Is Dissipative Granular Gas in Knudsen Regime Excited by Vibration Biphasic ?
研究了最近的振动颗粒耗散气体模型(Poudres & Grains 15,1-17,(2005))与最近微重力实验结果之间的兼容性。它被发现一个很好的协议的分布的影响,发现指数变化P(mv)= exp-(v/vo),无论是实验和理论;因此,它证实了分布f(v)的速度变化为(1/v)exp(-v/vo)。然而,一些差异被发现的变化与细胞中包含的球的数量的影响的总数。这是由于存在第二阶段的球“几乎在休息”。还讨论了在微重力条件下粒状气体实验结果与1-g条件下麦克斯韦妖实验结果之间的相容性。主要的想法,这使得理解这些结果是考虑活塞作为一个冲击发电机或“velostat”,而不是一个恒温器的作用。它还表明,该模型预测完全不同的行为在1g和0 g。Pacs编号:05.45。- a,45.50。j,45.70。n、81.70 Bt、81.70 Ha、83.10 Pp
2005-06-23 cond-mat.soft
Rheology of Weakly Vibrated Granular Media
通过在垂直振动的裂底剪切池中进行实验,探讨了弱振动颗粒流的流变特性与流速、振动强度和压力的关系。对于慢流,我们建立了一个新的振动为主的颗粒流制度的存在,驱动应力顺利消失的驱动率减少。我们区分三个不同的质量振动为主的流变学,最引人注目的是一个政权的剪切应力不再是成比例的压力。
2013-12-02 cond-mat.soft
Shock Waves in Weakly Compressed Granular Media
实验研究了非线性波在弱压缩颗粒介质中的传播,观察到低冲击下准线性声波向高冲击下冲击波的过渡。我们发现,这种交叉增长的围压$P_0$,而冲击波的速度是独立的$P_0$ --最近预测的颗粒冲击的两个标志。冲击表现出幂律衰减,我们的模型与对数律意味着当地耗散弱。我们表明,弹性和势能平衡的领先部分的冲击。
2013-04-23 cond-mat.soft
Dissipative lateral walls are sufficient to trigger convection in vibrated granular gases
浮力驱动的(热)对流在稀颗粒介质中,由振动基地流化,是已知的出现,而不需要在一个受限制的区域的参数(非弹性,重力,能量注入的强度)的横向边界。我们最近发现了第二种浮力驱动的对流效应,其发生在任何参数值下,只要颗粒与侧壁的碰撞是非弹性的(Pontuale等人,物理修订版信函117,098006(2016))。据了解,这种新的对流效应是严格相关的垂直能量通量的存在:一个垂直的,引起的体积和壁的非弹性,和一个水平的,只引起在墙壁上的耗散。在这里,我们首先回顾这些以前的结果,然后提出新的实验和数值数据的变化的盒子的几何形状,能量注入的强度,粒子的数量和宽度的盒子。
2017-06-30 cond-mat.soft
New corner stones in dissipative granular gases
根据玻尔兹曼方程并考虑到最近在法国国家空间研究中心和欧空局的几次活动中的微重力实验结果,讨论了颗粒耗散气体理论[9,11]。这是回顾,玻尔兹曼的分布是一个稳定的解决方案,只有当碰撞是弹性的,因此它是不适用的情况下,耗散颗粒气体。第一个实验的情况下,非相互作用的球在一个振动的圆柱形盒子,这证明了旋转引起的耗散有重要的后果:它减少了有效的相空间维数从13-d到1-d,这个台球状系统,因为运动是1d和准周期足够大的迫使;结果仍然有效,与2个球。第二个实验是关于小颗粒数(N= 12,24,36,48)情况下相互作用粒子的动力学:球的典型速度随活塞速度线性变化,但随着球数N的增加而减小。在连续的球规碰撞之间的等待时间T1的分布遵循指数分布实验,即P(T1)= exp(-T1/To),证明不相关的球的运动。发现球规碰撞的振幅I呈指数衰减p(I)=exp(-I/Io),用与“velostat”概念相联系的“a la Boltzmann”模型对此作了暂时解释,并提出了基于耗散的第二个模型。实验表明,在碰撞过程中,旋转和平移之间的耦合不可忽略,因为它产生有效的耗散。
2005-07-12 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
Sedimentation of granular columns in the viscous and weakly inertial regimes
我们研究了点粒子的颗粒柱的动力学,这些颗粒通过长程流体动力学相互作用相互作用,并在重力作用下下落。我们调查的影响,惯性使用格林函数的Oseen方程。初始条件(密度和纵横比)系统地变化。我们的研究结果表明,普遍的自相似法律可能是足够的时间和结构演化的颗粒柱的特征。一个特征时间以上的不稳定性被触发(这可能使集群的形成)也检索和讨论。
2013-10-31 cond-mat.soft
Velocity distributions in dissipative granular gases
受最近实验报道的非高斯速度分布驱动稀颗粒材料的启发,我们研究了二维非弹性气体的性质的数值模拟。我们发现,从理论上说,所观察到的速度分布的形式主要是由恢复系数$η$和$q=N_H/N_C$,加热的平均数量和气体中的碰撞的平均数量之间的比率。我们在均匀加热和边界加热之间发现的分布差异可以理解为$q$的不同极限,分别针对$q \gg 1$和$q \lesssim 1$。
2003-10-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology of weakly wetted granular materials - a comparison of experimental and numerical data
剪切单元模拟和弱润湿颗粒(几个体积百分比的液体粘合剂)的实验进行了比较,目的是了解他们的流动流变学。应用实例是由砂和液体粘结材料制成的射芯金属铸造用型芯。实验是用库埃特式旋转粘度计进行的。弱润湿颗粒材料由石英砂和少量牛顿液体组成。为了比较,干砂的实验也进行了修改配置的粘度计。数值模型涉及球形,单分散颗粒与接触力和一个简单的液桥模型的两个颗粒之间的个别毛细桥。不同的液体含量和性质导致不同的流动流变学时,测量剪切应力-应变关系。在弱润湿颗粒材料的实验中,对于所有剪切速率,表观剪切粘度$η_g$与惯性数$I$成反比。相反,在干燥的情况下,在$I$中观察到中等剪切速率下的中间结垢制度成反比二次。在模拟中,这两个缩放制度被发现为干和湿颗粒材料以及。
2014-09-12 cond-mat.soft
Stress Isotropization in Weakly Jammed Granular Packings
Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);Gulbenkian Institute of Molecular Medicine(古尔本基安分子医学研究所);Université Grenoble Alpes(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);PSL University, Sorbonne Université(巴黎文理研究大学,索邦大学)
研究显示,弱阻尼颗粒堆叠中塑性事件导致应力等向化,与连续弹性模型一致,可能改变流变转变特性。
2025-12-10 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
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
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
Microscopic Gyration with Dissipative Coupling
研究微观旋转器在耗散耦合下的旋转机制,证明布朗椭球体和颗粒手性椭球体可通过固有耗散耦合与各向异性涨落实现旋转,科里奥利力主导颗粒尺度旋转频率,揭示其作为微型自主机器的潜力。
2023-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Energy Transport in a One-Dimensional Granular Gas
我们研究一维颗粒气体的热传导。特别是,我们考虑两种机制的粘性耗散在晶粒间碰撞。在一种情况下,耗散力与颗粒的速度成比例,并且不仅耗散能量,而且耗散动量。在另一种情况下,耗散力与颗粒的相对速度成比例,因此即使在耗散能量的同时也保持动量。这使我们能够探索动量守恒在这个一维非线性系统的热传导特性中的作用。我们发现正常的热传导是否动量守恒。
2009-02-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On few aspects of the dynamics of granular matter
本文用法语描述了颗粒物质力学的一系列完全不同的行为,这些行为是用不同振幅、频率和方向的周期性强迫实验获得的。它开始与粒状耗散气体已在微重力研究的问题,它被发现,这样的气体只存在于非常低的密度,它也表明,发生在较大的密度集群。这是一个相变吗?耗散西奈台球的问题,然后简要调查,它是遍历?本文研究了声波传播的实验,特别注意声波波长与晶粒尺寸相当时发生的散射和扩散。第三个实验表明,大体积对流可以引起缓慢(准静态)的水平强迫,这种流动是有关的准静态颗粒物质的流变学,但看起来很像对流下发生的“动态振动”。第四个实验描述了纯粹的惯性效应,使沙子表现为一个完美的(非粘性)流体,特别是,它表明,静态膨胀9不传播)是由强大的周期性水平强迫在液体和沙子之间的界面。Pacs编号:5.40 ; 45.70 ; 62.20 ; 83.70.Fn
2005-07-12 cond-mat.soft
Tuning the distance to the equipartition by controlling the collision rate in a driven granular gas experiment
在一个将磁化粒子限制在薄层中的粒状气体实验中,通过调节外部磁场的振幅来调节耗散碰撞的速率。利用横向速度模态的动、静态结构因子对速度统计特性进行了分析。使用波动流体力学理论,我们测量偏离动能均分在这个失去平衡的系统作为耗散碰撞率的函数。当碰撞率降低时,均分距离变小,这意味着该粒状气体的动力学性质通过类比接近处于热平衡的分子气体的动力学性质。
2020-02-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Granular dynamics in compaction and stress relaxation
通过实验和数值模拟研究了单轴压缩下颗粒集合体的弹性和耗散特性。在不同的振荡压力下的一种新的压实程序,应力响应的步骤应变揭示了一个指数松弛,然后是一个缓慢的对数衰减。模拟结果表明,后者产生的阻尼和集体晶粒运动之间的耦合主要通过滑动。我们描述了一个类似的“玻璃化转变”的包装颗粒,低于该系统显示老化的时间依赖性滑动关联函数。
2005-09-15 cond-mat.soft
Gas-Mediated Impact Dynamics in Fine-Grained Granular Materials
非粘性颗粒介质对突然冲击表现出复杂的响应,通常不同于普通的固体和液体。我们研究如何介导这种反应的存在下的间隙气体之间的晶粒。使用高速X射线照相术,我们跟踪通过一个细,松散的粒状材料床内部的钢球的运动。我们发现了一个交叉,从几乎不可压缩的,在大气压力下的流体状行为,一个高度可压缩的,耗散的响应,一旦大部分的气体被抽空。我们讨论了这些结果在最近提出的颗粒介质中的阻力。
2007-07-17 cond-mat.soft
Velocity Distributions of Granular Gases with Drag and with Long-Range Interactions
研究了静电驱动下颗粒气体的速度统计特性。对于两个不同的实验:(i)粘性流体中的非磁性粒子和(ii)空气中的磁性粒子,其速度分布为非麦克斯韦分布,其高能尾为指数分布,P(v)~ exp(- |v|)。这一行为与受驱耗散粒子的动力学理论是一致的。对于浸没在流体中的粒子,粘性阻尼是指数尾的原因,而对于磁性粒子,长程相互作用导致指数尾。我们的结论是,速度统计的耗散气体的流体环境和粒子相互作用的形式是敏感的。
2005-07-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the role of Boundary Condition on the Speed- & Impact- Distributions in Dissipative Granular Gases in Knudsen Regime Excited by Vibration
最近的实验结果表明,在微重力条件下,在Knudsen区域内的颗粒气体受到振动活塞的激励,测量了固定靶的碰撞I的分布p(I)。他们给出p(I)标度为exp(-I/Io)。这种分布导致速度v沿z的概率分布函数近似随f(v)的变化而变化,其标度为(1/v)exp(-v/vo);因此它在低速时发散为1/v,在高速时完全不是玻尔兹曼分布。在这里,提出了一个模型,它解释了这些实验的影响分布;它考虑到边界和气体中的耗散的真正作用。这验证了实验数据。不同的近似值进行了讨论。从理论上研究了边界和0-g条件的作用。有人认为,活塞的作用是一个影响发电机或“velostat”的努森气体。这些结果使人们对玻尔兹曼温度概念的有效性以及在这种稀体系中引用玻尔兹曼分布的必要性产生了怀疑。该模型还表明,在全球平衡中,必须将介质视为一个整体:系统的每个部分都在与整体交换(至少在振动方向上);这与基于局部交换和平衡的耗散系统的经典方法完全不同,后者导致“扩散”Boltzmann方程;这里,分布f(z,t)主要是传播的,即f(z,v,t+dt)=f(z-vdt,v,t)而不是扩散的。Pacs编号:05.45。- a,45.50。j,45.70。n、81.70 Bt、81.70 Ha、83.10 Pp
2005-06-16 cond-mat.mtrl-sci 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
Attenuation of short strongly nonlinear stress pulses in dissipative granular chains
对球和柱体链中短的、强非线性应力脉冲的衰减进行了实验和数值研究,其中两个质量比保持接触相同。质量比为0.98的链支持孤立波,另一个(质量比为0.55)支持非平稳脉冲,仅在相对较短的距离上保持其身份,但在较长的距离上衰减,因为振荡的小质量粒子产生的小振幅尾部的辐射。在实验中的脉冲衰减的链与质量比0.55是更快的在相同数量的颗粒从入口比在链与质量比0.98。在有效阻尼系数为6 kg/s时,计算结果与数值计算结果基本一致。该阻尼水平对于消除在较低阻尼或无阻尼时存在的质量比为0.55的系统中的颗粒之间的间隙开口是关键的。然而随着耗散的增加,数值结果表明,质量比为0.98的链比质量比为0.55的链提供了更快的衰减,这是因为前者支持的脉冲更窄,相邻粒子之间的速度差更大。所研究的链在零耗散和中等阻尼系数下表现出不同的波结构,在大阻尼下表现出类似的行为。
2015-04-16 cond-mat.soft nlin.PS
Enhanced collective vibrations in granular materials
本文通过数值与解析方法研究颗粒材料中接触耗散对振动动力学的影响,发现低频模式动能发散且速度场关联无限长,揭示了法向耗散对软模式阻尼失效的机制。
2025-04-03 cond-mat.soft
Why Granular Media Are Thermal, and Quite Normal, After All
存在两种方法来解释颗粒动力学:无热的一种将颗粒视为基本的,热的一种考虑包括微观自由度(如声子和电子)的总熵。离散元法(DEM)、颗粒动力学理论和无热统计力学(ASM)属于第一类,颗粒流体力学(GSH)属于第二类。讨论两者之间的概念差异在这里,导致,除其他外,以下见解:(1)虽然DEM和颗粒动力学理论是很好的理由,把粮食作为非热的,任何熵的考虑是不太可能成功。(2)除了将颗粒建模为耗散的、刚性质点的气体之外,将颗粒视为已被切片和切块的热固体是非常有帮助的。(3)在颗粒介质中出现无效的一般原则被修复,一旦真正的熵被包括在内。这些反常现象(如涨落耗散定理的无效性、颗粒温度不能达到平衡、静止的颗粒不能探索相空间)是无热近似的结果,而不是颗粒介质的性质。
2022-08-21 cond-mat.soft
Diffusivity and Weak Clustering in a Quasi 2D Granular Gas
Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN(墨西哥国家研究中心);Universidad Autónoma de San Luis Potosí(圣路易斯波托西自治大学)
我们提出了一个准二维耗散颗粒状气体,保持在一个非凝聚的稳定状态,通过在粗糙的基板上的垂直振动的详细模拟结果。这种气体在其对分布函数(PDF)的尾部显示出弱的幂律衰减,表明分形,因此倾向于在几个尺寸尺度上形成集群。这种聚集单调地依赖于耗散系数,当球-球碰撞是保守的时,这种聚集消失。聚类也是敏感的包装分数。这种气体也显示出类似系统的标准非平衡特性,包括非麦克斯韦速度分布。扩散系数的计算在所有的条件下的模拟,它被发现,稀释的气体更扩散较小的恢复系数。
2010-06-01 cond-mat.soft
Impulse distributions in dense granular flows: signatures of large-scale spatial structures
在本文中,我们报告的二维重力驱动,耗散颗粒流通过料斗系统的模拟结果。对模拟系统的脉冲分布P(I)的测量表明,对于大于平均脉冲的脉冲,该分布具有流速不变的特性<I>。然而,对于小的脉冲,P(I)随流速显著降低,这种现象可以完全归因于经历频繁碰撞的颗粒之间的碰撞。系统的可视化还表明,随着流速的降低,这些频繁碰撞的颗粒倾向于形成越来越大的线性簇。提出了一个模型的形式P(I),给定的集群大小和速度的分布,它准确地预测了观察到的形式的分布。因此,脉冲分布提供了一些洞察这些“动态”力链的形成和性质。
2003-01-13 cond-mat.soft
Kinetic theory of dilute weakly charged granular gases with hard-core and inverse power-law interactions under uniform shear flow
Tokyo University of Agriculture and Technology(东京农工大学)
本文基于玻尔兹曼方程和格拉德矩展开,研究了在均匀剪切流下稀弱电荷颗粒流体的稳态流变学,通过分析碰撞率和输运系数,验证了与直接模拟蒙特卡罗结果的定量一致性和速度分布函数的近似麦克斯韦分布性。
2026-02-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glass Transition for Driven Granular Fluids
在模式耦合理论的框架下,我们研究了耗散硬球驱动系统的动力学。正常的恢复建模的耗散,并驱动施加到个别粒子的散装。在这样的系统中,玻璃化转变是预测有限的过渡密度。为了增加非弹性,过渡转移到更高的密度。尽管在高耗散强驱动,过渡持续到完全非弹性正常恢复的极限。
2010-02-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Induced correlations and rupture of molecular chaos by anisotropic dissipative Janus hard disks
本文研究了一个光滑的“冻结”Janus型圆盘系统。这样的圆盘不能旋转,并且被它们的直径分成不同非弹性的两侧。作为参考系统的有色弹性磁盘,我们发现的差异,一旦包括各向异性的碰撞行为。一个均匀的状态,类似于均匀冷却状态的颗粒气体,被认为是出现和奇异行为的碰撞和碰撞前的相关性突出。
2019-06-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluctuation-dissipation relations in driven dissipative systems
给出了驱动耗散系统中涨落耗散关系违反的精确理论结果。在随机模型中引入的相关性延迟响应的比率[物理评论Lett。93,240601(2004)]被示出取决于测量时间。由该比率定义的波动温度既不同于执行驱动的环境的温度,也不同于系统的其他有效温度,诸如平均能量(或“颗粒温度”)。对于简单测量或长测量时间的波动温度的时间无关性给出了一般的解释。
2006-03-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stress and large-scale spatial structures in dense, driven granular flows
我们研究了一个简化模型的驱动,耗散颗粒系统中的大尺度动力学不均匀性的外观。稳态重力驱动的非弹性碰撞硬盘流的模拟表明,形成大规模的线性结构的粒子具有高的碰撞频率。这些链可以被证明携带系统中的大部分碰撞应力,这是由于在这些“频繁碰撞”粒子的碰撞之间的动量传递和时间之间发展的动力学相关性。这些动态应力不均匀性的寿命被认为是增长的流速减少对堵塞,导致缓慢衰减的应力相关性让人想起在过冷液体中观察到的缓慢动态。
2005-05-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Impact-induced energy transfer and dissipation in granular clusters under microgravity conditions
利用微重力实验研究了无围壁颗粒靶中碰撞能量的传递和耗散。在实验室落塔中,固体弹丸以低撞击速度($0.045 \leq v_p \leq 1.6$ ~m~s $^{-1}$)撞击颗粒靶。由软颗粒或硬颗粒组成的颗粒簇被用作靶。多孔粉尘团块和玻璃珠分别用于软颗粒和硬颗粒。用高速摄影机记录颗粒状靶团的膨胀过程。利用实验数据,我们发现:(i)~一个简单的能量标度可以解释软颗粒和硬颗粒靶中的能量传递;(ii)~碰撞动能从碰撞点各向同性地传递到靶上;(iii)~传递的动能是弹丸初始动能的$2$ ~-~ $7$。能量传递的耗散-扩散模型可以定量地解释这些行为。
2018-11-13 astro-ph.EP cond-mat.soft
Energy distribution and effective temperatures in a driven dissipative model
我们研究非平衡行为的驱动耗散系统,使用[物理学评论Lett。93,240601(2004)]。我们求解了非玻尔兹曼稳态的能量分布及其随时间的演化,发现它的高能尾具有指数行为。我们证明,各种措施的有效温度一般不同。我们讨论了无限层次的非指数能量分布的时刻定义的有效温度,并将它们与“构型温度”,直接从瞬时粒子位置测量,没有任何动力学信息。我们计算的“颗粒温度”,表征系统中的平均能量,两个不同的“波动温度”,标度波动耗散关系,和“熵温度”,定义从微分熵相对于能量。
2006-06-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistics of a 2D immersed granular gas magnetically forced in volume
本文实验研究垂直振荡磁场远程驱动流体中磁体构成的二维颗粒气体,发现其无团簇和能量均分,速度分布呈指数约为3/2的拉伸指数形式,并揭示了碰撞中角动量向线性动量转化率对动力学的控制作用。
2023-06-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Blast dynamics in a dissipative gas
由强烈爆炸引起的爆炸已经在保守流体中被广泛研究,其中Taylor-von Neumann-Sedov流体动力学解是由守恒定律驱动的自相似性的典型例子。然而,在耗散介质中,能量守恒被违反,但一个独特的自相似解决方案出现。它取决于一大类耗散机制所允许的随机和相干运动的解耦。这迫使一个特殊的分层结构的冲击,我们推导出完整的流体动力学解,验证了微观方法的基础上分子动力学模拟。我们预测和证据的继承时间制度,以及一个长时间的不稳定性,也自相似,这扰乱了爆炸边界。这些通用的结果可能适用于从天体物理系统的粒状气体,并邀请进一步的交叉受精之间的微观和流体动力学方法的冲击波。
2015-10-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Contact dynamics in a gently vibrated granular pile
我们使用多散斑扩散波光谱(MSDWS)探测的颗粒堆提交离散温柔的水龙头微米级的动态。塑料事件之间的典型时间尺度被发现显着增加与应用的水龙头的数量。此外,这种微观动力学弱依赖于样品的固体分数。这一过程与热玻璃体系中观察到的老化现象非常相似。我们提出了一个启发式的模型,这种减速机制与粒子之间的接触力的分布的缓慢演变。该模型占所观察到的动态的主要特征。
2003-03-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Lift force in chiral, compressible granular matter
Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);Shanghai Research Center for Quantum Sciences(上海量子科学研究中心);Technical University of Darmstadt(达姆施塔特工业大学)
本文提出基于微极流体动力学的颗粒物质模型,研究了可压缩、破 parity 颗粒流中测试珠的升力力,通过奇粘性和微旋转效应揭示了手性颗粒流的物理机制。
2025-11-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Absence of `fragility' and mechanical response of jammed granular materials
我们进行分子动力学(MD)模拟的摩擦非热粒子驱动的外部施加的剪切应力。在系统堵塞后的瞬态流,我们探测其机械响应,以澄清是否产生固体是“脆弱的”。我们发现系统的弹性和各向同性的剪切应力的小扰动,这表明没有脆弱性。这些结果被解释的耗散系统的能量景观。对于相同的值的控制参数,我们检查系统的行为在一个应力周期。增加的最大应力值,从一个粘弹性的过渡到塑性政权进行观察。
2012-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Experimentally measuring rolling and sliding in three-dimensional dense granular packings
我们实验测量了一个三维颗粒系统在循环压缩下的可逆性。我们使用折射率匹配的流体对颗粒进行成像,然后使用变分自动编码器的人工智能对图像进行分析。这些技术使我们能够跟踪所有颗粒的平移和3D旋转,其精度足以推断滑动和滚动位移。我们的观察揭示了颗粒流中三维旋转运动所起的独特作用。我们发现,旋转和接触点的运动占主导地位的动力学在散装,远离扰动的来源。此外,我们确定的3D旋转是不可逆的循环压缩下。因此,接触点滑动,这是耗散,积累整个周期。使用数值模拟的准确性,我们的实验支持,我们发现,大部分的耗散发生在散装,其中晶粒旋转比他们翻译。我们的观察表明,需要对三维旋转进行分析,以了解颗粒材料独特而强大的吸收和耗散能量的能力。
2022-08-03 astro-ph.IM cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Equation of state of a granular gas homogeneously driven by particle rotations
我们报告了一个实验研究的稀释“气体”的磁性颗粒受到垂直交变磁场在一个三维容器。由于磁场对每个粒子的磁矩施加的扭矩,在仅驱动旋转运动的情况下达到空间均匀和混沌的强迫。这种强迫显着不同的边界驱动系统中使用的大多数非平衡耗散颗粒气体的实验研究。在这里,没有团簇形成发生,状态方程显示出强烈的相似性与通常的气体之一,除了一个几何因素。碰撞统计也测量和粒子速度分布的指数尾。这些观测结果中的大多数都可以用一个简单的模型很好地解释,该模型揭示了经历均匀“加热”的平衡系统。
2013-09-26 cond-mat.other cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Controlled viscosity in dense granular materials
通过监测悬浮在介质中的叶片的角速度,并由外部电机驱动,实验研究了受机械振动的颗粒状物料的流化。在增加频率时,我们观察到一个再入过渡,因为堵塞的系统首先进入流化状态,其中叶片以高的恒定速度旋转,然后返回到摩擦状态,其中叶片速度低得多。虽然流化频率与材料无关,但粘度恢复频率显示出对材料的明显依赖性,我们通过将该频率与系统中耗散力和惯性力之间的平衡相关联来合理化。分子动力学模拟很好地再现了实验数据,证实了建议的理论图片。
2018-03-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft