Length-scales in sheared soft matter depend sensitively on molecular interactions
软物质和其他物质的结构和有序度与粒子之间相互作用的性质密切相关。一个重要的研究目标是找到合适的控制机制，以增强或抑制不同的结构。利用动力学密度泛函理论，研究了模型系统中粒子间关联的特征长度尺度与外部剪切的相互作用。我们表明，剪切可以可控地改变特征长度尺度从一个到另一个相当明显的值。此外，随着粒子相互作用形式的特定微小变化，施加的剪切可以选择性地增强或抑制系统的不同特征波长，从而显示如何调谐这些波长。我们的研究结果表明，可以利用流动的非线性响应来设计新型的主动响应材料。
2020-08-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.PS
Mass transport of an impurity in a strongly sheared granular gas
本文从非弹性玻尔兹曼方程出发，计算了在简单剪切流作用下浸入颗粒气体中的杂质的输运系数。一个正常的解决方案是通过一个Chapman-Enskog样的扩展周围的局部剪切流分布，保留所有的流体动力学订单的剪切速率。由于剪切流引起的各向异性，需要张量来描述扩散过程，而不是传统的标量系数。的质量通量被确定为一阶的流体动力学场的偏差，从它们的值在参考状态。相应的输运系数给出的一组耦合的线性积分方程的解决方案，这是近似解决的，通过考虑在Sonine多项式展开的主导项。结果表明，这些广义系数偏离其弹性形式一般是相当重要的，即使是中等耗散。
2007-01-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rearrangements and Dilatancy for Sheared Dense Materials
本构方程提出了致密材料，基于识别的两种类型的自由体积激活重排与剪切和压实。研究了两种情况：应力-应变试验中的非晶态固体的情况和摩擦学试验中的润滑剂的情况。变化的参数，应变软化，剪切稀化，和粘滑运动可以观察到。
2001-08-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Magnetic Resonance Imaging study of sheared granular matter
我们介绍了一种磁共振成像技术来研究软，低摩擦和硬，摩擦颗粒材料及其混合物的剪切带的几何形状。水凝胶球作为软的，低摩擦的材料成分，而芥末种子代表刚性，摩擦颗粒。一些水凝胶球掺杂有CuSO4盐作为示踪剂。对裂底剪切盒进行了分步剪切实验，并利用粒子成像测速仪（Particle Imaging Velocimetry）从连续剪切步骤后的断层图像的差异中确定了剪切剖面，发现浸泡在水中的软颗粒和没有包埋液的相同材料的剪切区几何形状有很大的不同。
2022-06-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Multiperiodic orbits from interacting soft spots in cyclically-sheared amorphous solids
当非晶态固体周期性地变形时，其可以达到稳定状态，其中构成颗粒的路径描绘出在每个驱动循环中重复的闭环。在模拟中注意到一个显着的变化，其中粒子运动的周期是驾驶周期的倍数，但这种行为的原因仍然不清楚。出于对堵塞的固体实验中的位移场的介观特征，我们提出并分析了一个简单的相互作用的软点模型-在应力下颗粒重新排列的位置，类似于两级系统与滞后。我们表明，多周期行为可以出现在三个或更多的相互作用的软点之间，但在所有情况下，它需要沮丧的相互作用，照亮这种否则难以捉摸的相互作用类型。我们提出了在实验中寻求这种挫折的签名，并在设计的系统中实现它的方向。
2021-08-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Soft Granular Particles Sheared at a Controlled Volume: Rate-dependent dynamics and the solid-fluid transition
我们研究的响应流体浸没的软水凝胶球，在受控的体积分数下剪切。滑动的、可变形的颗粒以及密度匹配的组织间液被夹在两个相对的粗糙锥体之间，允许研究颗粒悬浮液堵塞上方和下方的宽范围的体积分数$ϕ$。我们利用剪切的突然停止，伴随着折射匹配的内部成像，以补充传统的流动曲线测量。在足够高的体积分数下，在剪切速率的变化下，颗粒在终止后的沉降表现出连续而明显的过渡。这种变化抵消了停止之前流动状态的质的差异：紧密堆积的网络的准静态屈服，而不是由间隙液介导的颗粒的快速滑动，间隙液的动力学取决于驱动速率。此外，我们确定的固体-流体的过渡使用两个独立的方法：外推的应力残余和估计屈服应力从高值的$ϕ$，和颗粒的沉降后剪切cessations作为$ϕ$跨越过渡。我们还验证了幂律值的特征应力与干扰$ϕ- ϕ_c$的距离，与指数接近2。这些结果表明，软颗粒的动力学背后的松弛时间尺度众多，并引发了问题，我们如何扩展现有的范式上的密集包装系统的流动时，积极参与的柔软性。
2020-06-13 cond-mat.soft
Learning-based approach to plasticity in athermal sheared amorphous packings: Improving softness
本文针对非晶固体剪切塑性中softness方法的两大弱点，提出基于观测迁移率自然表示和持续同调的结构量识别两项改进，并在二维无热堆积中验证其预测塑性局域化的高精度。
2020-10-27 cond-mat.soft
Plastic flow in a sheared polycrystalline solid using phase field model
由外部剪切应力引起的固体中的塑性形变具有巨大的实际意义。多晶体中存在的局部晶体秩序，由许多晶粒组成，区别于非晶材料的变形模式。尽管各向异性很强，由外部应力引起的塑性流动和随之而来的变形场表现出很强的动力学不均匀性。粒子位移的分布$P(u)$（$u$）显示出三种不同的区域，包括中等位移处的幂律标度区域。使用相场模拟，我们展示了多晶体如何产生鞍和旋涡状的流动模式，迄今已被称为基本的塑性事件的背景下，无定形材料。有趣的是，这些事件在这里找到自然的解释，在潜在的位错动力学。我们还使用Okubo-Weiss测度表征了流场的空间分布。
2013-03-06 cond-mat.soft
Correlations of plasticity in sheared glasses
在最近的一篇论文[S。Mandal等人，E 88，022129（2013）]，通过计算机模拟和实验解决了硬球玻璃中塑性的空间相关性的性质。结果发现，实验获得的相关性服从幂律，而从模拟的相关性更好地拟合指数衰减。我们在这里提供了直接的证据-通过模拟一个硬球玻璃在2D-这种差异是有限的系统尺寸在3D模拟的结果。通过将研究扩展到零温度下的二维软盘模型，强调了剪切非晶态固体中幂律衰减的鲁棒性。偏离幂律发生时，无论是减少包装分数对过冷制度的情况下，硬球或改变的耗散机制，从接触耗散的情况下，软盘的平均场型阻力。
2014-01-16 cond-mat.soft
Absorbing phase transitions in systems with mediated interactions
周期性剪切胶体悬浮液或软非晶态固体的实验显示从可逆到不可逆的粒子运动的转变，当频闪分析时，被解释为具有无限多个吸收状态的吸收相变。在这些系统中，存在由流体动力学或弹性介导的相互作用，导致被动区域受到附近主动区域的影响。我们表明，介导的相互作用诱导一个新的普遍性类的吸收相变，不同的保守定向渗流，我们得到相应的临界指数。我们这样做的大规模数值模拟的极小模型的频闪动力学的剪切软材料，并推导出最小场的理论描述。
2021-05-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear-induced contact area anisotropy explained by a fracture mechanics model
本文从理论上分析了粘结接触中剪切力引起的各向异性这一基本问题，并讨论了附函中的实验数据。我们提出了一个断裂力学模型，其中引入了两个唯象的模式混合函数来描述模式I和II或I和III之间的弱耦合，这改变了界面的有效韧性。用单次实验的数据对模态混合度函数进行插值，然后用它来预测整组实验观测的行为。该模型扩展了Johnson和Greenwood的一个想法，解决了非轴对称Hertzian几何中存在的纯模式I粘附问题，扩展到椭圆形接触沿其长轴或短轴剪切的情况。应力强度因子和它们的临界值之间的相等仅在长轴和短轴处施加。我们成功地验证了我们的模型对experimentaldata。该模型预测，冲压几何形状将影响剪切接触面积的形状和整体衰减。
2019-06-07 cond-mat.soft physics.class-ph
Cooperative effects driving the multi-periodic dynamics of cyclically sheared amorphous solids
在无定形材料，如玻璃，胶体，或颗粒状材料的塑性，是由称为“软点”的局部重排介导的。实验和模拟表明，软点是两个状态的实体通过四极位移场相互作用时，他们切换状态。当系统受到循环应变驱动时，软点可以在一个或多个强制循环后返回到其原始状态。在这种情况下，系统具有周期性动力学，并且总是重复相同的微观状态。在这里，我们专注于多周期动力学，即周期性大于驱动器周期性的动力学，并使用图论方法来分析从数值模拟中获得的动力学。在这种方法中，机械稳定的配置，转换纯粹弹性到彼此在一个范围内施加的应变，由顶点表示，和塑性事件导致从一个稳定的配置到另一个，由定向边表示。基于图形拓扑结构和软点位移场的算法揭示了多周期行为是由一些软点在一个以上周期后重复的状态引起的，并提供了关于允许这种动态的机制的信息。为了更好地理解多周期性背后的物理机制，我们使用了一个相互作用的迟滞模型。每个滞后是一个简化的两状态元素表示滞后软点动态。我们确定在这个模型中的多周期性的几种机制，一些涉及多周期性的滞后和合作动力学涉及几个滞后之间的直接相互作用。当存在更多的滞后时，这些合作事件自然更常见，从而解释了为什么多周期性在大驱动幅度下更普遍。
2021-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unified phase diagram of reversible-irreversible, jamming and yielding transitions in cyclically sheared soft sphere packings
自组织，从可逆到不可逆的行为，相互作用的粒子组件驱动的外部施加的应力或变形的转变是在理解软物质的各种现象的兴趣。他们已经在广泛的系统中进行了研究，如胶体悬浮液，玻璃和颗粒物质。在不同的密度和驱动机制下，这种行为与非晶态固体的屈服、堵塞和记忆形成有关。然而，\emph{etc.}还没有对这些现象如何相互关联进行大量研究。为了获得一个统一的观点的不同制度的行为，和它们之间的过渡，我们调查计算软球组件的非热循环剪切变形的响应在很宽的范围内的密度和振幅的剪切变形。循环剪切变形诱导从可逆到不可逆的行为在两个unjammed和堵塞的软球填料的过渡。远高于各向同性干扰密度（$\bf{ϕ_J}$），该转变对应于屈服。在堵塞点附近，直到更高的密度极限，我们指定为${\bf ϕ_J^{cyc}}$，在局部的\emph{absorbing}相和扩散的{ \emph不可逆}相之间出现未堵塞相。非堵塞相的出现信号的堵塞点的移位到更高的密度作为退火的结果，并打开一个窗口，剪切堵塞成为可能的无摩擦包装。在$\bf{ϕ_J}$以下，观察到两种不同的局部化状态，称为点和环可逆。我们详细地讨论了不同区域以及它们之间的过渡，得到了统一的密度-剪切振幅相图。
2019-07-19 cond-mat.soft
Athermal Jamming vs Thermalized Glassiness in Sheared Frictionless Particles
对二维软核无摩擦圆盘进行了数值模拟，研究了简单液体的行为与热温度$T$、填充率$ϕ$和均匀剪切应变率$\dotγ$的关系.从我们的软核结果推断硬核极限，我们发现它取决于两个参数$ϕ$和$T/\dotγ$。$T/\dotγ\to 0$定义了无热极限，其中剪切驱动的堵塞转变发生在明确定义的$ϕ_J$。$T/\dotγ\to\infty$定义了在$ϕ_G$下可能发生平衡玻璃化转变的热化极限。这一结论表明，无热堵塞和平衡玻璃化行为不是由同一个临界点控制的。初步结果表明是$ϕ_G <ϕ_J$。
2012-11-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Convective Flows in Sheared Packings of Spherical Particles
Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS)（基础科学高等研究院）；Heinrich Heine Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫大学）；Saarland University（萨尔兰大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；University of Northern Iowa（北爱荷华大学）
研究揭示了在球形颗粒堆中剪切应力下持续对流现象，发现系统几何形状对二次流动形成至关重要，可能对地质和工业应用有影响。
2025-12-24 cond-mat.soft
Far-from-equilibrium Sheared Colloidal Liquids: Disentangling Relaxation, Advection, and Shear-induced Diffusion
使用高速共聚焦显微镜，我们测量的大振幅振荡剪切下的胶体悬浮液中的颗粒位置。使用粒子的位置，我们量化的原位各向异性的对-关联函数-布朗应力的措施。从这些数据中，我们发现两种不同类型的响应系统从平衡跨越到远离平衡态。第一种是由剪切诱导的平流引起的非线性振幅饱和，而第二种是由于悬浮液松弛和剪切速率之间的竞争引起的线性频率饱和。尽管其不同的基本机制，我们表明，所有的数据可以缩放到一个主曲线，跨越平衡和远离平衡制度，连接小振幅振荡连续剪切。这一观察结果说明了Cox-Merz规则的胶体类似物及其微观基础。布朗动力学模拟表明，粒子间的相互作用足以产生实验观察到的饱和度。
2013-12-28 cond-mat.soft
Surface instability of sheared soft tissues
当由弹性体制成的块受到大的剪切时，其表面保持平坦。当一块生物软组织受到大的剪切时，它在剪切平面内的表面很可能会弯曲（出现皱纹）。将软组织与橡胶状固体区分开来的一个因素是定向胶原纤维束的存在（有时肉眼可见），其比它们嵌入其中的弹性蛋白基质更硬，但仍然是柔性和可延伸的。在这里，我们表明，各向同性非线性弹性的最简单的模型，即不可压缩的neo-Hookean模型，遭受表面不稳定的剪切只有在巨大的剪切量，即，高于3.09，这对应于72度的剪切角。接下来，我们将一个家庭的平行纤维的模型，并表明所得到的固体可以加强或强烈削弱相对于表面的不稳定性，这取决于纤维之间的角度和剪切方向，并取决于纤维的刚度和矩阵之间的比例E/mu。对于这个比例，我们使用与软组织实验数据相一致的值。广义上说，我们发现，表面变得迅速不稳定时，剪切发生“反对”的纤维，并作为E/μ增加，所以没有部门的角度，预计将发生早期不稳定。
2008-12-06 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.TO
Nontrivial rheological exponents in sheared yield stress fluids
在这项工作中，我们讨论了可能的物理起源的非平凡指数在低，但有限的驱动速率的软材料的非热流变学。在我们的方案中的一个关键因素是存在一个自洽的机械噪声，源于空间叠加的长程弹性响应局部塑性变形区域。我们研究分析的平均场模型，在该模型中，这种机械噪声是由应力扩散项耦合到塑性活动。在此描述中，我们展示了如何依赖的剪切模量和/或剪切速率上的局部弛豫时间引入校正通常的平均场预测，关于指数1/2的赫歇尔-Bulkley型流变响应。平均场图像的这一特征，然后示出相对于结构紊乱和局部应力的部分松弛是鲁棒的。我们测试这一预测数值上的介观晶格模型，明确实现了远程弹性响应本地化的剪切变换，我们得出结论，我们的方案可能会在流变实验中进行测试。
2017-07-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Making soft solids flow: microscopic bursts and conga lines in jammed emulsions
众所周知，如果剪切力超过其屈服应力，被卡住的软材料就会流动--想想涂在面包上的蛋黄酱--但对这个看似简单的过程的完整微观描述还没有出现。仍然难以捉摸的是解释宏观流动的微观框架，该框架来自对组成软材料的液滴或颗粒的动力学的3D空间分辨分析。通过结合共焦流变学实验的压缩乳液和数值模拟，我们解开的主要微观流动机制的强烈影响所施加的变形率。当剪切速度快，小的协调簇的液滴集体移动，在康加线，而在低速率的流量出现从液滴重排，相关的大域的爆发。这些区域表现出复杂的时空相关模式，反映了嵌入在堵塞的材料的长范围的弹性。这些结果确定了剪切软固体内微观重排的三维结构，揭示了这些结构的特征形状和动力学强烈地取决于外部剪切的速率。
2016-08-07 cond-mat.soft
Reversibility, Chaos, and Attractors in Periodically Sheared Elastic Filaments
University of Perugia（佩鲁贾大学）；International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所国际理论科学中心）；PMMH-ESPCI, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité（巴黎高等物理化工学院国立科学研究中央机构索邦大学巴黎西岱大学）；University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
研究通过实验和模拟揭示了周期性剪切下弹性纤维的不可逆动力学及吸引子跳跃现象，为软物质系统在时间依赖流中的设计与控制提供新视角。
2026-01-02 cond-mat.soft physics.class-ph physics.flu-dyn
Nonlinear transport of tracer particles immersed in a strongly sheared dilute gas with inelastic collisions
Universidad de Extremadura（埃斯特雷马杜拉大学）；Instituto de Computación Científica Avanzada (ICCAEx)（高级计算科学研究所 (ICCAEx)）
研究强剪切稀释气体中示踪粒子的非线性输运，通过两种互补方法推导精确结果，并与IHS结果比较。
2025-12-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mechanical Responses and Stress Fluctuations of a Supercooled Liquid in a Sheared Non-Equilibrium State
定常剪切流可以将过冷液体驱动到非平衡态。采用分子动力学模拟方法，研究了由软球组成的过冷液体模型在稳态剪切流和振荡剪切应变作用下的非平衡力学响应。我们发现，即使在强烈剪切的情况下，过冷液体表现出令人惊讶的各向同性响应的振荡剪切应变施加在三个不同的组件的应变张量。基于这种各向同性的特征，我们成功地构建了一个简单的双模麦克斯韦模型，该模型可以捕获存储和损耗模量的关键特征，即使对于高度非平衡态也是如此。此外，我们研究了剪切应力波动的关联函数，它也表现出各向同性松弛行为的剪切非平衡情况。与各向同性特征相反，过冷液体另外在其对剪切应力波动的响应和其相关性方面表现出各向异性。利用本构方程（一个双模式麦克斯韦模型），我们证明了各向异性的响应是由振荡应变和驱动剪切流之间的耦合。我们用有效温度测量了这种违反的程度。结果表明，有效温度是显着不同的组件之间，这表明，一个简单的标量映射，如一个有效温度的概念，过度简化的剪切流下的过冷液体的真实性质。了解响应和波动中各向同性和各向异性的机制将有助于更好地理解FDT的这些违反，以及对有效温度概念的某些相应修改。
2012-04-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium dynamics and fluctuation-dissipation relation in a sheared fluid
用分子动力学模拟研究了二元Lennard-Jones混合物在简单剪切流中的非平衡动力学行为。研究的温度范围涵盖了液体，过冷和玻璃态，而剪切速率涵盖了线性和非线性的流变学制度。结果可以解释的非平衡，示意模式耦合理论的背景下，最近开发的，这使得该理论适用于广泛的软玻璃材料。首先研究了粘度的行为。在非线性区域，得到强剪切稀化。研究了中间散射函数的标度性质。在这种非平衡状态下，因式分解和时间叠加的标准“模式耦合特性”成立。在剪切流中，波动耗散关系以与理论预测非常相似的方式被违反，允许定义流体的慢模式的有效温度Teff。Teff的温度和剪切速率的依赖性进行了研究，使用密度波动作为一个观察。Teff的可观察的依赖性也进行了研究。许多不同的观测量被发现，导致相同的值Teff，建议几个实验程序来访问Teff。有人提出，大质量的示踪粒子可能起到“有效温度计”的作用。当示踪剂的爱因斯坦频率变得小于流体的弛豫时间的倒数时，非平衡均分定理成立。这最后一个结果提供了强有力的支持Teff的热力学解释，并使它在实验上可以在一个非常直接的方式。
2002-01-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic methods for slip prediction in a sheared granular system
本研究通过离散元模拟和随机状态空间模型，发现颗粒间力网络的全局变化超过临界值会触发剪切颗粒系统的滑移事件，且基于力的度量比壁运动度量能更早预测滑移。
2022-10-20 cond-mat.soft
Shear-induced pressure anisotropy in granular materials of nonspherical particles
Institute for Multiscale Simulation, Friedrich-Alexander-Universit\"at Erlangen-N\"urnberg, Cauerstrasse 3, 91058 Erlangen, Germany
本研究探讨了非球形颗粒在剪切作用下的压力各向异性现象，发现颗粒摩擦力影响颗粒对齐和压力分布，与非牛顿流体的Weissenberg效应有相似之处。
2025-12-11 cond-mat.soft
Microstructure and velocity fluctuations in sheared suspensions
速度波动存在于宏观均匀悬浮液中的中性浮力，非布朗球进行简单的剪切流，和它们的依赖关系的微观结构开发的悬浮液，研究在极限的极小雷诺数使用Stokesian动力学模拟。我们表明，在稀释的限制，速度波动的标准偏差是成比例的体积分数，在横向和流动方向，和理论预测，它只考虑孤立的球对之间的流体动力学相互作用，是在低浓度下的数值结果吻合得很好。我们还模拟了简单剪切流中随机硬球分布的球体所产生的速度波动，从而研究了微结构对速度波动的影响。类似的结果进行了讨论的悬浮球的角速度的波动。此外，我们提出了所有的线性和角速度组件的概率密度函数，并为三个不同的浓度，显示从高斯到指数的过渡，最后到拉伸指数的功能形式作为体积分数的减少。我们还表明，虽然对分布函数恢复其前后对称性在稀悬浮液中，它仍然是各向异性的，这种各向异性可以准确地描述通过假设完全没有任何永久的双峰的领域。最后，我们提出了一个简单的校正激光多普勒测速测量的分析。
2003-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.CD
Avalanche dynamics in sheared athermal particle packings occurs via localized bursts predicted by unstable linear response
在施加的剪切应变下，颗粒状和无定形材料通过颗粒重排而变形，颗粒重排可以是小的并且局部化或组织成跨越系统的雪崩。虽然准静态剪切下的雪崩的统计特性得到了很好的研究，雪崩过程中的动态没有。在剪切软球的数值模拟中，我们发现，雪崩可以分解成突发的本地化变形，我们确定使用持久的同源性方法的扩展。我们还研究了雪崩过程中不稳定系统的线性响应，表明在这种事件中，本征值动力学是非常复杂的，最不稳定的本征向量是一个很差的预测雪崩动力学。相反，我们修改现有的工具，确定本地化的激发在稳定的系统，并将它们应用到这些不稳定的系统与非正定海森，量化雪崩过程中的这种激发的演变。我们发现，在雪崩的局部化变形的爆发几乎总是发生在本地化的激发确定使用的线性光谱。这些新工具将提供一个改进的框架，用于验证和扩展中尺度弹塑性模型，这些模型通常用于解释玻璃和颗粒物质中的雪崩统计。
2022-03-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Effect of Collisional Elasticity on the Bagnold Rheology of Sheared Frictionless Two Dimensional Disks
我们进行恒定体积模拟的稳态，剪切驱动流在一个简单的模型中的无热，双分散，软核，无摩擦的磁盘在两个维度上，使用的耗散法，引起Bagnoldian流变学。专注于小应变速率限制，我们映射出的流变行为作为一个功能的颗粒包装分数$ϕ$和参数$Q$，测量二进制粒子碰撞的弹性。我们发现一个$Q^*(ϕ)$，标志着明确的交叉，从一个区域的特点强非弹性碰撞，$Q<Q^*$，到一个区域的特点弱非弹性碰撞，$Q>Q^*$，并给出证据，$Q^*(ϕ)$发散为$ϕ\toϕ_J$，剪切驱动的干扰过渡。因此，我们得出结论，在任何值的$Q$的干扰过渡行为一样的强非弹性的情况下，提供一个是足够接近$ϕ_J$。我们进一步描述了强非弹性与弱非弹性区域中碰撞的不同性质，并将我们的结果改写为硬颗粒物质讨论中常用的组成方程形式。
2017-02-19 cond-mat.soft
Nanoparticle diffusion in sheared cellular blood flow
使用多尺度血流求解器，在很宽的剪切速率和红细胞压积范围内计算剪切细胞血流中纳米颗粒（NP）的完整扩散张量。在短时间范围内，纳米颗粒在高剪切和高红细胞压积下表现出异常的分散行为，这是由于红细胞（RBC）的瞬时伸长和排列。在长时间范围内，NP扩散张量具有高各向异性。特别地，存在临界剪切速率（$\sim$ 100 $s^{-1}$），在该临界剪切速率附近，扩散率张量的剪切速率依赖性从线性尺度变为非线性尺度。在临界剪切速率以上，横向扩散系数项随剪切速率呈亚线性变化，而纵向扩散系数项随剪切速率呈超线性变化。红细胞压积的依赖性是线性的一般情况下，除了在高剪切速率，其中一个次线性尺度被发现的涡度项和二次尺度的纵向项。通过分析悬浮液的微观结构和数值实验，NP扩散张量的非线性血液流变学的依赖性归因于高剪切下的红细胞的顺流伸长和横流收缩，量化的毛细管数。RBC尺寸被证明是影响RBC增强剪切诱导扩散（RESID）的特征长度尺度，而亚微米级的NP尺寸对RESID的影响可以忽略不计。基于所观察到的标度行为，提出了经验相关性的桥梁NP扩散张量特定的剪切速率和红细胞压积。特征NP扩散张量提供了一个本构关系，可以导致更有效的连续模型，以解决大规模的NP生物运输应用。
2019-06-11 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Ratio of effective temperature to pressure controls the mobility of sheared hard spheres
使用分子动力学模拟，我们计算了稳定剪切硬球的波动和响应在很宽的范围内的填充分数$ϕ$和剪切应变率$γ$，使用两种不同的方法来耗散能量。一个很好的近似，剪切应力和密度波动相关的响应函数由一个单一的有效温度$T_{eff}$是等于或大于动力学温度$T_{kin}$。我们发现在弛豫时间$τ$和无量纲有效温度$T_{eff}/pσ^3$之间的关系中存在交叉，其中$p$是压力，$σ$是球直径。在固体响应区域，固定填充分数下的行为满足$τγ\propto \exp(-cpσ^3/T_{eff})$，其中$c$弱依赖于$ϕ$，表明平均局部屈服应变以与剪切转变区理论一致的方式由有效温度控制。在流体响应状态下，弛豫时间取决于$T_{eff}/pσ^3$，因为它取决于平衡状态下的$T_{kin}/pσ^3$。该状态包括其中$T_{eff} ~ T_{kin}$的近平衡条件和其中$T_{eff} \ne T_{kin}$的远离平衡条件。我们讨论了我们的结果与软排斥相互作用的系统的影响。
2011-10-28 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
Phase diagram and water-like anomalies in core-softened shoulder-dumbbells system
利用分子动力学，我们研究了各向异性对相边界的作用和对250个二聚体粒子在核软化势作用下的反常行为的影响。这项研究使我们得到了一个意想不到的结果：引入一个相当小的各向异性，量化每个二聚体内部的颗粒之间的距离，导致异常的压力-温度相图中的区域的大小增加时，各向同性单体的情况相比。然而，当各向异性增加超过阈值时，异常区域收缩。我们发现，这种行为可以通过解耦的平移和非平移动能组件到不同的平移和非平移温度来理解。
2013-09-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Macroscopic model with anisotropy based on micro-macro informations
物理实验可以表征颗粒材料的弹性响应的宏观状态变量，即体积（填充）分数和应力，而微观结构是不可访问的，因此被忽略。在这里，通过数值模拟，我们分析了密集的，无摩擦的，颗粒状的组件，最终目标是将弹性模量与织物状态，即，微结构平均接触网络特征如接触数密度和各向异性。颗粒样品首先被各向同性压缩，然后在恒定体积（不排水条件）下被准静态剪切。从不同的静态，放松配置在不同的剪切应变，现在无穷小应变步骤应用于“测量”的有效弹性响应;我们量化所需的应变，以便在样品中的塑性发展尽快接触和结构重排发生。由于剪切引起的各向异性，体积和偏应力和应变通过单个各向异性模量交叉耦合，该各向异性模量与偏组构和体积模量的乘积（即各向同性组构）成比例。有趣的是，材料的剪切模量也取决于实际的应力状态，以及接触配置的各向异性。最后，介绍了一种基于应力和组构增量演化方程的本构模型。通过使用先前测得的依赖性的刚度张量（弹性模量）的微观结构，该理论能够预测具有良好的协议的压力，剪应力和偏织物（各向异性）的演变为一个独立的不排水循环剪切试验，包括应变反转的响应。
2015-06-15 cond-mat.soft
Shear banding, discontinuous shear thickening, and rheological phase transitions in athermally sheared frictionless disks
我们报告的数值模拟的简单模型的无热，bidisperse，软核，大量的磁盘在两个维度上，作为一个功能的包装分数$ϕ$，非弹性的碰撞测量的参数$Q$，并施加均匀的剪切应变率$\dotγ$。我们的粒子有接触相互作用，包括正常定向的弹性排斥和粘性耗散，以及切向定向的粘性耗散，但没有粒子间的库仑摩擦。在$(ϕ,Q)$平面上绘制小$\dotγ$的相图，发现从Bagnoldian流变区域到Newton流变区域存在一个尖锐的一阶流变相变，并表明系统在堵塞时总是Newton的.我们认为粒子的旋转运动，并证明了至关重要的旋转和平移自由度之间的耦合在小$Q$（强非弹性碰撞）的相结构。在小$Q$，我们表明，在增加$\dotγ$，尖锐的Bagnoldian牛顿过渡成为一个共存区域的有限宽度的$(ϕ,\dotγ)$平面，与共存的Bagnoldian和牛顿剪切带。通过在固定的$ϕ$下增加$\dotγ$穿过这个共存区域，我们发现如果$\dotγ$变化太快，系统无法松弛到对应于$\dotγ$瞬时值的剪切带稳态，则会导致不连续的剪切增稠。
2017-06-12 cond-mat.soft
Pressure Distribution and Critical Exponent in Statically Jammed and Shear-Driven Frictionless Disks
我们数值研究的全球压力分布，发现在合奏的静态堵塞和准静态剪切系统的双分散，无摩擦，磁盘在固定的包装分数$ϕ$在二维。我们使用这些分布来解决当$ϕ$增加到阻塞点$ϕ_J$，$p\sim |ϕ- ϕ_J|^y$以上时压力如何增加的问题。对于静态堵塞的合奏，我们的结果是一致的指数$y$简单地涉及到粒子间的软核相互作用的幂律。然而，对于剪切系统，$y$的值与先前在流变学模拟中发现的非平凡值一致。
2013-11-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Influence of boundary conditions on yielding in a soft glassy material
在两种不同的边界条件下，在1mm的间隙内研究了剪切Laponite悬浮液的屈服行为。无滑移条件下，确保使用粗糙的墙壁，导致剪切局部化已经报道在各种软玻璃材料。当使用光滑几何形状允许表观壁滑移时，样品被示出破碎成宏观固体块，其被周围的流化材料缓慢侵蚀直到整个样品为流体的点。边界条件对屈服的这种剧烈影响表明，存在某种宏观特征长度，这种特征长度可能与剪切作用下堵塞材料的协同效应有关。
2009-01-06 cond-mat.soft
Shear-induced anisotropic decay of correlations in hard-sphere colloidal glasses
通过对胶体玻璃在稳态剪切作用下微观涨落的实空间实验和计算机模拟，研究了微观涨落的空间相关性。它示出，而一个粒子的波动的分布总是各向同性的，无论剪切的相对重要性相比，热波动，它们的空间相关性表现出显着的敏感性剪切诱导和热激活松弛之间的竞争。相关性是各向同性的热为主的制度，但发展强烈的各向异性剪切占主导地位的微观波动的动力学。我们讨论的相关性，这一观察，以更好地了解剪切非晶态固体的流动不均匀性。
2012-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of microstructure anisotropy and rheology of soft jammed suspensions
我们探索了最近提出的本构模型预测的流变学，该模型用于从颗粒水平动力学导出的软弹性颗粒的堵塞悬浮液[Cuny等人，物理修订信函127，218003（2021）]。我们的模型预测，由平流和接触弹性之间的相互作用所支配的微观结构的各向异性的取向，在屈服和流动中起着关键作用。它产生的法向应力差对屈服准则和Trouton比有显著影响。它会引起非平凡的瞬态，如应力过冲的剪切速率，流动停止后的残余应力和幂律衰减的剪切速率在蠕变的步骤增加。最后，它解释了崩溃的储能模量，测量平行叠加产生的悬浮液。
2022-01-05 cond-mat.soft
Shear-Driven Flow of Athermal, Frictionless, Spherocylinder Suspensions in Two Dimensions: Spatial Structure and Correlations
本文采用数值模拟的方法研究了无热、无摩擦、软核二维球柱在固定体积和固定应变率$\dotγ$下受均匀稳态简单剪切驱动的流动。能量耗散是通过相对于均匀剪切的主体流体的粘性阻力，给出了具有牛顿流变学的非布朗悬浮液中的流动的简单模型。我们研究了剪切系统的空间结构，并计算了速度、粒子密度、粒子序参量和粒子角速度的关联函数。密度、阶数和角速度的相关性在干扰以下和干扰以上都是短程的。我们比较了系统的大小单分散颗粒的大小双分散颗粒的系统，并认为如何在空间秩序的差异，因为包装的增加，导致在全球范围内的序参量的差异。我们认为剪切的效果，最初良好有序的配置，并表明，在许多情况下，剪切行为破坏的顺序，导致相同的稳态合奏时，发现从随机初始配置。
2020-03-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Understanding plastic deformation in thermal glasses from single-soft-spot dynamics
通过考虑非晶态固体的低频振动模式，Manning和Liu [Phys.Rev.Lett. 107，108302（2011）]表明，可以识别出与准静态剪切下零温度下的塑性密切相关的"软点"群体。在这项工作中，我们跟踪个人的软点与时间在一个二维的剪切热Lennard Jones玻璃的温度范围从深在玻璃态以上的玻璃化转变温度。我们发现，个别软点的寿命与结构弛豫的时间尺度相关。我们还计算了破坏软点所需的重排次数，并表明大多数软点可以在多次重排后存活。最后，我们表明，软点是强大的预测重排温度以及进入过冷制度。这些结果为基于软点动力学行为的非晶态固体塑性的介观理论奠定了基础。
2014-04-04 cond-mat.soft
Critical scaling of diffusion coefficients and size of rigid clusters of soft athermal particles under shear
Research Alliance Center for Mathematical Sciences, Tohoku University（东北大学数学科学研究联盟中心）；Department of Physics, Nagoya University（名古屋大学物理系）
研究剪切下软无热颗粒刚性簇的自扩散系数和关联长度，发现接近阻尼转变密度时流曲线可折叠，扩散系数与关联长度和应变率成正比。
2020-03-10 cond-mat.soft
Supershear surface waves reveal prestress and anisotropy of soft materials
面波在从地震探测到材料表征的许多基础和应用领域中发挥着重要作用。超剪切表面波的传播速度大于体剪切波最近已被报道，但他们的性质还没有得到很好的理解。在这封信中，我们描述了橡胶材料中的超剪切表面波的理论和实验结果。我们发现，超剪切表面波可以支持在粘弹性材料的剪切品质因数没有限制。有趣的是，预应力对超剪切面波速度的影响与瑞利面波速度的影响相反。此外，材料的各向异性对超横波的影响远大于瑞利面波。我们提供启发式的解释，以及我们的实验观察的理论验证。我们的工作指出了超剪切波在从自由表面表征软固体体力学性质方面的潜在应用。
2021-07-23 cond-mat.soft physics.app-ph
Self-assembly of anisotropic soft particles in two dimensions
用蒙特卡罗方法研究了各向异性势作用下核-电晕盘的自组装过程。介绍了一种以简单方式引入各向异性的最小相互作用势。它包括一个核心-日冕结构，其中核心的中心相对于日冕的中心移动。各向异性可以通过逐渐改变核心的位置来调整。尽管它很简单，但系统自组织成各种各样的结构，包括条纹，三角形和矩形晶格，以及不寻常的塑料晶体。我们的研究结果表明，各向异性的量不改变晶格间距，只影响集群的类型（条纹，胶束等）。单个粒子。
2012-01-26 cond-mat.soft
Foam in a two-dimensional Couette shear: a local measurement of bubble deformation
我们重新分析实验的泡沫剪切在一个二维库埃特几何[Debregeas<i>等人。</i>，Phys. Rev. Lett. <b>87</b>，178305（2001）]。我们用纹理张量来描述气泡的变形。我们的测量是当地的时间：他们显示两个政权，一个瞬态和一个固定的。它们提供了各向异性的平均值和波动。测量也是局部的空间：他们表明，变形和弹性贡献的应力场不本地化，变化平稳的剪切间隙。因此，我们可以将泡沫描述为具有弹性性质的连续介质。
2004-11-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A microscopic view of the yielding transition in concentrated emulsions
我们使用一个自定义的剪切细胞耦合到一个光学显微镜调查在颗粒水平的屈服过渡在浓缩乳液进行振荡剪切变形。通过在几个体积分数的样品上进行持续数千次循环的实验，并针对各种施加的应变振幅，我们获得了屈服过渡的全面的微观图像。我们发现，不可逆的颗粒运动急剧增加超过依赖于临界应变的体积分数，这被认为是在接近协议的应变超过流变学实验中探测的应力-应变关系显着偏离线性。剪切引起的动力学是非常不均匀的：静止的粒子与两个不同的群体的移动和“超移动”粒子共存。动态活动表现出空间和时间的相关性，与重组事件组织在突发的运动影响局部区域的样品。类比与其他剪切软材料和最近的工作在剪切复杂流体的不可逆性的转变进行了简要的讨论。
2014-03-18 cond-mat.soft
Wave control through soft microstructural curling: bandgap shifting, reconfigurable anisotropy and switchable chirality
在这项工作中，我们讨论和数值验证的战略，以实现可逆的宏观变化的波传播特性的细胞与软微结构的超材料。所提出的细胞结构的特点是由单位细胞具有辅助人口的平行分布的智能杠杆源于节点的位置。通过外部刺激（施加电场），我们诱导极端的，局部的，可逆的卷曲变形的悬臂-形状修改，不影响整体形状，刚度和承载能力的结构。通过仔细设计直的（非激活的）和卷曲的（激活的）杠杆的空间图案，我们可以诱导结构的声子特性的几个深刻的修改：总带隙和部分带隙的产生和/或移动，细胞对称性弛豫（这意味着可重构的波束），和手性切换。虽然在这项工作中，我们讨论的具体情况下，复合材料的PDMS核心和活性层的电致伸缩材料（VDF-TrFE-CTFE），该策略可以扩展到其他智能材料（如介电弹性体或形状记忆聚合物）。
2017-02-12 cond-mat.soft
Slow coarsening in jammed athermal soft particle suspensions
我们模拟了一个密集堵塞，无热的排斥性软粒子浸在溶剂中的组件。从一个初始条件对应于淬火从高温开始，我们发现非平凡的缓慢动力学驱动的逐步释放存储的弹性能量，与均方根粒子速度衰减为幂律的时间与分数指数。这种衰减是伴随着存在的组装内的空间局部化和时间上间歇性的“热点”的非仿射变形，连接由远程漩涡中的速度场，让人联想到当地的塑性事件和远程弹性传播，已被深入研究的剪切非晶材料。热点的图案逐渐变粗，热点的大小和分离随着时间的推移缓慢增长，和相关的速度相关长度增加的次线性幂律。然而，在一幅强烈间歇性动态的整体图景中，每个单独的点都只是短暂存在的。
2019-08-08 cond-mat.soft
Finite deformations govern the anisotropic shear-induced area reduction of soft elastic contacts
涉及软材料的固体接触在机械工程或生物力学中是重要的。实验上，这种接触已被证明在剪切下显著收缩，这种效应通常使用粘附模型来解释。在这里，我们表明，与最近的高负荷实验的定量协议，可以得到，没有可调参数，使用非粘性模型，只要考虑到有限的变形。模型的分析揭示了剪切引起的面积减少的基本机制，局部接触提升是占主导地位的。我们证实实验的相关性，所有这些机制，通过跟踪剪切诱导的示踪剂插入靠近表面的光滑的弹性体球接触光滑的玻璃板的演变。我们的结果表明，在解释涉及软材料的各种剪切接触实验时，有限变形是粘附的替代方案。
2020-06-19 cond-mat.soft physics.class-ph
Residual stress in athermal soft disordered solids: insights from microscopic and mesoscale models
在软的非晶材料中，大的剪切变形之后的剪切停止导致具有残余剪切应力的结构。这些状态的起源和材料内局部剪应力的分布还没有很好的理解，尽管它的重要性，在材料性能的变化和随之而来的应用。在这项工作中，我们使用分子动力学模拟的模型致密的非布朗软非晶材料探测非平凡松弛过程中的残余应力状态。我们发现，类似于热玻璃，剪切速率的增加之前的剪切停止导致较低的残余应力状态。我们合理化我们的研究结果使用细观弹塑性描述，明确包括一个长期的弹性响应局部剪切变换。我们发现，流动停止后的初始应力松弛确实取决于预剪切应力状态，但最终的残余应力主要是由新激活的塑性事件发生在松弛过程中。我们简化的粗粒度的描述不仅可以捕捉残余应力状态的现象，而且合理化的改变材料的性质，探测使用小和大的变形协议应用到放松的材料。
2021-08-29 cond-mat.soft
Shear zones in granular mixtures of hard and soft particles with high and low friction
针对硬软摩擦特性不同的颗粒混合物剪切区更宽的实验现象，通过离散元模拟揭示颗粒间摩擦和弹性模量对剪切带特性的共同调控作用及摩擦对应力响应的强影响，深化了剪切带形成的微力学认识。
2023-11-06 cond-mat.soft
Origin of slow earthquake statistics in low-friction soft granular shear
Department of Earth and Space Science, The University of Osaka（大阪大学地球空间科学系）
本研究通过实验表明，低摩擦软颗粒剪切导致慢地震统计，其特征与水热条件下断层材料的粘滑行为一致。
2025-12-01 cond-mat.soft physics.geo-ph
Normal viscosity and Viscous resuspension of non-Brownian suspensions
本文通过数值模拟研究非布朗悬浮液的法向应力，验证悬浮平衡模型在稳态描述中的适用性，并针对半稀区提出新的法向黏度表达式，揭示惯性效应和体积分数对法向应力各向异性的影响。
2024-10-01 cond-mat.soft
Wall slip and bulk yielding in soft particle suspensions
我们模拟了一个密集的非热悬浮液的软颗粒之间的硬壁剪切的规定粗糙度的轮廓，使用的方法，充分考虑到流体力学的溶剂之间的颗粒，颗粒和壁之间，以及固体力学的颗粒形状的变化。因此，我们捕捉到广泛观察到的现象的弹性流体动力学壁滑移，其中的软颗粒在剪切变形和电梯远离壁轻微，留下一个薄的润滑溶剂层的高剪切。对于施加的应力低于材料的体积屈服应力，我们表明所观察到的壁滑移是由这个薄的溶剂层。在较高的应力，它是由一个额外的贡献所产生的前几层的颗粒附近的壁的fluidation增加。通过系统地改变壁的粗糙度，我们量化了随着壁粗糙度的增加而抑制滑移。对于光滑的壁，滑动从根本上改变了稳态整体流动曲线的剪切应力作为剪切速率的函数，通过赋予一个分支的表观（滑动诱导）流，甚至为$σ<σ_y$，如实验所见。我们还阐明了滑动的动态屈服后，施加一个恒定的剪切应力的影响，表征批量屈服出现的时间尺度，并在该滑移第一套。
2021-02-13 cond-mat.soft
Angular x-ray cross-correlation analysis (AXCCA): Basic concepts and recent applications to soft matter and nanomaterials
角X射线互相关分析（AXCCA）是一种能够定量测量X射线衍射图的角各向异性并提供对所研究的系统中的取向顺序的了解的技术。该方法基于对二维（2D）检测器上的散射强度分布的角交叉关联函数的评估，并进一步对许多衍射图案进行平均以增强各向异性信号。在过去的十年中，AXCCA被成功地用于研究各种软物质系统中的各向异性，例如不等轴颗粒溶液、液晶、胶体晶体、由纳米颗粒组成的超晶格，本文介绍了这项技术，并对最近的实验工作进行了调查，其中AXCCA与微米或纳米聚焦x-用X射线显微镜研究了各种软物质体系的取向有序性。
2019-09-22 cond-mat.soft
