Self-Organization in a Granular Medium by Internal Avalanches
内部雪崩的颗粒位移可以产生内的颗粒材料保持在一个仓内的两种方式：（i）通过删除随机选择的颗粒在底部的仓（ii）通过打破一个稳定的拱颗粒堵塞一个洞在底部的仓。这种雪崩的重复发生会使系统达到稳定状态。问题是，这种状态是一种像自组织临界性那样的临界状态吗？我们在这里回顾了一些最近的研究，这个问题使用元胞自动机以及硬盘模型。
2000-09-12 cond-mat.soft
Intermittent Granular Flow and Clogging with Internal Avalanches
本文用二维数值方法研究了间歇性颗粒流通过颗粒仓孔口的动力学过程，以及由于堵塞出口的拱的形成而引起的相关堵塞。我们的数值结果表明，对于小孔尺寸，系统自组织到一个稳定的状态和分布的颗粒位移衰减的幂律。另一方面，对于大孔，流出分布也观察到遵循幂律分布。
1999-09-12 cond-mat.soft
Quasistatic kinetic avalanches and self-organized criticality in deviatorically loaded granular media
颗粒介质在准静态加载下的行为最近被证明可以达到一个稳定的演化状态，对应于微观力学变量空间中的流形。这种状态的特点是亚稳态堵塞状态之间的突然转变，涉及部分微观力学的粒状介质的重排。使用准静态双轴压缩下的二维颗粒介质的数值模拟，我们表明，在稳定的演化状态的动态的特点是无标度雪崩以及之前的宏观机械稳定流制度传统上与自组织临界状态。这与宏观变形曲线的非唯一性和非单调性一起表明，系统的统计雪崩特性和可伸缩性不能被简化为宏观力学状态的函数。相关的标度指数是非普适的，并且取决于粒子之间的相互作用。对于较硬的颗粒（或样品在低围压），我们发现雪崩特性的分布与平均场论的预测相一致。对于粒子之间较软的相互作用，标度指数降低到平均场值以下。这些较低的指数与非晶态固体在其临界点的观察结果一致。我们具体讨论微观和宏观变量之间的关系，包括外部应力降和内部势能之间的关系，在动能雪崩释放。
2021-05-13 cond-mat.soft
Friction vs Texture at the Approach of a Granular Avalanche
我们进行了一个新的分析接近稳定极限的颗粒床的颗粒纹理。我们的分析是基于一个独特的标准的摩擦动员在一个模拟的二维包装。通过这种方式，我们恢复了粒状结构的双峰特征，以及在不同接触群体的意义上弱相和强相的共存。此外，我们证明了弱接触网络中存在一个定义良好的接触子集。这些接触的特点是它们的重要摩擦，并形成一个高度连贯的人口结构。它们对力链起对抗作用。因此，我们能够区分弱相的非相干接触和相干接触，并指定后者在不稳定过程中发挥的作用。
2005-05-04 cond-mat.soft
Avalanche Interpretation of the Power-Law Energy Spectrum in Three-Dimensional Dense Granular Flow
该研究揭示三维稠密颗粒流的统计特性与二维存在本质差异，并证明雪崩动力学可解释这种维度依赖性，同时通过定义等价于涡丝的颗粒团簇展示了三维流动独有的复杂结构。
2023-04-15 cond-mat.soft
Two scenarios for avalanche dynamics in inclined granular layers
本文报道了在低体积流率条件下，薄颗粒层在斜面上的雪崩行为的实验测量结果。雪崩的动力学性质是定量和定性不同的光滑的玻璃珠相比，不规则的粒状材料，如沙子。两种情况下的倾斜颗粒雪崩确定和理论解释，这些不同的情况下开发的深度平均的方法，考虑到不同的颗粒材料的流变学的基础上。
2005-04-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluctuations of particle motion in granular avalanches - from the microscopic to the macroscopic scales
在这项研究中，我们研究了粒子运动的波动，即非仿射运动，在雪崩过程中，发现了丰富的动力学从微观到宏观尺度。我们发现，有很强的相关性之间的速度波动的大小和速度的大小在空间和时间域。这一发现和STZ之间的可能联系进行了讨论的基础上直接测量的T1事件。此外，系统的速度大小和系统的应力波动是强时间相关的。我们的发现将对基于微观方法描述雪崩动力学的更严格理论的发展提出挑战。此外，我们的发现提出了一个合理的机制，在一个简单的系统中的粒子夹带。
2015-02-03 cond-mat.soft
Spatiotemporal Chaotic unjamming and jamming in granular avalanches
我们已经研究了时空混沌动力学的unjamming和堵塞的粒子在一个玩具模型系统-一个旋转的鼓部分填充bidisperse磁盘，以创建雪崩。第一次直接测量粒子的第一李雅普诺夫矢量$δu(t)$和速度$v(t)$的大小，以深入了解它们的空间相关性$C_{δu,v}$，其在非干扰附近较强，但在干扰过渡附近较弱，与Banigan等人的最近工作一致，Nature Phys. $\bf{9}$，288，（2013）. $v(t)$显示丰富的动态：对于不稳定的粒子，它呈指数增长，尽管有随机相互作用，它仍保持增长;在最大值之后，它以大的波动衰减。因此，雪崩粒子的时空混沌动力学是纠缠的，导致系统的宏观量的时间相关性。我们提出了一个简单的模型，这些意见。
2014-10-23 cond-mat.soft
Granular structure and heterogeneous deformation preceding avalanches
Navier, CNRS, Univ Gustave Eiffel, ENPC, Institut Polytechnique de Paris（纳维埃实验室，法国国家科学研究中心，巴黎-沙隆恩斯特·盖非尔大学，国立桥梁与道路学校，巴黎理工学院）
本研究通过实验揭示颗粒堆积雪崩前的前兆活动受制备结构与加载方向兼容性影响，但位移衰减和应变标度等空间特征保持稳健，并基于两态模型量化了局部异质性的影响。
2026-09-21 cond-mat.soft
Transverse Instability of Avalanches in Granular Flows down Incline
在致密颗粒流的“部分流化”模型的框架下，对可侵蚀基底上的雪崩实验进行了处理。该模型识别出一类传播的类孤子雪崩，其形状和速度受衬底倾角和深度的控制。在大倾角下，孤子表现出横向不稳定性，随后出现与最近实验观察相似的粗化和指进现象。横向不稳定性的主要原因是直接相关的孤立子速度的依赖性的颗粒质量被困在雪崩。
2005-10-04 cond-mat.other cond-mat.soft
A new non linear mechanism able to generate avalanches based on soil mechanics
我们提出了一个一般机制的基础上土力学的概念，如粘性和摩擦，解释的事实，即雪崩停止在一个角度小于他们开始：所涉及的机制是链接到一个事实，即应力场附近的自由表面的桩建倾斜地层总是服从塑性准则，即使当斜率小于摩擦角。结果表明，坡角越大，平均应力越小，最大主应力越小。因此，当桩旋转以产生下一个不稳定性时，粒状材料经受平均应力的减小，导致其屈服角的增加，屈服角变得大于摩擦角。然后，斜坡开始以大于摩擦角的角度流动。
2005-07-04 cond-mat.soft
Continuum description of avalanches in granular media
我们开发了一个连续描述部分流化颗粒流。我们的理论是基于流体动力学方程的流动耦合的序参量方程，它描述了流动和静态组件之间的过渡的颗粒系统。这个理论捕捉到了最近在粗糙斜面上颗粒流实验中观察到的重要现象（Daerr和Douady，Nature（London）v. 399，241（1999））：层双稳性，以及从小倾角下坡传播的三角形雪崩到大倾角上坡传播的气球形雪崩的转变。
2000-06-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
X-ray observation of micro-failures in granular piles approaching an avalanche
利用X射线成像技术研究了三维颗粒堆积体在低速旋转滚筒中的稳定性。在表面达到雪崩角之前，我们观察到与位于自由表面附近的晶粒集体重排相关的间歇性塑性事件。这些离散事件释放的能量随着系统接近雪崩阈值而增长。通过测试各种制备方法，我们表明，前雪崩动力学并不完全由自由表面倾角和雪崩角之间的差异控制。因此，雪崩前动力学的测量不太可能作为预测宏观雪崩的工具。
2004-12-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Geometry-dependent constitutive law for granular slow frictional drag
本文对细杆从颗粒床中缓慢垂直拔出时的摩擦本构关系进行了实验研究。使用一个非常精确的蠕变仪，几何相关的颗粒摩擦本构关系进行了特别检查。在以前的一些工作中，一个无量纲数$I=\dotγD_g/\sqrt{p/ρ_g}$已被用来表征颗粒摩擦本构关系，其中$\dotγ$，$D_g$，$p$，和$ρ_g$分别是剪切应变率，粒径，围压，颗粒床的体积密度。认为$I$所表达的颗粒摩擦本构关系在密相流区具有普适性（几乎与几何无关）。然而，在这项研究中，我们发现，系统的几何形状是更关键的颗粒摩擦在一个非常缓慢的撤回制度的特点。具体地说，杆与颗粒直径之间的比率必须是描述颗粒摩擦本构关系的一个重要参数。在颗粒力学行为与颗粒接触数相关的基础上，讨论了几何相关本构关系的物理意义。
2016-11-12 cond-mat.soft
Brownian granular flows down heaps
我们研究了一堆微米大小的二氧化硅颗粒在充满水的微流控鼓的雪崩动力学。与经典颗粒材料的预期相反，雪崩不会在有限的休止角处停止。在桩的角度松弛至角度$θ\_c$的第一快速阶段之后，观察到桩缓慢流动直到自由表面达到水平的蠕变状态。这种弛豫在时间上是对数的，并且强烈地依赖于颗粒的重量和热搅动（重力Péclet数）之间的比率。我们提出了一个简单的一维模型的基础上克雷默的逃逸率来描述这些布朗颗粒雪崩，再现的主要意见。
2019-11-15 cond-mat.soft
Power-law friction in closely-packed granular materials
为了了解密排颗粒材料中摩擦的本质，对颗粒层在等压平面剪切作用下进行了离散元模拟。结果表明，摩擦系数与剪切速率成幂函数关系，其指数与材料常数无关。使用一个无量纲的参数，即惯性数，幂律可以被转换成一种广义的形式，使得不同围压下的摩擦系数在同一条曲线上崩溃。我们表明，体积分数也服从幂律。
2007-05-08 cond-mat.soft
Influence of Roughness on Granular Avalanches
结合X射线断层扫描与同步剪切力测量，我们研究了剪切诱导的颗粒雪崩使用不同的表面粗糙度的球形颗粒。我们发现，系统组成的颗粒具有较大的表面粗糙度显示准周期性的雪崩中断的小裂纹。相比之下，由具有小粗糙度的颗粒组成的系统显示没有可检测的雪崩。准周期雪崩的应力降与粒子非仿射位移的相关长度呈线性关系，表明粗糙度增强了粒子间的锁定，从而增强了粒子级的动态相关长度。然而，非仿射位移比颗粒尺寸小两个数量级，表明应力主要在粗糙度的长度尺度上释放。非仿射位移的相关长度突然增加时，准周期雪崩发生，这表明准周期雪崩可以被解释为一个一阶相变中的旋节形核事件。
2021-07-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Dilatancy of frictional granular materials under oscillatory shear with constant pressure
本文对二维摩擦颗粒系统在定常压力作用下的振荡剪切进行了数值模拟。我们发现，该系统经历的应变增加的双折射。我们证实，压实也发生在一个中间的应变幅度为一个小的相互摩擦系数之间的颗粒。压实度与围压有关，而压实度与围压关系不大。
2021-02-03 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
Time of avalanche mixing of granular materials in a half filled rotated drum
本文研究了二维圆柱内颗粒的雪崩混合。我们证明，帐户之间的差异$δ$的边缘稳定性的角度和颗粒材料的休止角导致的混合时间的限制值$τ$为半满鼓。混合过程由线性离散差分方程描述。当$δ$是$π$的整数部分时，混合看起来像是分数的线性扩散，扩散系数为零。$δ$波动的引入抑制了$τ(δ)$的奇异性并平滑了$τ(δ)$的相关性。
2000-07-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Flow-Arrest Transitions in Frictional Granular Matter
采用恒应力离散元模拟方法研究了摩擦颗粒物质剪切流动与剪切停止状态之间的转变。通过使摩擦颗粒的稀体系经受恒定的外部剪切应力和压力，摩擦依赖的临界剪切应力和密度被清楚地识别，两者都表现出低摩擦和高摩擦之间的交叉。临界剪切应力分叉两个非平衡稳态：（i）稳定状态的剪切流的特征在于一个恒定的变形速率，和（ii）剪切制动的特征在于时间衰减蠕变到一个静态稳定状态。在临界剪切应力以下的时间$t_{c}$发生制动，该时间表现出重尾分布，其均值和方差在临界剪切应力下以幂律发散，具有摩擦依赖指数，该指数也表现出低摩擦和高摩擦之间的交叉。这些观察结果表明，临界剪切应力附近的颗粒逮捕是高度不可预测的，并强烈影响颗粒间摩擦。
2019-01-30 cond-mat.soft
Avalanche contribution to shear modulus of granular materials
数值研究了无摩擦颗粒材料在振荡剪切作用下堵塞过渡区附近的剪切模量。研究发现，对于颗粒间弹性相互作用的线性弹簧模型，剪切模量$G$满足一个标度律，在$G \sim (ϕ- ϕ_J)^{1/2}$和$G \sim γ_0^{-1/2}(ϕ-ϕ_J)$之间插值，其中$ϕ$、$ϕ_J$和$γ_0$分别为颗粒的体积分数、堵塞点处的分数和振荡剪切的振幅。剪切模量与$ϕ- ϕ_J$之间的线性关系可以通过滑动雪崩来理解。
2014-10-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
History-dependent deformation of a rotated granular pile governed by granular friction
我们实验研究了旋转引起的颗粒变形的历史依赖性。作为初始状态，我们制备了一个准二维的颗粒堆，其顶点位于旋转轴上，其初始倾角为休止角。旋转速率从$0$增加到$620$ ~（rpm），然后降低回到$0$。在旋转过程中，旋转颗粒堆的变形被摄像机捕获。根据获取的图像数据，测量颗粒摩擦系数$μ$作为离心力和重力之比$Γ$的函数。为了系统地评估$μ$在增加（旋转上升）和减少（旋转下降）的旋转速率制度中的变化，将变形颗粒堆的表面轮廓拟合到考虑重力、摩擦力和表面处的离心力之间的力平衡的模型。我们发现，$μ$值在增加的$Γ$制度中增长。然而，当$Γ$减少时，$μ$不能恢复其初始值。旋转颗粒堆的一部分历史相关行为可以通过力平衡模型来理解。
2022-06-02 cond-mat.soft
Scaling laws for frictional granular materials confined by constant pressure under oscillatory shear
本文采用数值方法研究了二维定常压力下摩擦颗粒系统在振荡剪切作用下的流变特性。发现了储能和损耗模量与缩放应变幅的几个标度律，大应变幅下塑性区的标度律可以通过接触力的角分布来理解。通过考虑物理机制，估计了标度指数。
2020-04-16 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
Local and global avalanches in a 2D sheared granular medium
本文对由双分散光弹性圆盘构成的二维剪切非晶材料进行了实验和数值研究。我们分析了雪崩在剪切过程中的统计数据，包括局部和全局的能量波动和粒子位置和方向的变化。我们发现这些全球和当地的雪崩表示的幂律，其截止值随颗粒间的摩擦和包装分数的无标度分布。不同的指数被发现这些幂律依赖于数量的变化被提取。雪崩形状的时间的不对称性证明了雪崩主要是从剪切带触发的事实。一个简单的关系，独立于强度，被发现之间的局部雪崩和全球雪崩，他们形成的数量。我们还比较了这些实验和数值计算结果的本地和全球的波动预测平均场和脱钉理论。
2017-09-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Friction and dilatancy in immersed granular matter
滑动板在薄颗粒层上的摩擦服从阿蒙顿-库仑定律。我们提出了一个大的实验结果表明，在几十年的值，有效的动态摩擦系数既不依赖于间隙流体的粘度，也不依赖于剪切层中的珠的大小，这证实了在很宽的实验参数范围内的固-固摩擦的类比。我们准确地确定了颗粒层的粘性，这依赖于晶粒尺寸和滑块速度可以定性地考虑整个浆料的流变行为。然而，额外的结果，通过化学处理的晶粒表面的改性后得到的，表明颗粒物质的流动特性的理论描述，即使浸入，需要考虑到晶粒表面的详细特性。
2008-06-10 cond-mat.soft
Shear modulus and reversible particle trajectories of frictional granular materials under oscillatory shear
在这项研究中，我们数值研究的机械响应和轨迹的摩擦颗粒在振荡剪切下的可逆阶段，颗粒轨迹形成闭环屈服点以下。当摩擦系数较小时，储能模量表现出软化，损耗模量在准静态极限下保持有限。随着摩擦系数的增加，软化和残余损耗模量被抑制。的存储和损耗模量满足标度律，如果它们被绘制为由应变振幅和颗粒的直径划分的环轨迹的面积的函数，至少对于它们的小值。
2021-05-28 cond-mat.soft
Effects of interparticle friction on the response of 3D cyclically compressed granular material
数值研究了颗粒间摩擦系数对三维球形颗粒循环纯剪切响应的影响。我们专注于颗粒的旋转和平移，并着眼于这些位移的空间分布以及它们的概率分布函数。我们发现，随着摩擦力的增加，剪切带变得更薄，更明显。在低摩擦下，粒子旋转的幅度均匀地分布在系统中，因此大多独立于仿射和非仿射粒子平移。相反，在高摩擦时，旋转强烈地局限于剪切区。这项工作表明了研究颗粒间摩擦对颗粒材料对周期性强迫的响应的影响的重要性，这既可以更好地理解旋转如何与剪切颗粒系统中的平移相关，也可以更好地理解周期性强迫对行星科学和工业中大多数实际应用的相关性。
2021-03-02 cond-mat.soft
Shear Jamming in Granular Experiments without Basal Friction
在低于等静压堵塞密度（$ϕ_c$）的条件下，剪切应变可导致摩擦颗粒系统的堵塞状态。然而，目前还不清楚摩擦力对这种所谓的剪切干扰有多大影响。在这类实验中，摩擦以两种方式出现：粒子之间的摩擦，以及粒子与其所处基础之间的摩擦。在这里，我们研究如何颗粒底部摩擦，或基础摩擦，影响剪切堵塞准二维实验。为了研究这个问题的实验，我们施加简单的剪切无序包装的光弹性磁盘。我们可以通过将颗粒浸入密度匹配的液体中来调节颗粒的基底摩擦，从而去除颗粒和基底之间的法向力，从而去除颗粒和基底之间的摩擦。我们记录了总的剪切应力，粒子运动，以及粒子的光弹性响应。我们比较干燥和浸泡样品的剪切响应，这使我们能够确定基础摩擦如何影响剪切堵塞。研究结果表明，改变基础摩擦力可以改变剪切堵塞点，但不能改变剪切堵塞的基本现象。
2014-08-08 cond-mat.soft
Friction of a slider on a granular layer: Non-monotonic thickness dependence and effect of boundary conditions
我们调查的有效摩擦所遇到的质量滑动颗粒层作为床层厚度和边界粗糙度条件的函数。所观察到的摩擦具有最小值的一个小的层数之前，它的增加和饱和到一个值，这取决于滑动表面的粗糙度。我们使用的指数匹配的间隙液体探测的内部运动的颗粒与荧光成像的制度，液体上测得的摩擦没有显着的影响。作为深度的函数得到的剪切剖面示出减少在滑动表面附近的滑移作为层厚度的增加。我们建议，摩擦取决于相对于滑动面的晶粒约束的程度。
2005-12-22 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
Impact of friction and grain shape on the morphology of sheared granular media
本研究通过模拟或分析非球形颗粒在剪切下的行为，揭示摩擦、长径比和初始堆积如何共同决定稳态排列、密度以及剪切带内自发堆起或凹陷的形成。
2025-02-19 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
Drag force scaling for penetration into granular media
冲击动力学测量的球形和圆柱形的许多不同密度的弹丸落在各种非粘性颗粒介质。结果进行了分析的总阻止力的惯性和摩擦阻力的贡献的材料相关的缩放。惯性阻力的大小与流体中的相似，只是它取决于内摩擦系数。摩擦阻力与颗粒介质和弹丸密度的平方根成正比，因此不能用颗粒静水压力和库仑摩擦定律的组合来解释。综合结果为先前观察到的穿透深度缩放提供了解释。
2013-05-16 cond-mat.soft
Vibration can enhance stick-slip behavior for granular friction
我们实验研究了二维滑块在由光弹性圆盘组成的颗粒衬底上缓慢拖动时的摩擦行为。滑块在平行于滑动的方向上以0至30 Hz的频率振动。施加的振动具有恒定的峰值加速度，这导致恒定的平均摩擦水平。令人惊讶的是，我们发现，粘滑行为，其中应力慢慢建立，并在间歇性的滑动释放，增强振动的频率增加。我们的研究结果表明，增加振动频率可能有助于将许多较小的重排组合成更少，但更大的雪崩式滑移，这是颗粒系统特有的机制。我们还研究了自仿射特性的力曲线随频率的变化，我们发现这种解释的额外支持。
2018-12-16 cond-mat.soft
Friction and the oscillatory motion of granular flows
本文报道了可蚀床面上二维颗粒流的数值模拟。广泛的目的是调查是否简单的流动模型颗粒物质表现出自发的振荡运动在一般的流动条件下，在这种情况下，颗粒之间的接触的摩擦性能是否可能影响这种振荡运动的存在或特性。不同系列的模拟分析表明，流动发展的振荡运动与一个明确定义的频率增加像速度的平方根的倒数。我们表明，振荡本质上是一种表面现象。振荡的振幅是较高的较低的体积分数，因此可以与流速和颗粒摩擦性能。对模拟单元的周期性几何形状的影响的研究显示没有显著的影响。这些结果进行了讨论，在声波砂。
2012-11-26 cond-mat.soft
Evolution of dynamical facilitation approaching the granular glass transition
我们调查的一个致密的单层的双分散珠的松弛动力学通过分析先前在流化床中获得的实验数据。我们表明，动态形成的基本弛豫事件称为笼跳跃。它们在很短的时间内聚集成簇。增加包装分数使集群的时空组织从一个相当分散和随机的分布演变成一个稀疏的和大的事件，称为雪崩的集合。雪崩过程是动力学易化的一种表现。随着密度的变化，其演化的研究表明，动力学促进变得不那么保守，并发挥较小的作用，接近颗粒玻璃化转变的结构弛豫。
2009-12-02 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
Avalanches can increase stored energy in a granular fault
Université Lyon 1-CNRS, Institut Lumière Matière（里昂第一大学-法国国家科学研究中心，光与物质研究所）
本文通过同步测量发现，颗粒断层中的雪崩可同时导致膨胀和弹性储能增加，表明雪崩能将应力重分布至更高载荷构型，对断层物理有重要意义。
2026-09-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.geo-ph
Intruder in a two-dimensional granular system: Effects of dynamic and static basal friction on stick-slip and clogging dynamics
我们讨论了入侵者被弹簧拉过二维颗粒系统的模拟结果，使用的模型旨在深入了解Kozlowski等人描述的实验结果[Phys. Rev. E，100，032905（2019）]。在先前的研究中，观察到颗粒与基底之间存在基底摩擦，从而将入侵者的动力学从堵塞改变为粘滑。在这里，我们首先表明，我们的模拟结果与实验数据非常吻合的各种实验可访问的摩擦系数管理粒子相互作用和边界。然后，我们使用模拟来探索更广泛的参数空间，重点是粒子和基底之间的摩擦。我们考虑了一系列的静态和动态的基础摩擦系数，这是很难在实验中顺利变化。模拟结果表明，动态摩擦强烈影响粘滑行为时，系数降低到0.1以下，而静摩擦只起着边缘作用的入侵者动态。
2019-10-15 cond-mat.soft
Active Microrheology of Driven Granular Particles
当以恒定力$F_{ex}$拉动被驱动颗粒流体中的颗粒时，探针颗粒接近稳态平均速度$v$。该速度和相应的摩擦系数的探头$ζ=F_{ex}/v$内获得的模式耦合理论的示意性模型，并从事件驱动的模拟结果进行比较。对于小的和中等的阻力，该模型成功地描述了模拟结果的线性以及非线性区域：小阻力的线性响应制度（恒定摩擦）其次是剪切稀化（减少摩擦）的中等力。对于大的力量，该模型表明，随后增加的摩擦与数据的定性一致。在[Fiege等人，Granular Matter $\boldsymbol{14}$，247（2012）]通过简单的动力学理论解释。
2013-12-23 cond-mat.soft
Fragility and hysteretic creep in frictional granular jamming
在颗粒温度为零的准静态单轴压缩条件下，对二维摩擦双分散圆盘系统中的颗粒堵塞转变进行了实验研究。目前公认的结果表明，堵塞过渡发生在一个关键的包装分数$ϕ_c$。相比之下，我们观察到的第一个压缩循环表现出{ \it脆性} -亚稳态配置与同时堵塞和未堵塞的集群-在一个小的间隔在包装分数（$ϕ_1 < ϕ< ϕ_2$）。脆弱状态将定义$ϕ_c$的两个条件分开，其中压力的指数上升开始于$ϕ_1$，而盘位移的指数下降结束于$ϕ_2$。结果解释通过渗流机制的压力接触，集群的增长表现出很强的空间相关性与磁盘位移。用不同弹性模量$E$和摩擦系数$μ$的几种圆盘材料进行的测量表明，摩擦直接控制脆性状态的开始，但间接控制指数斜率。此外，我们实验证实了最近的预测有关的依赖$ϕ_c$的$μ$。在重复加载（压缩）下，系统在压力方面表现出滞后，并且起始$ϕ_c$随着重复次数缓慢增加。这种摩擦引起的滞后蠕变被解释为颗粒包的演变从一个亚稳态的最终结构稳定的配置。它示出依赖于准静态步长$Δϕ$，它提供了唯一的扰动机制，在实验方案中，和摩擦系数$μ$，其作用是稳定的包。
2012-07-17 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
Effect of Shape and Friction on the Packing and Flow of Granular Materials
采用离散元模拟方法研究了非球面摩擦颗粒的堆积和流动。粒子是超级球，形状为$|x|^{s}+|y|^{s}+|z|^{s} = 1$，从球形（$s=2$）到立方体（$s=\infty$）不等，用双球模型构造。无论是包装分数，$ϕ$，和配位数，$z$，单调减少与微观摩擦$μ$，对于所有的形状。然而，这种减少是更大的$s$由于减少的摩擦增加的面-面接触的分数更显着。对于流动的颗粒，动态摩擦$\tildeμ$ -剪切应力与法向应力之比-取决于形状、微观摩擦和惯性数$I.$。对于所有形状，$\tildeμ$从其准静态值$\tildeμ_0$增长为$(\tildeμ-\tildeμ_0) = dI^α,$，对于有摩擦和无摩擦形状具有不同的普遍行为。对于无摩擦形状，指数$α\approx 0.5$和前因子$d \approx 5\tildeμ_0$，而对于摩擦形状$α\approx 1$和$d$仅略有变化。计算结果表明，所得到的流动指数具有普适性，且对所有形状都是一致的。
2018-10-31 cond-mat.soft
Sponge-like rigid structures in frictional granular packings
我们展示了如何刚性出现在剪切摩擦颗粒材料的实验中使用的两种方法识别刚性结构的推广。这两种方法，基于力的动态矩阵和基于拓扑的刚性渗流，同意彼此和识别类似的刚性结构。当系统堵塞时，在接触数为$z=2.4\pm 0.1$时，出现了一个刚性骨架，其中散布着各种尺寸的松软颗粒填充孔，形成了海绵状形态。我们还发现，刚性结构内的压力总是超过刚性结构外的压力，即骨干是承重的。这些研究结果表明，有必要超越平均场论，捕捉物理的摩擦堵塞，也表明，机械稳定性产生通过拱形结构和铰链在中尺度。
2020-05-31 cond-mat.soft
Stress Correlations in Frictional Granular Media
本文研究了在摩擦颗粒填料中，应力自相关矩阵是否象弹性格林函数那样，表现出长程各向异性的贡献。我们发现，在一个标准模型的摩擦颗粒填料，这是不是这种情况。我们证明相当一般的机械平衡和材料各向同性约束的应力自相关矩阵完全由两个空间各向同性的功能：压力和扭矩的自相关性。压力和扭矩波动分别是正常的和超均匀的力量的应力自相关衰减的弹性格林函数。由于我们发现扭矩波动是超均匀的，罪魁祸首是压力，其波动作为系统大小的函数比正常情况下衰减得更慢。研究这些异常的压力波动的原因，我们发现，异常的相关性已经建立在压缩的稀系统堵塞之前。一旦受到干扰，这些相关性就会冻结。对于一般的摩擦物质来说，这是否是真的，或者这是模型性质的结果，这是一个必须等待实验检验和可能的替代模型的问题。
2020-08-29 cond-mat.soft
Slip avalanches in metallic glasses and granular matter reveal universal dynamics
材料变形的普适性是非常有趣的：如果存在普适的标度关系，它将以一种与材料无关的方式弥合从微观变形到宏观响应的差距。虽然变形纳米柱，大块金属玻璃和颗粒材料的力统计与平均场预测最近的协议支持普遍的标度关系的想法，在这里，我们第一次证明，普遍性超出了统计，并适用于滑移动力学。通过严格比较两个非常不同的系统，大块金属玻璃和粒状材料的统计和动力学的力量波动，我们清楚地建立了一个材料独立的普遍制度的变形。我们通过实验验证了预测的普遍尺度函数的时间演化的个人雪崩，并表明，无论是滑移统计和动力学是普遍的，即独立的尺度和细节的材料结构和相互作用。这些结果是重要的跨尺度和材料结构的实验结果在一个单一的变形理论。
2016-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Depth and slip ratio dependencies of friction for a sphere rolling on a granular slope
The University of Osaka（大阪大学）；Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
研究通过实验揭示了球体在颗粒斜坡滚动时，摩擦力与下沉深度和滑动比的依赖关系，发现有效摩擦系数随斜坡角度和滑动比变化而变化。
2026-03-11 cond-mat.soft
Dry Friction Avalanches: Experiment and Robin Hood model
本文提出的实验证据和理论模型支持干摩擦粘滑是由自组织临界性。我们使用的数据，获得与销盘摩擦计设置测量横向力检查的摩擦力的变化作为时间的函数。我们研究铝和钢的名义上平坦的表面。力跃变的概率分布遵循指数$μ$在2.2 - 5.4范围内的幂律。频率功率谱遵循$1/{f^α}$模式，其中$α$在1 - 2.6的范围内。此外，我们提出了一个解释的基础上的自组织临界性的罗宾汉模型的干摩擦实验中观察到的这些幂律。我们将这些幂律的指数值与罗宾汉模型的临界指数$D$和$ν$联系起来。此外，我们数值求解的运动方程的一块拉弹簧，并表明，在某些弹性常数值的运动是由相同的功率定律的频谱在实验中的特点。我们提出了一个物理图片有关的波动力的微观几何形状的表面。
2005-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Piling and avalanches of magnetized particles
我们进行了计算机模拟的基础上的二维离散元方法来研究颗粒系统的磁化球形颗粒。我们测量了粒子堆的休止角和表面粗糙度，并研究了磁化对雪崩的影响。我们报告的线性依赖性的休止角和表面粗糙度的磁偶极子相互作用和引力（\emph{interparticle force ratio}）的比例$f$。在小的和大的粒子间力比下，雪崩的形成是不同的。转换在$f_c \approx 7$。对于$f < f_c$，形成雪崩的颗粒以准连续颗粒流（\emph{granular regime}）离开系统，而对于$f > f_c$，雪崩由长颗粒团（\emph{correlated regime}）形成。过渡并不明显。我们给出合理的估计$f_c$的稳定性标准的基础上。
2004-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamics of a grain-scale intruder in a two-dimensional granular medium with and without basal friction
我们报告了一系列的实验中，一个颗粒大小的入侵者被推通过一个2D的颗粒状材料组成的光弹性盘在库埃特几何弹簧。我们研究了入侵者的动力学作为两种类型的支持基板的包装分数的函数：摩擦玻璃板和一层水的基础摩擦力可以忽略不计。我们观察到两个动态的制度：间歇流，入侵者自由移动的大部分时间，但偶尔会卡住，粘滑动力学，入侵者通过一系列不同的，快速的事件。当基底摩擦存在时，我们观察到两个制度之间的平滑交叉作为填充分数的函数，并且我们发现，降低颗粒间摩擦系数会导致粘滑制度向更高的填充分数转移。当基础摩擦被消除，我们观察到间歇性流动在所有可访问的包装分数。对于所有的情况下，我们提出的统计结果的坚持事件，入侵者的速度，并施加在入侵者的颗粒的力量。我们的研究结果表明，在高包装分数的基础摩擦的定性的重要性，并建议入侵者之间的动态静态材料和堵塞动态颗粒流的连接。
2019-10-08 cond-mat.soft
Deformation of a rotated granular pile governed by body-force-dependent friction
尽管颗粒摩擦力的重力依赖性对于理解各种自然现象至关重要，但其精确表征是困难的。我们提出了一种方法来表征颗粒摩擦在各种重力（体力）条件下控制的离心力，具体来说，旋转颗粒堆的变形进行了测量。为了理解这桩观测到的非平凡变形的力学机制，我们引入了一个考虑局部力平衡的分析模型。实验数据和理论模型之间的良好一致性表明，变形简单地由净体积力（重力和离心力之和）和摩擦角。从实验结果中精确地测量了颗粒摩擦力的体力依赖性。结果表明，颗粒形状影响颗粒摩擦力的体力依赖程度。
2021-12-05 astro-ph.EP cond-mat.soft
