Study of the Fracturing Behavior of Thermoset Polymer Nanocomposites via Cohesive Zone Modeling
本工作提出了聚合物纳米复合材料的断裂行为的调查。为此，该研究利用了大量的断裂试验的分析，从文献中严格调查的非线性断裂过程区（FPZ）的影响的目标。它示出，对于大多数的断裂测试的非线性FPZ的影响是不可忽略的，导致显着的偏离线弹性断裂力学（LEFM）有时超过150%，这取决于试样的尺寸和纳米填料含量。为了更深入地了解FPZ的特性，利用内聚区模型分析了几何比例的单边缺口弯曲（SENB）试样的断裂试验。发现FPZ不能忽略，双线性内聚裂纹定律通常提供了与实验数据的最佳匹配。
2018-09-03 cond-mat.soft physics.app-ph
Viscosity of Cohesive Granular Flows
粘性颗粒材料，如湿沙、雪和粉末，可以像粘性液体一样流动。然而，在这样的非热颗粒流体的动量输运的基本机制是难以捉摸的。其结果是，现有的模型内聚颗粒粘度仍然是唯象的和有争议的。在这里，我们使用离散元模拟平面剪切流来测量粘性颗粒材料的粘度，同时调整颗粒间粘附的强度。我们建立了两个粘附相关的，无量纲的数字控制其粘度。这些数值将断开键所需的力和能量与流中的特征应力和动能进行比较。这推进了普遍接受的观点，即只有一个无量纲数可以控制粘附的效果。由此产生的标度律捕捉强，非牛顿的粘度变化，统一了几个现有的粘度模型。然后，我们直接将这些粘度变化与流动微观结构和接触网络中的粘附诱导的修改联系起来。这一分析揭示了存在两种模式的动量传输，涉及颗粒微加速度或平衡的接触力，并表明粘附只影响后者。这推进了我们对颗粒材料和其他软材料（如乳液和悬浮液）的流变模型的理解，这些模型也可能涉及颗粒间的粘附力。
2020-10-07 cond-mat.soft
Frictional weakening induced by cohesion: the numerical case of cohesive granular failures
数值模拟了大范围内粘性颗粒在重力作用下的二维粘性颗粒台阶的破坏。通过对颗粒累积位移的研究，定义了一个位移阈值，建立了一个合理的破坏特征判据。我们能够及时定位故障，并确定不稳定的不同阶段。我们发现，故障的发生延迟增加凝聚力，但其持续时间变得更短。确定一个较窄的位移区间，出现一个明确的剪切带，揭示了破坏的发生。解决的平衡失败的块，我们能够成功地预测之间的依赖关系的失败角和凝聚力，从而揭示了两个不同的摩擦行为：而摩擦保持不变，在小凝聚力，它显着降低与凝聚力在较大的凝聚力。因此，结果揭示了两个制度的行为粘性颗粒物质的凝聚力强度取决于，揭示了凝聚力引起的弱化机制。
2022-03-31 cond-mat.soft
Hydrodynamic instabilities in shear flows of cohesive granular particles
University of Twente（特温特大学）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）
本文通过扩展动态范德瓦尔斯模型，研究了粘性颗粒流在平面剪切下的流体不稳定性，发现密度不均匀结构由体积分数、剪切速率和非弹性决定。
2015-05-15 cond-mat.soft
Wet granular bed eroded by a dry granular flow
LMGC, University of Montpellier, CNRS, France（蒙彼利埃大学）；Geo-Ocean, Univ. Brest, CNRS, IFREMER, Plouzané, France（布雷斯特大学）
研究通过DEM模拟揭示了湿润颗粒床在干燥颗粒流侵蚀下的两种侵蚀模式，并提出了基于惯性数和粘性指数的快速侵蚀缩放定律。
2026-02-23 cond-mat.soft
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
Measuring and upscaling micromechanical interactions in a cohesive granular material
无序非均匀介质的力学性质一般取决于多个长度尺度之间的复杂相互作用。因此，在这种材料中，将局部相互作用与宏观可观测量（如刚度或断裂）联系起来是一个挑战。在这里，我们研究了由软聚合物桥连在一起的玻璃珠组成的粘性颗粒材料的性质。我们使用基于柔性微量移液器偏转的装置，研究了单桥在牵引和剪切作用下的机械响应。这些测量，以及来自颗粒填料的X射线显微照片的信息，然后通知大规模离散元模型（DEM）模拟。虽然简单，但这些模拟在各个方面都受到经验测量的约束，并准确预测骨料的机械响应，包括其压缩失效的细节，以及材料的刚度如何取决于其部件的刚度和几何形状。通过演示如何准确地将微观信息与宏观性质联系起来，这些结果为预测复杂无序材料（如多孔岩石、雪或泡沫）的行为提供了新的视角。
2021-03-25 cond-mat.soft
Structural aging of a cohesive and amorphous granular solid under cyclic loading
University of Michigan（密歇根大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
研究了在循环加载下，cohesive 和 amorphous 颗粒固体的结构老化现象，发现其强度和刚度提高但延展性降低，并表现出应力超量等不同特征。
2026-03-09 cond-mat.soft
Kinetic theory for dilute cohesive granular gases with a square well potential
本文发展了稀薄粘性颗粒气体的动力学理论，其中吸引部分用方势阱描述。从动力学理论出发，导出了流体动力学方程，并给出了耗散率和输运系数的微观表达式。我们检查我们的理论的有效性进行直接模拟蒙特卡罗。
2016-05-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Extracting Contact Forces in Cohesive Granular Ensembles
Indian Institute of Science（印度科学研究所）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
本文提出一种新方法，通过扩展PeGS软件，解决颗粒间粘性力区分问题，用于研究粘性颗粒材料的微观力学。
2025-07-01 cond-mat.soft
Reduction of the bulk modulus with polydispersity in non-cohesive granular solids
本研究通过二维分子动力学模拟发现，颗粒多分散性增加会降低无粘性颗粒固体的体积模量，其机制是力网络各向异性增强及小颗粒支撑减弱。
2018-02-16 cond-mat.soft
The effects of interparticle cohesion on the collapse of granular columns
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（巴黎综合理工学院，巴黎理工学院）
本文通过湿颗粒与聚合物涂层颗粒的自重坍塌实验，对比不同黏聚力来源对圆柱、矩形颗粒柱坍塌的影响，提出可统一刻画黏聚力效应的无量纲数与表征框架。
2024-02-11 cond-mat.soft
Pattern dynamics of cohesive granular particles under a plane shear
本文对粘性颗粒在平面剪切作用下的三维运动进行了分子动力学模拟。模拟结果表明，当颗粒温度达到临界温度后，颗粒温度突然下降到零，特征时间$t_{\rm cl}$近似表示为$t_{\rm cl} \propto (ζ-ζ_{\rm cr})^{-β}$，耗散率为$ζ$，临界耗散率为$ζ_{\rm cr}$，指数为$β\simeq 0.8$ .我们还发现，存在着各种类型的集群依赖于初始密度和耗散率。
2012-11-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Force distribution in a scalar model for non-cohesive granular material
我们研究了一个标量晶格模型的静态，非粘性，粒状材料的晶粒间的力量，获得两个主要结果。(i)作为总应变的函数的施加的应力显示出具有非平凡指数的幂律依赖性，其还随系统几何形状而变化。(ii)单个颗粒上的力的概率分布在压缩的所有阶段都呈高斯分布，没有显示指数尾的证据。关于这两个结果，我们确定相关性负责偏离先前提出的理论。
1998-10-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The path to fracture in granular flows: dynamics of contact networks
捕捉中等长度尺度的颗粒流的动力学往往是困难的。我们建议研究接触网络的动力学作为一种新的工具，在中间尺度上研究断裂。使用实验的三维流场与粒子尺度的分辨率，我们计算的时间演变的断链网络，并发现，这个网络的一个巨大的组成部分形成的剪切施加到这个系统。我们实现了一个模型的链接断裂的链接断裂的概率是成比例的纵向应变（伸长率）的平均速率在边缘的方向，并发现该模型表现出定性的协议与数据时，研究发病的巨人组成部分。然而，我们注意到，在模型中形成的断链网络比我们的实验观察结果更少聚集，这表明该模型反映了较少的局部断裂事件，并且没有完全捕获颗粒流的动态。
2011-06-27 cond-mat.soft
Softening induced instability of a stretched cohesive granular layer
我们报告的蜂窝图案，自发地形成在表面的一个薄层的粘性颗粒状材料提交面内拉伸。我们提出了一个简单的模型，其中负责的不稳定性的机制是“应变软化”以上的典型应变的潮湿颗粒材料所表现出的。我们的分析表明，这种类型的不稳定性应观察到在任何系统呈现负应力应变扰动的敏感性。
2010-10-23 cond-mat.soft physics.class-ph physics.geo-ph
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
Dynamic fracture of a bicontinuously nanostructured copolymer: A deep-learning analysis of big-data-generating experiment
Brown University（布朗大学）
在这里，我们报告了详细的动态内聚性能（DCP）的测量，超越了双连续纳米结构共聚物聚脲在极端加载速率下的动态断裂韧性，来自动态大数据生成实验的深度学习分析。本文首先介绍了一种新的动态线像剪切干涉仪（DL-ISI），它利用条纹相机记录样品后表面沿一条直线的位移梯度-时间曲线的光学条纹。该系统使我们能够在平板冲击实验中检测裂纹的萌生和扩展过程。然后，我们提出了一个基于卷积神经网络（CNN）的深度学习框架，通过广泛的有限元模拟进行训练，从DL-ISI条纹图像中反向确定准确的DCP。对于测量，板冲击实验进行了一组样品与中平面裂纹。首先采用条件生成对抗网络（cGAN）利用记录的部分DL-ISI条纹重建缺失的DL-ISI条纹。然后，将CNN和相关方法应用于完全重建的条纹，以获得动态断裂韧性，12.1kJ/m^2，内聚强度，302 MPa，最大内聚分离，80.5 μ m，分别在0.4%，2.7%和2.2%的差异内。首次通过DL-ISI利用预先训练的CNN和cGAN重建数据集的相关性分析成功获得了聚脲的DCP。动态内聚强度被发现是近三倍高于动态故障启动强度。高的动态断裂韧性被认为是源于高的动态内聚强度和动态内聚分离的高延性。
2022-03-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cs.LG
Fracturing-induced fluidization of vibrated fine-powder column
我们实验研究了垂直振动对由直径为5微米的玻璃珠组成的细粘性粉末的脆性行为的影响。这是一个尝试，以了解振动的流化Geldart的C组粉末，这是已知的，而流化困难的唯一作用。我们发现，粘性粉末柱可以压实，破碎，并通过增加外部振动的强度有效地流化。振动诱导断裂的过程总结在一个完整的实验相图中，显示振动粉末柱的四个不同阶段：固结（CS），静态断裂（SF），动态断裂（DF），对流断裂（CF）。我们发现，分离的边界固结和破裂区取决于无量纲的震动强度，S。然而，在DF制度，解压缩波的传播速度归一化到引力速度被发现是独立的S。为了达到C组粉末有效流化的最终目标，我们探索了容器形状，尺寸和基础条件等几何参数。我们发现，圆柱与半球形的基础条件是最有效的容器，以实现有效的流化时，振动的C组粉末。
2023-03-08 cond-mat.soft
From liquid to solid bonding in cohesive granular media
本文研究了颗粒填料在干燥过程中从液态粘结到固态粘结的转变。颗粒最初被液体盐水润湿，并且通过毛细力确保填料的凝聚力，但溶质的结晶将液体键转变为部分粘合的键。通过以规律的时间间隔测量样品的抗压强度，实验证明了这种转变。实验结果表明：1）在达到临界饱和度之前，没有固体键形成，粘聚力几乎保持不变：2）胶结作用开始于表面，前缘向样品中心扩展，粘聚力呈非线性增加; 3）当胶结前锋到达试样中心时，所有胶结物都部分胶结，但由于胶结物的固结，粘聚力迅速增加。我们引入了一个模型的基础上的参数凝聚力法在债券和债券结晶参数。该模型正确地预测了相变以及微观和宏观凝聚力之间的关系。
2010-02-26 cond-mat.soft
Dilatancy-induced surface deformation in dense cohesive granular media
Institute for Multiscale Simulation, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学多尺度模拟研究所）
研究了密实黏性颗粒介质中由膨胀引起的表面变形，发现等效波恩数是关键控制参数，高剪切速率下惯性效应减弱表面变形。
2026-01-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Simulation of pattern dynamics of cohesive granular particles under a plane shear
对粘性颗粒在平面剪切下的运动进行了三维分子动力学模拟。从模拟中，我们发现在稳定状态下存在三个不同的相：（I）均匀的剪切相，（II）剪切带和气体区域的共存相和（III）晶体相。我们还发现（II）和（III）之间的临界线近似地表示为$ζ\propto \exp(β\dotγL_y)$，其中$ζ$，$β$，$\dotγ$，$L_y$分别是耗散率、一个不重要的常数、剪切率和速度梯度方向的系统尺寸。
2012-11-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Experimental models for cohesive granular materials: a review
本文综述了黏性颗粒材料的实验模型，探讨了控制颗粒间粘附的方法及其在颗粒和总体力学研究中的应用。
2025-01-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.geo-ph
Role of cohesion in the formation of kink wave fronts in vibrofluidized granular materials
数值研究了准二维颗粒系统中扭结波阵面的形成，着重研究了单个颗粒之间的凝聚相互作用。基于最近提出的一种分析模型，通过调整速度相关的恢复恢复系数来实现粘性颗粒-颗粒相互作用。与实验结果的比较表明，阈值为旅行KWF的出现相匹配的制度，其中的颗粒层的质心高度波动的周期，振动周期的三倍。干颗粒动力学和湿颗粒动力学之间的进一步比较表明，KWF是更明显的湿颗粒层，因为增强集体运动引起的凝聚力。
2022-04-20 cond-mat.soft
Crushing, Comminution and Fracture: Extreme Particle Deformation in Three-Dimensional Granular Aggregates
提出基于近场动力学的三维计算框架，模拟脆性颗粒集合体的变形与断裂，揭示微观结构对宏观强度的影响并验证多尺度建模的可行性。
2025-07-15 cond-mat.soft
Low density fragile states in cohesive powders
我们讨论了粘性和非粘性颗粒介质的背景下，最近的报告“干流沙的区别。“具有干流沙性质的弱低密度态很容易在普通家用粉末中形成。相反，这种状态不能形成在无粘性的粒状介质，如普通的沙子。
2005-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Density profiles of loose and collapsed cohesive granular structures generated by ballistic deposition
利用接触动力学，在微观基础上研究了由有效的cohesion内聚力稳定的松散颗粒结构。研究了颗粒的Bond数对重力弹道沉积过程中堆积物密度分布和生成过程的影响。内部压实发生不连续的小雪崩，我们研究它们的大小分布。我们还开发了一个模型，解释最终的密度分布的基础上洞察下的键数变化的包装崩溃。
2011-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-stresses and Crack Formation by Particle Swelling in Cohesive Granular Media
我们提出了一个分子动力学研究的力模式，拉伸强度和裂纹形成的粘性颗粒模型中的颗粒进行膨胀或收缩梯度。不均匀的颗粒尺寸变化产生自平衡力，一旦最强的拉伸接触开始失效，就会导致裂纹萌生。我们发现，粗粒度的应力是正确的弹性模型，将颗粒尺寸的变化作为度量演化预测。由于颗粒介质中的力传递不均匀，其抗拉强度远低于理论强度。裂纹在收缩时从边缘向内扩展，在膨胀时从中心向外扩展。
2004-10-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.class-ph
Bond-number-controlled durability of cohesive granular materials under repeated vibration
Tokyo Metropolitan University（东京都立大学）
通过混合黏性与非黏性颗粒控制键数，发现失效循环次数随混合比平方指数增长，而杨氏模量几乎不变，表明键数是耐久性的关键控制参数。
2026-09-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A cohesive granular material with tunable elasticity
通过将玻璃珠与可固化聚合物混合，我们创建了一种定义明确的粘性颗粒介质，通过固化并因此具有弹性的毛细管桥保持在一起。该材料具有类似于珠粒的湿堆积的几何形状，但是具有对将颗粒保持在一起的键的弹性的额外控制。我们表明，它的机械响应可以通过调整桥的大小和刚度，以及颗粒的大小在几个数量级上变化。我们还研究了其无侧限单轴压缩下的破坏机制结合原位x射线显微层析成像。我们表明，一个广泛的线弹性制度结束在一个极限应变约8%，无论团聚体的刚度，这对应于剪切破坏的开始。微调这种简单材料的刚度、尺寸和形状的可能性使其成为研究多孔岩石破裂、地震学或粘性多孔介质中的根生长等问题的理想模型系统。
2016-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Capillary-like Fluctuations of a Solid-Liquid Interface in a Non-Cohesive Granular System
非粘性颗粒物质最显著的集体运动之一是在一定条件下的成团。特别地，当单分散非粘性颗粒的准二维单层垂直振动时，当驱动振幅超过临界值时，发生固体-液体样转变。在这里，颗粒聚集的物理机制依赖于由颗粒碰撞介导的强相互作用，而不是颗粒-颗粒cohesion内聚力。平均而言，固体团簇类似于水滴，具有引人注目的圆形形状。我们实验研究了粗粒固液界面的涨落，通过傅立叶空间中的静态和动态关联函数来表征。这些波动被证明是很好地描述了毛细波理论，这使我们能够测量的固体-液体界面表面张力和流动性，一旦颗粒的“热”动能是确定的。尽管该系统是强烈的不平衡，颗粒温度是不均匀的，有能量均分在固液界面，一个相对较大的范围内的角波数。此外，表面张力和迁移率都与考虑特征能量、长度和时间尺度的简单数量级估计一致，这与原子系统的情况非常相似。请在这里找到本文的补充材料：arXiv：1304.2646
2013-04-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Cohesion-induced hysteresis and breakdown of marginal stability in jammed granular materials
Institute of Science and Engineering, Shimane University（岛根大学理工学研究科）；Department of Applied Physics, Tokyo University of Science（东京理科大学应用物理系）；Graduate School of Arts and Sciences, The University of Tokyo（东京大学大学院人文社会系研究科）
研究黏性颗粒材料在压缩和卸载时剪切模量的滞后效应及临界稳定性破坏，揭示压力非唯一状态变量及黏性相互作用对稳定性的影响。
2026-04-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Angle of repose and segregation in cohesive granular matter
本文研究了流体对筒仓内颗粒物料的休止角和离析的影响。实验在两个方案中进行，其中：（i）流体的体积分数小，并且其在颗粒之间形成液体桥，以及（ii）颗粒完全浸没在流体中。通过透明玻璃侧壁对准二维筒仓内形成的堆进行成像，获得数据。在第一系列的实验中，观察到的休止角急剧增加的流体的体积分数，然后饱和的值，这取决于颗粒的大小。我们系统地研究了粘度的影响，通过使用水-甘油混合物改变它超过至少三个数量级，同时保持表面张力几乎恒定。除表面张力外，还观察到流体的粘度对休止角和偏析程度有影响。在双分散颗粒的情况下，根据颗粒的尺寸比和流体的粘度，观察到偏析减少并最终饱和。急剧的初始变化和随后的饱和程度的偏析和休止角发生在类似的体积分数的流体。在第二系列实验中，将颗粒倒入充满液体的容器中。虽然静止角被观察到是不变的，偏析被观察到减少在流体的粘度的增加。
2001-06-27 cond-mat.soft
Unsaturated wet granular flows over a rough incline: frictional and cohesive rheology
在自然界或工业中遇到的多相流表现出非平凡的流变特性，由于模型材料和适当的流变仪，可以更好地理解。在这里，我们使用模型不饱和颗粒材料：组件的摩擦球形颗粒结合了少量的润湿液体，在一个粗糙的斜面。我们的结果表明，稳定的均匀流动的参数范围很广（倾角和质量流率）。基于莫尔-库仑屈服准则的理论模型扩展到惯性流：$τ$ = $τ$ c + $μ$（I）P，其中$τ$ c和$μ$（I）分别是内聚应力和内摩擦系数，只有当人们认为干样品和湿样品具有通常由所描述的直接不同的内摩擦时，才能给出与实验测量定量一致的预测，称为$μ$（I）-流变学。结合颗粒的液桥不仅诱导凝聚力，而且改变湿组件的内摩擦。
2021-06-23 cond-mat.soft physics.class-ph
Slow relaxation behavior of cohesive powders
我们目前的调查结果从单轴（oedometric）压缩试验两个粘性工业相关的颗粒材料（可可粉和石灰石粉）。实验结果的压缩性，测试与两个设备-FT 4粉末流变仪和定制的流变仪。我们专注于应力响应和缓慢松弛行为的粘性样品测试。压缩结束后，在恒定的体积，正在进行的应力松弛被发现遵循幂律一致的粘性粉末和不同的测试设备。提出了一个简单的（增量代数演化）模型的应力松弛在粘性粉末，其中包括一个响应时间尺度以及第二，无量纲松弛参数。所报道的意见是有用的离散元模拟和本构宏观模型的粘性颗粒材料的改进。
2014-10-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crossover from viscous fingering to fracturing in cohesive wet granular media: a photoporomechanics study
本研究应用光孔隙力学方法，揭示了内聚湿颗粒介质中流体注入引发的变形与断裂机制，发现并阐明了粘性指进与断裂两种模式间的竞争与交叉现象。
2023-09-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Rheology and microstructure of unsaturated granular materials: Experiments and simulations
当处理非饱和湿颗粒材料时，一个基本问题是：毛管凝聚力对整体流动和屈服行为的影响是什么？我们inwestigate致密流动流变学的非饱和颗粒材料通过实验和离散元模拟均匀，简单的环形剪切流的摩擦，粘性，球形颗粒。
2018-02-27 cond-mat.soft
Granular packings of cohesive elongated particles
我们报告的有效吸引力的二维细长颗粒的包装性能的数值结果。在沉积物中的非粘性棒在2D中，拓扑结构的包装主要是由对齐棒的有序结构的形成占主导地位。细长颗粒倾向于水平排列，应力主要从顶部传递到底部，显示出局部应力的不对称分布。然而，对于粘性颗粒的沉积物，优选的水平取向消失。具有强吸引力的非常细长的颗粒形成极其松散的结构，其特征在于取向分布，当增加键数时，其倾向于均匀的行为。由于这些变化，沉积物中的压力分布发生了质的变化。局部应力的各向同性部分相对于与重力方向有关的偏应力部分显著增强。因此，横向应力传输主要是由增强的无序，并导致更快的压力饱和度与深度。
2011-07-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Cluster-induced deagglomeration in dilute gravity-driven gas-solid flows of cohesive grains
由于簇内颗粒的相对速度降低，通常认为簇会导致粘性颗粒之间的团聚增强。我们对重力驱动的粘性颗粒气固流动的离散粒子模拟显示出相反的趋势，揭示了一种新的机制，我们称之为“团簇诱导的解团聚”。“具体来说，我们研究了相对稀释的气固流，并将凝聚性来源的团聚体与系统中的整体不均匀性隔离开来，即，凝聚起源的聚集体和流体动力起源的簇。我们观察到增强的集群系统的大小增加（是规范的非凝聚力系统），以及减少团聚。减少的附聚被追踪到颗粒在团簇表面处的增加的碰撞冲击速度;即，更高水平的聚集导致聚集区域和非聚集区域之间更大的相对速度，从而作为颗粒温度的附加源。这一物理图像进一步证明了一个理论模型的基础上的生成和破碎率的团聚体之间的平衡。最后，集群诱导的解聚也提供了一个令人惊讶的饱和度的团聚水平在重力驱动的，气固系统的凝聚力水平的增加，而不是单调增加的行为中看到的自由发展或驱动的颗粒系统在没有重力的解释。也就是说，更高的凝聚力导致更多的能量耗散，这与竞争效应有关：增强的凝聚和增强的集群，后者导致更多的集群诱导的解凝聚。
2018-12-04 cond-mat.soft
Contact angle entropy and macroscopic friction in non-cohesive two dimensional granular packings
本研究通过二维分子动力学模拟，发现非粘性颗粒堆积的宏观摩擦可由接触角熵描述，且极限循环下摩擦对多分散性不敏感。
2017-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Simple Model for Wet Granular Materials with Liquid Clusters
我们提出了一个简单的湿颗粒介质的唯象模型，考虑到许多粒子通过液体在绳状状态下的相互作用，以及两个身体的cohesion内聚力的液体桥在摆动状态。在含液量较低的湿颗粒介质中，液体在接触点处形成桥，由于表面张力的作用而产生两体cohesion内聚力。随着液相含量的增加，一些液桥合并，并且两个以上的颗粒通过单个液团相互作用。在我们的模型中，cohesion内聚力作用在由液-气界面连接的颗粒之间。随着液体含量的增加，通过液体相互作用的颗粒的数量增加，但是当形成液体团簇时，液-气界面可能减少。由于这种竞争，我们的模型表明，剪切应力有一个最大值作为液体含量的函数。
2009-11-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Predicting Fracture Energies and Crack-Tip Fields of Soft Tough Materials
包括弹性体和凝胶的软材料在生物系统和技术应用中普遍存在。尽管已知软材料的固有断裂能相对较低，但对固有断裂能如何与工艺区中的机械耗散协作以赋予软材料高断裂韧性还不很清楚。此外，软韧材料的断裂能和裂尖应变场的预测也是一个挑战。在这里，我们报告了一个缩放理论，占内在的断裂能和耗散的增韧软材料的协同效应。然后，我们开发了一个耦合的粘性区和Mullins效应模型能够定量预测断裂能的软韧性材料和大变形下的软材料裂纹尖端周围的应变场。通过软韧材料大变形断裂实验，定量验证了理论和模型的正确性。提出了一种通用的韧化图，可用于指导新型软韧材料的设计。
2015-06-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Internal and surface waves in vibrofluidized granular materials: Role of cohesion
采用数值模拟的方法研究了准二维几何结构中振动流化干燥和部分湿润颗粒物料中的波动现象，将单个颗粒视为硬球。通过改变速度相关的恢复恢复系数，模拟了相邻颗粒之间形成液桥所产生的短程内聚相互作用。这种变化有效地抑制了表面波的形成，与以前的实验观察一致。图案创建的差异产生于由于润湿而抑制的动量转移，并且可以从二元影响的分析中定量地理解。
2018-05-18 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
Modeling cavitation and fibrillation in elastomers and adhesives. Part I: Cohesive instability
Cornell University（康奈尔大学）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
本文基于粘合不稳定性提出一种梯度增强连续框架，研究弹性体中气泡形成机制，无需预存缺陷，为后续损伤、断裂和耗散模型提供基础。
2026-03-18 cond-mat.soft
Traction of Interlocking Spikes on a Granular Material
Sedewa（塞德瓦）
本文通过干沙与湿沙现场试验评估不同互锁刺钉设计，证明更大刺钉可可靠贯入颗粒材料并提升拉力/重量比，为低重力环境牵引提供依据。
2023-04-21 cond-mat.soft cs.RO
Acoustic Monitoring of Inelastic Compaction in Porous Granular Materials
本研究通过同步测量超声波速度与声发射，揭示了侧限加载下胶结颗粒材料从内聚到非内聚态转变的非弹性压实机制，发现其宏观延脆性行为由颗粒间胶结的局部过程控制。
2023-10-25 cond-mat.soft
A device for studying elementary plasticity fluctuations in granular media
本文介绍了一种研究颗粒介质断裂前塑性涨落的装置，通过双轴试验和相干光干涉测量，证实离散塑性事件仅依赖于应变而非应变速率。
2024-03-14 cond-mat.soft
Erosion of cohesive grains by an impinging turbulent jet
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
本文研究空气环境中垂直撞击湍流射流对平坦粘性颗粒床的侵蚀，通过粘性可控材料实验，揭示粘性对侵蚀阈值的影响并提出关联喷嘴出口速度与局部粘性希尔兹数的标度律，同时发现粘性改变凹坑形态等过程。
2022-06-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Experiments on Settling of Granular and Cohesive Material in Low Gravity
University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）；German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心）
通过落塔实验模拟不同低重力条件，研究三种颗粒样品的沉降行为，发现体积增大、堆积密度降低，且细颗粒对重力变化最敏感，表明体积变化不仅取决于粒径还与粗糙度和均匀性有关。
2026-05-28 astro-ph.EP astro-ph.IM cond-mat.soft
Effect of cohesion on shear banding in quasi-static granular material
在颗粒技术中，人们普遍认识到，由于颗粒相互作用的特殊性，粘合剂粉末表现出多种不同的本体行为。我们使用离散元模拟研究接触凝聚力对致密粉末在一个缓慢剪切的底部分裂库埃特细胞，这施加了一个广泛的稳定剪切带的稳定状态的影响。cohesion内聚力的强度可以通过{ \em颗粒键数}（$Bo$）来量化，即最大吸引力与由于外部压缩而产生的平均力之间的比率。我们发现，剪切带的现象是几乎独立的凝聚力的键数$Bo<1$，但$Bo \ge 1$ cohesion内聚力开始发挥重要作用，无论是宽度和中心位置的带增加$Bo > 1$。在剪切带内部，平均法向接触力总是与粘聚力无关，仅取决于围压。相反，当分析的行为集中在本地应变率张量的本征方向，依赖于凝聚力显示。沿压缩和拉伸方向的触点所承载的力关于平均力对称（分别较大和较小），而沿第三中性方向的力遵循平均力。力网络的这种各向异性随着内聚力的增加而增加，就像所有方向（压缩，拉伸和中性）的不均匀性一样。
2014-07-11 cond-mat.soft
Programming Active Cohesive Granular Matter with Mechanically Induced Phase Changes
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；Claremont McKenna College（克莱蒙特·麦肯纳学院）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
提出结合自组织粒子理论与无数字计算、少传感的活性黏性颗粒机器人实验，通过机械诱导的吸引相变实现聚集、分散及集体输运杂质。
2021-02-02 cond-mat.soft cs.DC cs.RO
Calibrating a Finite-strain Phase-field Model of Fracture for Bonded Granular Materials with Uncertainty Quantification
University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文提出了一种基于GPU的高性能有限元方法软件Ratel，用于校准粘结颗粒材料的有限变形相场断裂模型，并探讨了制造温度和初始颗粒配置对材料性能的影响。
2025-08-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Stability of freely falling granular streams
一个自由落体流弱凝聚力颗粒建模和分析的帮助下，事件驱动的模拟和连续流体力学。前者示出了流分裂成液滴，液滴的尺寸被测量为内聚能的函数。拉伸流是一维纳维-斯托克斯方程的精确解，对应于应变率，从其初始值γ Dot 0衰减1/t。围绕这个基本状态展开，我们表明，流动在短时间内（gammaDot 0 * t << 1）是稳定的，而在长时间内（gammaDot 0 * t >> 1），所有波长的扰动都会增长。给定波长的增长率取决于波动发生的时刻，因此可观察到的模式可以有很大的变化。
2012-03-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
