in Two Dimensional Frictional Granular Matter
的应力分布和晶粒的重新取向，在一个点的力施加到一个预加载的二维颗粒系统，计算的背景下的连续理论，结合纹理的包装。当高摩擦力阻止颗粒间接触处的滑动时，各向异性填料沿着两个峰传播应力，这两个峰合并成一个单峰，因为填料被无序化成较低的各向异性结构;这个单峰可能比各向同性情况下更宽或更窄，这取决于填料的制备。在较低的摩擦，有效的处理滑动接触产生尖锐的峰值，并最终奇异的极限，应力沿直线传播。最近的实验，以及双曲线模型的方面，根据这些结果进行了讨论。
2002-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effect of packing fraction on the jamming of granular flow through small apertures
我们通过一个拟动力学模型研究了通过小孔径的颗粒圆盘柱的流动和堵塞。我们专注于效果的颗粒组装的准备上获得的雪崩的大小。具有不同平均填充分数的填充系综通过在不同强度下敲击系统来创建。令人惊讶的是，填充分数不是沉积物堵塞给定孔的能力的良好指标。不同的平均雪崩大小获得的存款具有相同的平均包装分数，准备有非常不同的抽头强度。据推测，在颗粒柱的主体中的拱的数量和尺寸应该与系统堵塞小开口的能力相关。我们表明，这种相关性，如果存在的话，是相当差的。散装拱和堵塞拱之间的比较（即，阻挡开口的拱）揭示了孔在拱的水平跨度上施加了比开口的实际尺寸大的较低截止。这与以下事实有关：阻挡拱必须具有适当的取向，以适应位于孔的每一侧的两堆谷物之间的间隙。
2012-05-29 cond-mat.soft
Random Loose Packing in Granular Matter
本文介绍了一个二维颗粒物质在消失压力下的概率模型，并进行了数值模拟。该模型表现出一个完美的尖锐的随机松散的堆积密度，一种现象，应该是真实的颗粒物质验证。
2008-08-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Strain-stiffening in random packings of entangled granular chains
以颗粒链的随机堆积为模型，研究了在无布朗运动的情况下，颗粒链的缠结对应变硬化的贡献。在三轴压缩实验中，链式填料被剪切。对于短链长度，当剪切应力超过围压的范围时，这些填料屈服，类似于球形颗粒的填料。相比之下，足够长以形成环的链的堆积表现出应变硬化，其中材料的有效刚度随着应变而增加，类似于许多聚合物材料。后一种填料可以承受比围压大几个数量级的应力，并且在链环断裂之前不会屈服。X射线断层扫描测量结果表明，应变硬化填料包含系统跨越集群的纠缠链。
2011-08-16 cond-mat.soft
Scaling Law for Cracking in Shrinkable Granular Packings
水化颗粒填料在干燥时常常破裂成离散的颗粒簇。尽管它无处不在，但准确预测开裂仍然是难以捉摸的。在这里，我们阐明了以前被忽视的作用，个别晶粒收缩-一个共同的许多材料的功能-在确定裂纹图案使用实验和模拟。通过扩展经典的Griffith裂纹理论，我们得到了一个缩放定律，量化集群大小取决于晶粒收缩，刚度和大小之间的相互作用-适用于各种各样的收缩，颗粒包装。
2019-10-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental Test on Edwards Volume Ensemble of Tapped Granular Packings
利用X射线层析成像，我们实验研究了颗粒填料受到机械攻丝三种类型的珠具有不同的摩擦系数。我们验证爱德华兹体积系综在这些三维颗粒系统，并建立一个颗粒版本的热力学第零定律。在Edwards框架内，我们还明确阐明了摩擦如何影响颗粒统计力学作为修改的状态密度，这使我们能够确定熵作为包装分数和摩擦的函数。此外，我们得到了基于几何配位数和填充分数的颗粒干扰相图。
2021-03-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collective motion of granular matter subjected to swirling excitation
二维颗粒堆积在水平圆振动作用下表现出不同的集体运动模式，这取决于振动强度和整体堆积密度。对于中等填充密度和振荡幅度，高密度相沿容器的侧壁以顺时针方向行进，而振荡本身是逆时针的。进一步向六方填料方向增加填料密度，整个填料整体顺时针方向共同旋转。填料的核心作为固体旋转，并通过流体状层与边界分离。这两种运动模式都与靠近侧壁的颗粒的不对称运动有关。
2021-07-30 cond-mat.soft
Spatial distribution functions of random packed granular spheres obtained by direct particle imaging
我们测量的两点密度相关性和Voronoi细胞分布的周期性剪切颗粒球获得的荧光技术，并比较它们与无摩擦球的随机堆积。我们发现，径向分布函数$g(r)$捕获的Percus-Yevick方程的初始体积分数$ϕ=0.59$。然而，由于随着$ϕ$向随机紧密堆积增加，第二峰分裂，观察到小但系统的偏差。的Voronoi自由体积的分布偏离假设的$Γ$分布，和取向的顺序度量$Q_6$显示无摩擦球的数值结果相比，混乱。总的来说，这些措施显示出显着的相似性随机堆积的颗粒和无摩擦球，但一些系统的差异。
2010-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Experimental Demonstration of Nonuniform Frequency Distributions of Granular Packings
我们开发了一种新的实验技术，以产生机械稳定（MS）无摩擦颗粒磁盘包装。我们进行了一系列的协调实验和数值模拟，以枚举的MS包装在小的二维系统组成的双分散磁盘。我们发现，无摩擦MS包装发生在配置空间中的离散，分离良好的点，并获得良好的定量之间的协议产生的MS包装实验和模拟。此外，我们观察到MS包装概率可以变化许多数量级，并且相对于包装生成过程是鲁棒的。这些结果表明，最常见的MS包装可能占主导地位的颗粒系统的结构和力学性能。我们认为，这些小系统的结果是一个关键的第一步，从“自下而上”构建一个大颗粒系统的统计描述。
2009-03-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Testing Adam-Gibbs relationship in tapped Granular Packings
本研究利用 X 射线断层扫描测量不同摩擦单分散颗粒球在压实过程中的 Edwards 热力学参数与弛豫时间，证明颗粒系统总体遵循 Adam-Gibbs 关系。
2024-09-08 cond-mat.soft
Dynamic Rearrangements and Packing Regimes in Randomly Deposited Two-Dimensional Granular Beds
研究了由源线随机沉积制备的二维颗粒堆积的结构性质。我们考虑一类随机弹道沉积模型的基础上控制的临界角的单颗粒松弛规则，我们表明，这些地方的规则可以制定为滚动摩擦的框架内的动态方法模拟粒状材料。我们发现，随机沉积模型制备的包装一般是不稳定的，并进行动态重排。结果表明，在相同的临界角下，动态法比几何模型有系统地得到更高的固相率。我们的特点的结构，由这两种方法产生的固体分数，接触连接性和各向异性的包装。我们的分析提供了四个包装制度作为固体分数的函数，包装增长的机制是不同的，在每个政权的证据。
2002-07-30 cond-mat.soft
Equivalence between random close packing in granular matter and freezing in the hard sphere model
在20世纪60年代，G.D.斯科特和J.D.伯纳尔人们曾多次尝试去理解这种填料。我们给出了一个简短的论点，最近的实验和模拟的基础上，这解释了包装在纯粹的几何术语。
2021-07-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Intruder mobility in a vibrated granular packing
我们实验研究了一个密集的入侵者在重力作用下下沉的动力学振动的二维颗粒填料。周围的流动模式的特点和下降的轨迹被解释在一个effectivive摩擦系数有关的入侵者的平均下降速度（流动规则）。在较高的围压，即接近堵塞，过渡到间歇性动态的证据，并显示异常的“开-关”封锁统计。对不同侵入物尺寸的流动规则的系统分析，无论是在流动状态下还是在流动和阻塞状态下的平均值，都强烈表明振动填料流变学存在非局部性质。
2011-06-24 cond-mat.soft
The effects of packing structure on the effective thermal conductivity of granular media: A grain scale investigation
结构特征被认为是决定颗粒介质有效性质的主导因素，特别是在输运现象的范围内。为了改进热管理，颗粒介质中的热传输需要改进的基本理解。在这项研究中，在宏观和颗粒尺度上的颗粒介质中的传热的填充结构的影响进行了评估。在颗粒尺度上，采用气固耦合传热模型，采用离散元方法模拟了这种传热现象。数值框架进行了验证，通过使用平面源技术获得的实验数据，并发现气相的Smoluschowski效应被捕获通过这种扩展。通过考虑填充的球形SiO2颗粒与间隙氦相，振动诱导有序的粒状介质中进行了研究，使用这里开发的模拟方法，调查如何无序到有序的过渡填充结构增强有效的热导率。晶粒尺度的热输运被证明是由个别晶粒的局部邻域配置的影响。有序堆积结构的形成增强了全局和局部的热传输。该研究为颗粒介质输运现象的解释提供了一种结构方法，可应用于颗粒介质的性质修正。
2018-09-05 cond-mat.soft
Bridges in three-dimensional granular packings: experiments and simulations
在这封信中，我们提出了第一个实验研究的桥梁结构的三维干颗粒填料。当桥很小时，它们主要是“线性”的，并且具有指数尺寸分布。较大的，主要是“复杂”的桥梁，被证实遵循幂律的大小分布。我们的实验，其中使用X射线断层扫描，是在良好的协议与这里提出的模拟，主要是线性桥梁的尺寸分布，端到端的长度，基地的扩展和方向。本实验和早期的模拟之间的定量差异表明，包装分数是一个重要的决定因素的桥梁结构。
2013-05-10 cond-mat.soft
Experimental Study of the Nematic Transition in Granular Spherocylinder Packings under Tapping
该研究结合X射线断层扫描与Edwards系综，提出考虑重力和机械稳定性的经验自由能，以解释敲击球柱体堆积中的向列相转变、相共存及成核能垒。
2023-09-26 cond-mat.soft
Packing fraction of clusters formed in free-falling granular streams based on flash X-ray radiography
我们研究了使用闪光X射线照相术的球形和不规则形状的颗粒的自由落体流的集群的包装分数。簇的估计包装分数是足够低，对应于配位数小于6。数值模拟中的这种配位数对应于碰撞和生长而不反弹的聚集体。此外，不规则颗粒的流演化更快，并形成具有较低的填充分数的较大尺寸的集群。颗粒流的这一结果表明，颗粒形状对颗粒材料的团聚过程有显着的影响。
2021-03-09 astro-ph.EP cond-mat.soft
Identifying Bridges from Asymmetric Load-Bearing Structures in Tapped Granular Packings
本研究利用高分辨率X射线断层扫描技术，通过重力诱导的结构变化识别敲击颗粒堆积中的承载接触，进而分析作为力学骨架的协同桥结构，发现桥的协同性随堆积分数降低而增加，有助于理解颗粒材料的流变性质。
2024-09-26 cond-mat.soft
Crack formation and self-closing in shrinkable, granular packings
许多粘土、土壤、生物组织、食物和涂层都是可收缩的颗粒状材料：它们由干燥时收缩的包装的水合颗粒组成。在许多情况下，这些填料在干燥过程中破裂，严重阻碍了应用。然而，虽然开裂已被广泛研究散装凝胶和包装的非收缩颗粒，很少有人知道如何包装收缩颗粒裂纹。在这里，我们阐明了如何在干燥过程中改变粮食收缩开裂。使用模型收缩水凝胶珠的实验，我们表明，差异收缩可以显着改变干燥过程中的裂纹演变-在某些情况下，甚至导致裂纹自发地“自我关闭”。在其他情况下，包装收缩而不破裂或不可逆地破裂。我们开发了颗粒和连续模型来量化颗粒收缩，孔隙力学，包装尺寸，干燥速率，毛细作用和基材摩擦开裂之间的相互作用。在理论的指导下，我们还发现，开裂可以完全改变通过改变干燥的空间分布。我们的工作阐明了丰富的物理基础开裂收缩，颗粒填料，并产生新的战略控制裂纹的演变。
2019-05-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamical Janssen effect on granular packings with moving walls
本文研究了垂直管内相对运动时颗粒堆积底部的表观质量，证实 Janssen 模型在广泛速率范围内有效，且动态极限表观质量与速率无关并显著低于静态值。
2003-03-01 cond-mat.soft
Analysis of Granular Packing Structure by Scattering of THz Radiation
散射方法被广泛用于表征小长度尺度上物质的结构和成分。这激发了这篇介绍性的文章，介绍了颗粒介质基于散射的方法的前景。本文综述了粒子和粒子系综的光散射。阐述了为什么使用X射线和可见光的已建立的散射方法一般不能转移到颗粒介质。使用太赫兹辐射的光谱测量突出，因为它们探测颗粒介质的散射特性，这是敏感的包装结构。讨论了优化用于颗粒介质测量的光谱仪的实验细节。我们使用傅立叶变换光谱在太赫兹光束线的BessyII储存环的静态和搅拌的颗粒介质进行传输测量。的测量表明，有可能评估程度的秩序在媒体和跟踪瞬态结构状态在搅拌散装粒状介质。
2017-04-28 cond-mat.soft
Onset of Irreversibility in Cyclic Shear of Granular Packings
本文研究了不可逆性在致密颗粒介质中的发生，该介质在裂底几何中受到循环剪切。为了探测微观和中尺度，我们在一系列剪切应变振荡中以3D方式对珠轨迹进行成像。虽然珠失去和恢复接触的邻居在一个周期，接触网络的拓扑结构表现出可逆的小振荡幅度的属性。随着反转幅度的增加，发生向不可逆扩散状态的转变。
2012-01-24 cond-mat.soft
Origin of Non-cubic Scaling Law in Disordered Granular Packing
最近的金属玻璃衍射实验揭示了密度与平均原子间距之间的非立方标度律，这导致了对分形玻璃有序存在的猜测。使用X射线层析成像，我们在这里确定了一个类似的非立方标度律在无序颗粒堆积的球形颗粒。我们发现标度律与第一近邻壳层内的接触近邻直接相关，因此与干扰现象密切相关。由于接触数在6左右的均衡条件，出现了看似普适的标度指数2.5，我们认为该指数不应该是普适的。
2017-05-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear and crystallization in deformable granular packings: why don't auxetics order?
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
采用键合粒子方法模拟三维高压缩颗粒填料的剪切，通过改变泊松比研究流变学、堆积结构和颗粒形态变化。发现常规材料易结晶，负泊松比材料则相反，揭示弹性、几何形状与结晶间的相互作用。
2026-07-07 cond-mat.soft
Three-dimensional compaction of soft granular packings
采用三维非光滑接触动力学模拟方法，分析了由软（弹性）球形颗粒组成的组件在堵塞状态之后的压实行为。粒子的组件的特征在于使用的包装分数，配位数，和冯米塞斯应力分布的粒子内的围压增加的演变。堆积分数增加并趋向于接近$1$的最大值，并且平均配位数作为堆积分数的平方根而增加。随着围压的增加，观察到的过渡从一个粒状材料的剪切应力分布的指数尾巴的连续的材料，其特征在于高斯样分布的剪切应力。我们开发了一个方程，描述了作为所施加的压力的函数的填充分数的演变。这个方程，基于颗粒应力张量的微观力学表达，赫兹接触定律的小变形的限制，以及填充分数和颗粒的协调之间的幂律关系，提供了良好的预测从堵塞点到非常高的密度，而不需要调整任何参数。
2021-08-27 cond-mat.soft
Statistical equivalence of reduced gravity and enhanced friction in granular packings
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；East China Normal University（华东师范大学）；Chengdu University of Technology（成都理工大学）
研究通过X射线断层扫描对比不同重力及摩擦力下颗粒堆积，发现降低重力与增强摩擦力效果类似，二者能使颗粒堆积呈现相同特性，源于机械稳定性约束松弛，重力还保留独特接触尺度特征，为颗粒堆积提供统一统计描述。
2026-07-20 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
Force Dynamics in Weakly Vibrated Granular Packings
作用在刚性垂直振动的颗粒填充柱底部的振动力F_b^ac揭示了丰富的颗粒动力学，即使振动的峰值加速度明显小于地球表面的重力加速度。对于松散堆积或高频，F_b^ac的动力学行为主要由颗粒运动控制.对于中等驱动条件下，在更紧凑的样品，晶粒运动几乎是不存在的，但F_b^ac仍然表现出强烈的非线性和滞后行为，证明了一个由非平凡的力网络动力学主导的颗粒制度。
2005-04-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Geometry-mediated shear softening in dense ordered granular packings
Princeton University（普林斯顿大学）；EPFL（洛桑联邦理工学院）
通过有限元模拟，发现嵌入颗粒的孔隙几何可诱导弹性各向异性和剪切软化，使堆积表观剪切模量降低高达90%，且与接触力各向异性减小相关，为设计软颗粒超材料提供机制。
2026-06-27 cond-mat.soft
The hierarchical properties of contact networks in granular packings
研究了密度为0.58 - 0.64的无序堆积单尺寸球体的大样品的颗粒间接触网络（接触网络）的拓扑结构。这种结构的层次组织研究的拓扑地图，从一个给定的球开始，并通过接触网络在同心壳向外移动。我们发现，无序球堆积的拓扑密度大于等价的格点球堆积的拓扑密度。
2005-04-14 cond-mat.soft
Elegance of disordered granular packings: a validation of Edwards' hypothesis
我们已经找到了一种方法来分析爱德华兹的静态颗粒填料的状态密度在圆形，刚性，无摩擦颗粒的特殊情况下，假设恒定的配位数。它获得了最熵密度的单颗粒状态，它预测了几个可观的，包括接触力的分布。我们将这些结果与颗粒填料动态模拟中获得的经验数据进行比较。该协议是相当不错的，帮助验证使用统计力学方法在颗粒物理。理论和物理学之间的差异主要与配位数有关，当经验数据按配位数排序时，我们得到了一些见解，这些见解表明了态密度的潜在优雅。
2005-04-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical packing in granular shear bands
在一个现实的三维设置，我们模拟了缓慢变形的理想颗粒介质组成的球体进行轴对称三轴剪切试验。我们遵循自发应变局部化过程的自组织导致剪切带，并证明存在一个临界堆积密度在这个故障区。由膨胀和压实的动态平衡所产生的渐近临界性被发现被限制在剪切带内，而剪切带外的密度保持初始堆积的记忆。剪切带的临界密度取决于摩擦力（和颗粒几何形状），在无限摩擦力的极限下，它定义了一种特定的堆积状态，即\emph{dynamic random loose packing}。
2007-01-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collective drifts in vibrated granular packings: the interplay of friction and structure
我们模拟了水平周期性边界条件下，垂直振动的致密颗粒填料。当水平对称性被无序或填充缺陷破坏时，整个介质的协调平移运动出现，并且振动足够弱以保持结构。我们认为，这种漂移起源于结构对称性破缺和摩擦力之间的相互作用，由振动板。一个非线性棘轮模型与粘滑再现了许多方面的现象。这里讨论的集体运动的基础最近观察到的现象与振动流化颗粒材料，如持续旋转和异常扩散。
2022-05-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Yielding and Strain Stiffening in Entangled Assemblies of Frictional Granular Chains
宏观颗粒链的堆积捕获了分子聚合物系统的一些基本方面，并已被建议作为在分子尺度上理解物理学的范例。然而，在这里，我们证明了颗粒链填料，这在聚合物系统中没有对应的颗粒间摩擦$μ$，导致一个非平凡的屈服和流变响应。基于离散元模拟方法，研究了大振幅振荡剪切作用下颗粒链随机堆积的非线性流变特性。我们发现，最大应力和剪切变形进入材料体的深度是摩擦的非单调函数，极值在$μ$的中间值。我们还表明，相邻的晶粒之间的定期重复的间隙，这是特殊的商业颗粒链，扩大剪切区，并通过促进链之间的联锁事件，提高在系统中的缠结。这些拓扑约束可以显著增加应变刚化的程度。我们的研究结果突出了颗粒链包装和分子聚合物系统的物理之间的差异。
2022-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Identification of arches in 2D granular packings
我们确定拱床的颗粒磁盘所产生的分子动力学型模拟。我们使用的历史沉积的颗粒，以确定每个颗粒的支持接触。然后，拱被定义为相互稳定的盘的集合。分析了攻丝产生的不同填料。识别拱的静态结构的沉积床，没有任何信息的沉积历史的可能性进行了讨论。
2006-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure of plastically compacting granular packings
通过二维和三维实验研究了韧性颗粒压实系统中的发展结构。在这两个维度上，径向分布函数的峰值减少，加宽，并与在硬盘和球体系统中观察到的那些相比，移动。几何三-颗粒配置的径向分布函数中的第二个峰值，但有趣的差异之间的初始和最终阶段的二维压实。的平均配位数作为填充分数的函数的演变进行了比较与其他文献的实验和数值计算结果。我们的结论是压实历史是重要的压实颗粒系统的结构的演变。
2005-10-13 cond-mat.soft
Grains unchained: local fluidization of a granular packing by focused ultrasound
我们报告的实验结果提交给高强度聚焦超声的颗粒填料的动力学。声辐射压力示出远程诱导局部重排内桩以及在最初堵塞的系统中的焦点周围的全局运动。我们表明，这种流化过程是间歇性的一系列的声压和滞后时，压力是循环的。这种一阶样的无干扰过渡再现在数值模拟中，其中的声压场是由本地化的外力建模。对模拟填料的进一步分析表明，在间歇状态下，不堵塞与任何明显的先前结构特征无关。提出了一个简单的基于有效温度的两态模型来解释这些发现。
2016-01-13 cond-mat.soft
Force Chain Evolution in a Two-Dimensional Granular Packing Compacted by Vertical Tappings
利用光弹圆盘实验研究了垂直敲击二维颗粒堆积中力链演化的统计特性。在本实验中，将敲击的颗粒填料逐渐压实。在压实过程中，通过测量由组构张量导出的偏量各向异性来量化颗粒构型的各向同性，然后通过测量颗粒间力和力链取向序参量来量化力链结构的演化。随着填充率的增加，颗粒间力增加，并最终饱和到一个渐近值。此外，晶粒的配置和力链结构成为各向同性随机的退火诱导的压实进行。相反，力链的总长度保持不变。从这些参数的相关性，我们发现两个关系：（i）的晶粒结构的各向同性和力链取向的无序之间的正相关性，和（ii）之间的颗粒间力的增加和力链取向的无序性的负相关性。这些关系是普遍举行，无论粒子运动的模式有/没有对流。
2018-03-03 cond-mat.soft
MR Imaging of Reynolds Dilatancy in the Bulk of Smooth Granular Flows
致密的颗粒物质必须膨胀才能流动，这种现象被称为流动性。在这里，我们执行，通过磁共振成像，直接测量的局部堆积密度的演变的缓慢和平滑的颗粒剪切流中产生的裂底几何形状。我们发现这种不相容性出奇地强。膨胀区跟随大应变率区域，并作为时间的函数缓慢扩展。这表明，局部堆积密度由实验开始以来经历的局部应变的总量决定。
2007-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Steady state of tapped granular polygons
采用离散元法研究了不同颗粒形状的稳态堆积率。颗粒是单一大小的正多边形，从三角形到二十边形。与圆盘填料的比较表明，多边形填料的稳态填充率随敲击强度的变化呈现相同的趋势。然而，如预期的那样，对于可以镶嵌平面的形状（三角形、正方形和六边形），获得了更好的填充分数。此外，我们发现一个尖锐的过渡包装的多边形超过13个顶点的信号在包装分数在一个特定的轻敲强度的不连续性。大多数形状的密度波动是一致的，最近的实验结果在磁盘包装，但是，一个特殊的行为被发现三角形和正方形。
2010-10-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Absence of solid phase in dense amorphous active granular matter
School of Physics, Zhengzhou University（郑州大学物理学院）
研究发现，在高密度非晶活性颗粒物质中，即使颗粒排列密度高于晶体排列密度，混合不同大小颗粒可防止结晶，从而保持流体相。
2026-04-16 cond-mat.soft
Unjamming of Granular Packings as a Constraint Satisfaction Problem: Evidence for a Growing Static Length Scale in Frictionless Packings
在软堵塞填料的物理学中，一个突出的问题是关于在非堵塞过渡附近出现的相关性的性质。在这项工作中，我们对待unjamming作为一个约束满足问题，并证明了静态的关联函数，探头的边界条件的敏感性，表现出发散的相关长度的包装被解压。这个长度尺度与均衡性有关，并且早先已经与均衡填充中软模的存在相联系。的关联函数的形式是非常相似的马赛克理论中预测的玻璃化转变，我们与包装的熵的增长相关性的性质。
2010-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The structural origin of the hard-sphere glass transition in granular packing
玻璃化转变伴随着结构弛豫时间的快速增长和伴随的构型熵的降低。目前还不清楚的过渡是否有热力学起源，以及是否动态逮捕是与一定的静态秩序的增长。使用颗粒填料作为模型硬球玻璃，我们显示的玻璃化转变作为一个热力学相变与“隐藏”的多面体秩序。这种多四面体有序在空间上与缓慢的动力学相关。它是几何挫折，并有一个特殊的分形维数。此外，随着填充分数的增加，它的增长遵循熵驱动的成核过程，类似于随机一级跃迁理论。我们的研究基本上确定了一个长期追求的结构玻璃秩序硬球玻璃。
2015-09-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Wang-Landau algorithm for entropic sampling of arch-based microstates in the volume ensemble of static granular packings
我们实现了Wang-Landau算法以等概率采样模型粒度系统的静态配置。所用的“非相互作用刚性拱模型”是基于静态配置的描述，通过分裂成稳定的拱集的颗粒的组件。这种技术使我们能够建立熵作为大型系统的包装体积的函数。我们特别注意到，必须考虑的细节时，定义的微观状态，并提出了正确的采样在这些不寻常的模型的移动。我们比较我们的结果与以前的精确计算的模型在中等系统的大小。该技术为计算更复杂的颗粒模型的熵提供了新的机会。
2015-10-05 cond-mat.soft
Packing structure of a two-dimensional granular system through the jamming transition
我们对由自动膨胀颗粒组成的颗粒包进行了一项新颖的实验。通过分析的Voronoi结构的包通过堵塞过渡，我们表明，堵塞包的局部配置是惊人的相似的玻璃形成液体，无论是在其普遍的面积分布和缺陷退火的过程。此外，我们证明了一个明确的结构签名的干扰过渡可以得到从对关联函数的包。我们的研究提供了一般干扰系统的结构特性的见解。
2010-06-23 cond-mat.soft
Analysis by x-ray microtomography of a granular packing undergoing compaction
几个收购的X射线显微层析成像已被执行的珠填料，而它压实下的垂直振动。图像分析允许研究其渐进致密化过程中的填料结构的演变。特别是，孔隙的体积分布揭示了一个大的尾巴，符合指数规律，随着系统变得更加紧凑，它慢慢减少。对于大孔隙，这与自由体积理论相当一致。这些结果也是在很好的协议与以前的数值模型所获得的颗粒压实。
2003-08-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Discrete Packing Model of Granular Material Confined in A Vertical Column
分析了颗粒间力的传递规律，提出了一种离散堆积模型来计算竖直圆柱体中颗粒底部的静压。力学分析和数值模拟结果表明，筒仓效应是由边界颗粒与内壁的摩擦接触引起的，筒仓底部的静压最初取决于外载荷，然后以指数形式趋于饱和压力Pn。在颗粒物质和堆积方式相同的情况下，饱和压力（Pn）与容器半径（R）呈线性正相关。饱和压力（Pn）与颗粒粒径（ra）成正比，其增减特性取决于颗粒内壁摩擦特性、颗粒间摩擦力和颗粒堆积角。最后，上述模型的预测与文献中的实验结果进行了比较，取得了良好的一致性。
2017-12-06 cond-mat.soft
Influence of humidity on granular packings with moving walls
实验证明了在垂直管内作相对运动的颗粒填料底部测得的表观质量（Mapp）对相对湿度H的显著依赖性。虽然Janssen模型的预测对所有研究的H值（25%< H <80%）都得到了验证，但Mapp在高相对湿度（H>60%）下随时间向极限值增加，但在较低湿度（H=25%）下保持不变。相应的Janssen长度在H>60%时几乎与管速无关，但在H= 25%时显著减小。在填料中单个珠粒的运动上观察到其他差异。对于H= 25%，它们几乎不动，而填料的平均颗粒分数保持恒定;对于H>60%，珠运动显著得多，平均颗粒分数降低。这些结果的珠直径和它们的解释方面的毛细作用力的影响的依赖关系进行了讨论。
2005-08-12 cond-mat.soft
Acoustic Waves in Granular Packings at Low Confinement Pressure
颗粒堆积的弹性性质表现为非线性行为，这是由颗粒的离散结构和非线性粒间力规律决定的。声波表现出从恒定的、依赖于压力的声速到具有振幅确定的传播速度的冲击波状行为的转变。这在低静态约束压力下变得越来越明显，因为瞬态状态转移到较低静态压力的较低波幅。在微重力条件下，约束压力可能比地面实验低几个数量级。此外，流体静压梯度的缺乏允许更均匀和各向同性的压力分布。我们提出了一种新的装置，在这样低的包装压力的声波透射测量。压力控制回路由微控制器实现，该微控制器监测静态力传感器读数并利用直线电动机调节可移动壁的位置，直到达到期望的压力。声波的测量是可能的，使用嵌入在颗粒填料以及压电的加速度计。对于激励，我们使用音圈驱动墙，具有各种各样的信号形状，频率和振幅。这使得实验在线性和强非线性制度。
2020-02-07 cond-mat.soft
