Supporting Material for: Capillary-like Fluctuations of a Solid-Liquid Interface in a Non-Cohesive Granular System
在这篇补充论文中，我们提出了一些细节上的固-液界面检测，推导的非平衡自由能，分析的颗粒温度和能量每模式，验证的小斜率近似，描述的Langevin动力学，和误差分析。
2013-04-09 cond-mat.soft
Fracture of a model cohesive granular material
我们实验研究了模型粘性颗粒介质的断裂机制，该介质由固化聚合物桥连接在一起的玻璃珠组成。例如，这种材料的弹性响应可以通过改变聚合物相的交联来控制。在这里，我们表明，它的断裂韧性可以通过调整聚合物桥的刚度和尺寸的数量级进行调整。我们从一系列材料制备下的断裂测试中提取了定义明确的断裂能。发现这种能量与桥的横截面积成线性比例。最后，X射线显微计算机断层扫描显示，裂纹扩展是由位于界面处的每个珠粒的约一个聚合物桥的粘合失效以及失效平面附近的微裂纹驱动的。我们的研究结果提供了洞察这种模型材料的断裂机制，和无序的粘性颗粒介质的力学性能一般。
2016-11-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Computer simulation of model cohesive powders: Plastic consolidation, structural changes and elasticity under isotropic loads
用离散元模拟方法研究了一个简单的二维粘性粉末模型在各向同性载荷作用下的准静态行为。如前所述，在围压P增大的情况下，松散堆积状态发生了重要的结构变化，而固相分数Φ不可逆地大量增加。系统状态经历了三个阶段，塑性固结曲线Φ（P*）的不同形式，在增长的减压下，P* = Pa/F0，由粘附力F0和颗粒直径a定义。在低约束区（I），塑性压缩可以忽略不计，并且结构受组装过程的影响。下一阶段（制度II）是独立的初始条件。孔隙比随log P线性变化，如工程文献中所述。在压实（III）的最后阶段，接近最大固体分数，和无粘性颗粒包的属性检索。在固结条件下，密度相关性的分形范围减小，力模式重组，弹性模量增加了一个大的因素。塑性形变事件对应于网络拓扑中非常小的变化，而密度较高的区域倾向于像刚体一样移动。在松散系统中，弹性性质主要由薄结的弯曲决定。对于生长的RR，这些倾向于减少到颗粒链，其中的折叠，而不是拉伸断裂，控制塑性压实。
2008-10-27 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
The crack pattern of indented cohesive granular media
本文通过准静态圆柱压入实验结合三维X射线显微断层扫描，研究湿颗粒堆的径向裂纹形态，并揭示剪切剪胀与裂纹萌生的关联。
2025-05-16 cond-mat.soft
Where does a cohesive granular heap break?
本文考虑凝聚力对颗粒堆稳定性的影响。我们首先简要回顾文献结果的两个粗糙的颗粒之间的凝聚力，特别是考虑的粘附力的依赖性上的正常负载。然后，我们计算堆的最大稳定角的依赖性作为内聚的函数。我们指出，颗粒间的cohesion内聚力对外部法向载荷的依赖性是确定破坏面局部化的关键。而对于恒定的cohesion内聚力，滑移发生在堆的内部深处，表面破坏获得的正应力的线性依赖的凝聚力。
2003-07-31 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
Extending Granular Resistive Force Theory to Cohesive Powder-scale Media
本文将颗粒阻力理论（RFT）扩展至黏性干燥粉末，通过玉米淀粉侵入实验建立应力函数，预测复杂形状受力并优化抗下沉几何设计。
2024-12-08 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
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
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
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
From Elasticity to Hypoplasticity: Dynamics of Granular Solids
“颗粒弹性”，用于计算静态应力分布在粒状介质中，是广义的，包括缓慢移动，变形颗粒的影响。其结果是一个颗粒固体的流体动力学理论，与土壤力学模型吻合得很好。
2007-06-10 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
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
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
Fracture of granular materials composed of arbitrary grain shapes: A new cohesive interaction model
离散元方法（DEM）是模拟粘性颗粒材料断裂的有用工具。对于这种应用，通常采用简单的颗粒形状（2D中的圆盘，3D中的球体）。然而，处理更一般的颗粒形状允许考虑真实材料中颗粒的自然异质性。我们提出了一个离散的模型，允许模仿接触或非接触颗粒之间的凝聚力，无论它们在2D和3D中的形状。内聚相互作用由放置在相互作用颗粒上的内聚点组成，目的是表示位于颗粒之间的内聚相。接触的情况下，解决根据单边接触和库仑摩擦定律。为了测试所开发的模型，2D单轴压缩模拟进行。数值结果表明，该模型能够模拟宏观行为的骨料颗粒受到轴向压缩，以及断裂的启动和传播。模型和样本参数的影响的研究提供了重要的信息的模型再现各种行为的能力。
2016-07-04 cond-mat.soft
Hydrodynamic Theory of Granular Solids: Permanent, Transient and Granular Elasticity
虽然在静止时完全弹性，但颗粒介质在缓慢剪切时变得瞬时弹性-在此期间弹性能量和应力都松弛。从这个观察出发，我们令人信服地推导出颗粒流体动力学的框架，一组微分方程符合物理学的一般原理，特别是可逆和不可逆热力学。此外，粒状弹性能的表达式进行审查和进一步讨论。
2007-06-10 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
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
Granular Elasticity without the Coulomb Condition
一个独立的弹性理论推导出既占机械屈服和剪切引起的体积屈服。它的两个基本成分是热力学不稳定性和弹性模量对压缩的依赖性。
2003-04-07 cond-mat.soft
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
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
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
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
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
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
Granular Packings: Nonlinear elasticity, sound propagation and collective relaxation dynamics
球形颗粒集合体的各向同性压缩实验表明，剪切模量和体积模量随围压的变化快于Hertz-Mindlin接触弹性有效介质理论（EMT）预测的1/3幂定律。此外，模量之间的比率被发现是由一个恒定的值大于弹性理论的预测。对这些差异的理解一直是颗粒物质领域的一个长期问题。在这里，我们执行的适用性弹性理论的粒状材料的测试。我们进行声传播实验，数值模拟和理论研究，以了解各向同性加载下的变形颗粒软球的弹性响应。我们的结果的行为的弹性模量的系统符合很好的实验。我们表明，弹性部分描述了压缩载荷下的系统的实验和数值结果。然而，它彻底失败的剪切扰动下的系统，特别是填料没有切向力和摩擦。我们的工作表明，一个正确的处理应该不仅包括纯粹的弹性响应，但也集体弛豫机制有关的结构无序和非仿射运动的颗粒。
2005-03-02 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
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
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
2-D Granular Model of Composite Elasticity using Molecular Dynamics Simulation
采用分子动力学方法，采用Gear五阶预估-校正器，对两种颗粒的复合体进行了二维建模，计算了其弹性。研究表明，相同的复合浓度可以用两种颗粒的几种构型来表示。模拟结果表明，一个参数的峰值或最大值成正比的杨氏模量，这与报道的实验结果定量一致。仿真中所用的比值对所述参数的平均值有单调的影响，随着比值的增大而增大。
2011-10-10 cond-mat.soft
Odd elasticity in driven granular matter
本文研究振荡剪切驱动的棘轮摩擦颗粒系统，发现其时间平均弹性理论具有非零奇数弹性系数，并通过分子动力学模拟测量和预测这些系数，揭示了自愈合晶界、手性塑性涡旋等独特性质，为活性固体微观转导机制研究提供启示。
2023-11-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
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
Plastic Instabilities in Charged Granular Systems: Competition between Elasticity and Electrostatics
静电理论保留电荷，但允许偶极激发。弹性理论保留偶极，但允许四极（Eshelby样）塑性事件。带电的非晶颗粒系统是有趣的，在他们自己的权利，在这里，我们专注于他们的塑性不稳定性，并检查他们的机械响应外部应变和外部电场，暴露弹性和静电之间的竞争。本文提出了一个通用模型，其机械不稳定性进行了检查，并提出了理论分析。塑性不稳定性作为鞍结分叉进行了讨论，可以完全理解的特征值和特征函数的相关海森矩阵。该系统展示了描述电极化的强度和应力如何受应变和电场影响的模量。这些模量的理论表达式提供和比较的数值模拟中的测量。
2020-05-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elasticity from the Force Network Ensemble in Granular Media
在力网络系综的框架内，通过数值计算无摩擦颗粒的六边形堆积和摩擦颗粒的矩形堆积的力学响应，研究了静态颗粒材料中力的传递。在这两种情况下，接近过载的应用点，响应是非线性的，并显示两个峰值，而在更大的长度尺度，它是线性的和弹性的。这两种行为之间的交叉发生在随着过载的大小而增加的深度处，并且随着摩擦的增加而减小。
2006-10-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anisotropy in granular media: classical elasticity and directed force chain network
提出了一种理解二维各向异性颗粒层应力响应函数的一般方法。该方法既适用于经典的各向异性弹性理论，也适用于各向异性有向力链网络的线性理论。也许令人惊讶的是，双峰响应函数甚至可以出现在经典的各向异性弹性材料中，例如具有不同刚度的三角形弹簧网络。在这种情况下，峰值宽度与层的高度线性增长，相反的扩散中发现的“应力只有”双曲线模型。原则上，有向力链网络可以表现出双曲线模型的双峰，扩散扩展的响应函数，但在这里研究的一个特定的类中的所有模型被发现是在椭圆形政权。
2003-01-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic Reversibility and Emergent Elasticity in Ultrastable Granular Systems
在最近的一篇论文[Phys. Rev. X 12，031021]中，我们报道了在受到小振幅循环剪切的剪切堵塞颗粒系统中的“超稳定”状态的实验观察。在这样的状态下，所有的颗粒位置和接触力在每个剪切循环之后被再现，使得应力和颗粒位置的选通图像看起来是静态的。在目前的工作中，我们报告进一步分析这些实验的数据，以表征全球和本地的超稳态响应在一个剪切周期内，而不仅仅是频闪的动态。我们发现，超稳定状态遵循幂律关系的剪切模量和压力的指数$β\approx 0.5$，让人想起附近的临界标度律堵塞。我们还研究了使用光弹性测量法测量的接触力的演变。我们发现，有两种类型的接触：非持久性接触，可逆地打开和关闭;和持久性接触，从来没有打开\yiqiu{and display no measurable sliding}。我们表明，非持久接触的紧急剪切模量作出不可忽略的贡献。我们还分析了应力张量的空间相关性，并将其与最近的颗粒固体的突发弹性理论，颗粒力学和动力学的矢量电荷理论（VCTG）[Phys. Rev. Lett. 125，118002，arXiv：2204.11811]。我们表明，我们的实验结果可以很好地拟合VCTG，假设单轴对称的接触网络。拟合结果表明，超稳态对外加应力的响应比原始剪切堵塞状态的响应更具有各向同性。我们的研究结果提供了重要的洞察力的机械性能的摩擦颗粒状固体剪切。
2022-11-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Granular Solid Hydrodynamics
将用于计算颗粒介质中静态应力分布的颗粒弹性理论推广到动态情况，考虑了应变的塑性贡献。基于颗粒介质变形时变为瞬时弹性的假设，导出了一个完整的流体力学理论。该理论包括真实温度和颗粒温度，并采用自由能表达式，该表达式封装了由压力、剪切应力、密度和颗粒温度跨越的空间中的完整堵塞相图。对于颗粒温度稳定的特殊情况，推导出的流体动力学理论简化为{ \em亚塑性}，这是一种最先进的工程模型。
2008-12-29 cond-mat.soft
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
Transient Elasticity -- A Unifying Framework for Thixotropy, Polymers, and Granular Media
Universität Tübingen（蒂宾根大学）
本文提出瞬态弹性理论，统一解释粘性流体、聚合物和颗粒介质的非牛顿行为，通过弹性松弛和双温模型解释粘性流体的非牛顿特性。
2026-09-22 cond-mat.soft
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
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
Elasticity of granular packings close to Jamming. Elasticité des empilements granulaires proche de la transition de blocage
我们实验研究的机械响应剪切的2D包装的谷物整个堵塞过渡。首先，我们开发了一个专用的实验装置，连同跟踪和光弹性技术，以准备在一个受控的方式包装和量化的应力和应变张量在晶粒尺度。其次，我们安装一个充气探头（一个2D“气球”），它剪切圆柱对称的包装。我们探测实验应力和应变的应变振幅低至$10^{-3}$和一系列的包装分数内$2\%$变化周围的干扰过渡。我们不仅观察到剪应变引起剪应力，而且还观察到正应力。此外，我们表明，剪切应力和正应力的行为与剪切应变的非线性。最后，我们通过标度分析表明，本构律控制的干扰过渡。
2015-08-11 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
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
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
Anisotropic elastic theory of preloaded granular media
从颗粒间接触的微观弹性出发，系统地导出了静态预加载颗粒介质中应力的宏观弹性描述。假设的预加载状态和接触处的摩擦确保了晶粒间接触的网络不会因小的扰动而改变。该网络的纹理，由系统的准备设置，在二阶和四阶织物张量中编码。一个小的扰动会产生法向和切向的晶粒间力，后者会导致晶粒重新取向。这种再取向响应和增量应力用宏观应变表示。
2004-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
