Particle kinematics in a dilute, 3-dimensional, vibration-fluidized granular medium
本文报道了强振动流化的三维非弹性球系统中颗粒运动学的实验研究。通过高速视频成像跟踪介质内部的颗粒运动,产生速度分布的空间分辨测量。分布比高斯分布更宽,并且随着体积分数的增加而连续加宽。与均匀驱动系统的预测相比,这种边界驱动系统与高斯分布的偏差在符号上不同,在幅度上更大。我们还发现,随着体积分数的增加而增长的速度分量之间的相关性。
2009-12-09 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
Rheology of dilute granular gas mixtures where the grains interact via a square shoulder and well potential
本文研究了稀颗粒气体混合物的流变学。受带电颗粒相互作用的启发,我们假设颗粒通过方肩和阱势相互作用。采用动力学理论,我们计算的温度和剪切粘度的函数的剪切速率。数值模拟证实了我们的结果以上的临界剪切速率。在低于临界值的剪切速率下,发生颗粒的聚集。
2022-12-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transversal inhomogeneities in dilute vibrofluidized granular fluids
采用流体动力学描述和数值模拟相结合的方法,研究了稀相振动流化颗粒系统在垂直于能流方向上发生的自发对称性破缺.后者包括分子动力学和玻尔兹曼方程的直接蒙特卡罗模拟。在WKB近似下进行的水动力方程的边际稳定性分析与模拟结果吻合良好。讨论了分叉后流体动力学剖面的形状。
2002-01-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology of dilute granular gases with hard-core and inverse power-law potentials
本文发展了具有硬核和逆幂律势的稀薄颗粒气体的动理论,通过理论分析散射过程并由Boltzmann方程导出粘度,最后利用直接模拟Monte Carlo验证了理论的有效性。
2025-05-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
1-d granular gas with little dissipation in 0-g : A comment on "Resonance oscillations in Granular gases"
它表明,最近的结果一维粒状气体在容器中的振动活塞,这是由冲击波传播建模,可以理解与建模使用的想法来自“单粒子热力学”。定义e为单次碰撞能量恢复系数的平方根,N为粒子总数,在N(1-e)<<1的限制下计算动量往返过程中的平均损失。当N(1-e)<<1时,系统既不能传播声波,也不能传播冲击波;当N(1-e)<<1时,系统的流体力学方程不能成立。Pacs编号:5.40 ; 45.70 ; 62.20 ; 83.70.Fn
2005-06-24 cond-mat.soft
Hydrodynamics of driven granular gases
导出了由Fokker-Planck算子驱动的颗粒气体的流体动力学方程。输运系数出现在Navier-Stokes顺序从自由冷却状态的值变化到稳态的值。
2003-04-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Pattern formation and shocks in granular gases
颗粒状介质,如沙子和糖,在自然界和工业中无处不在,但不如流体或固体那么好理解。我们考虑的行为快速颗粒流的动量转移的碰撞占主导地位。对于静止或缓慢移动的颗粒的相反限制,物理学是完全不同的(例如,沙堆)。为了了解颗粒流,我们考虑两个问题,已与实验,粒子模拟和流体动力学理论研究:垂直振荡颗粒层和流动的障碍。当容器加速度幅值超过一个临界值(约为重力加速度的2.5倍)时,振荡颗粒层自发地形成空间图案。硬球的模拟,保持线性动量和耗散碰撞中的能量是在定性上符合所观察到的模式的一些方面,但不是所有的。在模拟中必须考虑摩擦和角动量守恒,以达到与观测定量一致。[摘要]
2004-08-11 cond-mat.soft
Orientational correlation and velocity distributions in uniform shear flow of a dilute granular gas
利用粒子模拟方法对粗糙稀颗粒气体的均匀剪切流动进行了研究,结果表明,在完全光滑的情况下,气体的平动速度和转动速度在方向上是强相关的,但不存在取向相关诱导的奇异性($β=-1$)和粗糙弹性碰撞的($β=1$)极限($e=1$);对于这两种极限情况,平移和旋转速度分布函数都保持接近高斯分布。远离这两个限制,以及空间速度的相关性是负责非高斯高速尾的出现。两个分布函数的尾部都遵循拉伸指数,指数取决于正常($e$)和切向($β$)恢复系数。
2008-02-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Local Rheology Relation with Variable Yield Stress Ratio across Dry, Wet, Dense, and Dilute Granular Flows
干、湿、稠密和稀颗粒流以前被认为是根本不同的,因此用不同的、在许多情况下不相容的流变学来描述。我们对颗粒流进行了广泛的模拟,包括潮湿和干燥条件、各种几何形状和驱动机制(边界驱动、流体驱动和重力驱动),其中许多是标准流变模型无法捕获的。对于所有的模拟条件,除了流体驱动和重力驱动的流动接近流动阈值,我们发现,摩尔-库仑摩擦系数$μ$标度的平方根的局部Péclet数$\mathrm{Pe}$的颗粒直径超过颗粒的平均自由程。随着减少$\mathrm{Pe}$和颗粒温度梯度$M$,这种一般标度打破,导致具有由$M$表征的可变屈服应力比的屈服条件。
2019-07-19 cond-mat.soft physics.geo-ph
Frequency-dependent fluctuation-dissipation relations in granular gases
本文讨论了两种颗粒气体模型的Green-Kubo关系。在任意维的Maxwell模型中,由Green-Kubo关系得到的有效温度与频率无关,并且等于平均动能,称为颗粒温度。在第二个分析模型中,一个平均场颗粒气体,粒子的碰撞率被认为是正比于它的速度。计算了该模型在高频极限下的Green-Kubo关系,并证明了该极限下的有效温度等于颗粒温度。这一结果与先前的结果一起显示了零频率下的有效温度(爱因斯坦关系)和颗粒温度之间的差异,表明颗粒气体的格林-久保关系被违反了。
2008-05-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Long time behavior of non-autonomous Fokker-Planck equations and the cooling of granular gases
研究了系数含时的线性Fokker-Planck方程的渐近性态。松弛对麦克斯韦分布与时间相关的温度下显示明确可计算的条件。我们把这个结果应用于J. J. Brey,J. Dufty和A. Santos(1999),通过证明均匀冷却态以代数速率吸引任何解。
2004-10-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
p-wave Cooper Pairing of Fermions in Mixtures of Dilute Fermi and Bose Gases
我们预言了由于玻色子介质密度涨落的交换,在二元费米子-玻色子混合物中自旋极化费米子的p波库珀配对。然后,我们研究的库珀配对温度的依赖关系的参数的系统。最后,我们估计了玻色子诱导相互作用与其它配对机制(如Kohn-Luttinger配对机制)相结合的效应,发现p波Cooper配对的临界温度在实验上是符合实际的.
2001-08-02 cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Long-time tails in freely cooling granular gases
本文研究了自由冷却颗粒气体中速度、切应力和热流的电流自关联函数的长时间行为。结果表明,速度和切应力的关联函数具有服从$τ^{-d/2}$的长时间尾,而热流的关联函数则随无量纲冷却速率$ζ^*$、空间维数$d$和碰撞频率标度时间$τ$的变化而呈$τ^{-(d+2)/2} \exp(-ζ^* τ)$衰减.对自由冷却颗粒气体的数值模拟结果与理论预测一致。
2007-08-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anisotropic pseudo-potential for polarized dilute quantum gases
严格推导了与外场极化的两粒子碰撞有关的各向异性赝势,并研究了它的性质。这种低能赝势可以用于描述稀量子气体的集体性质,例如被电场极化的分子或被磁场极化的亚稳态$^3P_2$原子。赝势用电抗矩阵和狄拉克δ函数的导数表示。在大多数应用中,它可以表示为传统的球对称接触项和各向异性部分之和。前者的贡献可以通过广义散射长度来参数化。赝势的各向异性部分可以用偶极相互作用的非对角散射长度和四极相互作用的非对角散射体积来表征。本文还导出了平面波基中赝势的两体矩阵元。
2002-12-26 cond-mat.soft physics.atom-ph
Self-diffusion in granular gases: An impact of particles' roughness
研究了颗粒粗糙度对颗粒气体自扩散系数的影响。对于一个简化的碰撞模型,其中的正常和切向恢复系数被假定为常数,我们开发了一个分析理论的扩散系数,它考虑到非麦克斯韦形式的速度-角速度分布函数。我们进行分子动力学模拟的气体在一个均匀的冷却状态和研究的自扩散系数恢复系数的依赖关系。我们的理论结果与模拟数据吻合得很好。
2012-01-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anomalous diffusion in polydisperse granular gases: Monte Carlo simulations
本文通过蒙特卡洛模拟研究多分散颗粒气体在均匀冷却状态下的反常扩散,采用低秩算法高效处理多物种系统,并验证了与解析结果的一致性。
2024-09-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mean-squared displacements of rough particles in polydisperse granular gases
Moscow Institute of Electronics and Mathematics, HSE University(莫斯科电子与数学研究所,高等经济大学)
通过考虑颗粒粗糙度,研究多分散颗粒气体在均匀冷却状态下的扩散系数和均方位移,揭示法向和切向恢复系数对颗粒迁移率的影响。
2026-05-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Kovacs-like memory effect in driven granular gases
虽然记忆效应已经报道了足够密集的无序系统,如玻璃,我们在这里显示的分析和模拟技术相结合,他们也是内在的动力学稀释颗粒气体。通过一定的驱动协议,我们准备的气体在颗粒温度$T$符合其长时间限制的状态。然而,$T$随后并不保持恒定,而是在达到其非平衡稳态值之前表现出非单调演化。相应的所谓的科瓦奇峰在弱耗散下表现出正常的行为(如在分子系统中观察到的),但在强耗散下则相反,因此变得异常。
2014-04-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Strongly inelastic granular gases
在一个Sonine多项式级数周围的麦克斯韦的均匀冷却状态(HCS)的速度分布函数的扩展被证明是发散的,虽然Borel可扩展。HCS的收敛展开已被设计和用于获得HCS速度分布函数和(使用它)的线性输运系数的三维单分散颗粒气体的光滑非弹性球,正常恢复系数的所有物理值。结果与DSMC模拟结果非常吻合。
2006-12-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
A universal scaling law for the evolution of granular gases
干燥的、自由演化的颗粒状物质在稀气态下仅由于耗散相互作用而聚结成致密的团簇。这种成团转变对于从天体物理学到宇宙学的许多问题都很重要。在这里,我们表明,稀释,自由冷却的颗粒气体的演变是由惯性流和热速度的比率,即马赫数在一个普遍的方式。对颗粒纳维-斯托克斯方程的理论计算和直接数值模拟表明,无论恢复系数、密度或初速度分布如何,密度涨落都遵循与系统马赫数的普适二次关系。我们发现,集群表现出无标度动力学,但集群状态变得可观察的马赫数约为$\mathcal{O}(1)$。我们的结果提供了一种方法来确定年龄的颗粒气体和预测宏观外观的集群。
2015-10-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Zero-gravity thermal convection in granular gases
以前的实验和理论证据表明,对流可能会出现在颗粒流体,如果受到热梯度和重力(瑞利-贝纳德型对流)。与此相反,我们在这里提出的证据无重力热对流的颗粒气体,没有外部热梯度的存在。在这里,由于耗散和相同温度下的热源,对流通过内部梯度保持稳定。颗粒气体由相同的圆盘组成,并被封闭在一个矩形区域内。我们的研究结果是通过一个事件驱动算法的非弹性硬盘。
2020-07-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Spontaneous phase separation in a vibro-fluidized granular layer
报道了一种新型的两相共存的振动颗粒材料中,在有限的能量转移之间的颗粒和底壁发生由于离散碰撞。水平均质床层中会出现浓相和稀相分离并共存的不均匀性。稀区类似于气体,而密区类似于液体,其速度分布与高斯分布非常不同。
2001-03-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Class of dilute granular Couette flows with uniform heat flux
在最近的一篇论文[F。Vega Reyes等人,物理修订版信函104,028001(2010)],我们提出了一个特殊的类的稳定的Couette流在稀颗粒气体的初步描述。在此类的所有流动中,粘性加热与非弹性冷却完全平衡。这产生均匀的热通量和局部温度与流速之间的线性关系。该类(称为LTu类)包括普通气体的傅立叶流和颗粒气体的简单剪切流作为特殊情况。在本文中,我们提供了进一步的支持,这一类的库埃特流以下四个不同的路线,其中两个是理论(格拉德矩方法的玻尔兹曼方程和精确解的动力学模型)和其他两个计算(分子动力学和蒙特卡罗模拟的玻尔兹曼方程)。理论和模拟之间的比较表明,一个非常好的协议的非牛顿的流变性能,即使是相当强的非弹性,和一个很好的协议的情况下的热通量系数的格拉德的方法,该协议仅定性的情况下的动力学模型。
2011-02-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical behavior of two freely evolving granular gases separated by an adiabatic piston
考虑两个被绝热活塞分离的颗粒气体,它们最初处于相同的宏观状态。研究发现,在该体系中发生了具有自发对称性破缺的相变。当活塞的质量增加超过临界值时,活塞移动到与系统中间不同的静止位置。过渡是准确地描述了一个简单的动力学模型,考虑到活塞的速度波动。有趣的是,最终状态的特征不是子系统的温度相等,而是冷却速率相同。一些相关的后果,这一功能进行了讨论。
2010-09-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Velocity distributions in dilute granular systems
最近的实验报告的驱动稀颗粒材料的非高斯速度分布的启发,我们研究了通过数值模拟的非弹性气体的恢复系数$η$和浓度$ϕ$与各种加热机制的功能。我们发现,有显着的,定性的差异的行为均匀加热(如经常假设理论)和粒子系统驱动的容器的边界(如经常在实验中)。在一般情况下,我们发现高斯速度分布均匀加热和非高斯速度分布的边界加热。此外,我们表明,所观察到的速度分布的形式主要是由恢复系数$η$和$q=N_H/N_C$,加热的平均数量和平均数量之间的比率在气体中的碰撞。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$q \lesssim 1$。此外,我们证明了非常相似的行为被发现为一个简单的模型的气体的非弹性粒子没有空间自由度。
2003-10-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Gravity-driven Poiseuille Flow in Dilute Gases. Elastic and Inelastic Collisions
动力学理论工具(玻尔兹曼方程和动力学模型)的重力驱动的Poillille流与粒子碰撞的弹性(平面和圆柱形几何形状)或非弹性(平面几何形状)的流体动力学轮廓的概述。通过重力加速度的二阶得到的结果表明,在平均自由程量级的距离上,Navier-Stokes预测是定性不正确的,特别是在温度剖面的情况下
2004-12-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Are Temperature and other Thermodynamics Variables efficient Concepts for describing Granular Gases and/or Flows ?
颗粒流和振动流化颗粒气体是近年来被广泛研究的问题,大多数的理论分析和实验描述都使用了温度和其他热力学概念。然而,以一个非常简单的情况下,振动流化气体由相同的粒子,我们表明缺乏效率的理解这样的系统的物理概念。这是由于(i)振动器不向每个粒子传输相同量的能量,而是取决于其质量和/或其尺寸的量的事实,以及(ii)它是强耗散介质的事实。我们的结论是,大多数实验装置的工作原理,而不是作为一个恒温器。Pacs编号:5.40 ; 45.70 ; 62.20 ; 83.70.Fn
2005-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamics of Freely Cooling Granular Gases
本文利用大尺度分子动力学模拟研究了二维自由冷却颗粒气体的动力学行为。我们发现,对于稀体系,在长时间范围内,典型的动能随时间代数衰减E(t)~ t^{-1}。渐近地,速度统计的特点是由一个普遍的高斯分布,与指数高能量的尾巴特征的早期均匀制度。我们表明,在晚集群制度的粒子相干移动作为典型的本地速度波动,Δ v,是小的相比,典型的速度,Δ v/v ~ t^{-1/4}。此外,局部平均剪切模式占主导地位的声学模式。小的热速度波动表明,该系统可以用Burgers方程描述。
2002-09-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Navier-Stokes hydrodynamics of thermal collapse in a freely cooling granular gas
本文采用Navier-Stokes颗粒流体力学方法研究了二维自由冷却稀颗粒气体中团簇不稳定性的长时间行为。我们发现,在圆形容器中,均匀冷却状态(HCS)的气体失去了稳定性,通过亚临界干草叉分叉。有没有时间无关的解决方案,在超临界区域的气体密度,我们提出的分析和数值证据表明,气体发展的热崩溃不受热扩散。为了获得更多的洞察力,我们切换到一个更简单的几何形状的窄扇形容器。在这里,HCS通过跨临界分岔失去稳定性。对于某些初始条件的时间无关的非均匀密度分布集,定性类似于以前发现的窄通道几何形状。然而,对于其他初始条件,稀气体发展热塌陷不受热扩散的阻碍。我们确定的动态缩放的流动接近崩溃分析,并验证它们在流体动力学模拟。这项工作的结果意味着,在维度高于一,Navier-Stokes流体动力学的稀颗粒气体是容易有限时间密度爆破。这提供了一个自然的解释,形成密集的颗粒簇在各种最初稀释的颗粒流。
2010-06-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Granular clustering self-consistent analysis for general coefficients of restitution
本文研究了一维颗粒团簇和单粒子颗粒气体在不同速度相关恢复系数$r$下的平衡行为。我们得到的方程描述的长期行为的集群的压力,r.m.s.速度和颗粒间距。我们发现,在很长一段时间内,与速度相关的恢复系数的集群是不稳定的,溶解成均匀的,准弹性气体,但集群与速度无关的$r$是永久性的。这是根据流体动力学研究指出的瞬态性质的密度不稳定性的颗粒气体与速度相关的$r$。
2006-05-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Attempted density blowup in a freely cooling dilute granular gas: hydrodynamics versus molecular dynamics
最近的研究表明(Fouxon等人,2007),在理想颗粒流体动力学(IGHD)的框架中,颗粒气体的初始光滑流体动力学流动可以在有限时间内产生无限大的气体密度。表现出这种性质的精确解已经推导出来。在奇点附近,颗粒气体的压力是有限的,几乎是常数。这项工作报告的分子动力学(MD)模拟的自由冷却气体的几乎弹性碰撞硬盘,旨在确定“企图”密度爆破制度。模拟流的初始条件模仿IGHD方程的一个特定的解决方案,表现出密度爆破。我们在MD模拟中测量流体动力学场,并将其与理想理论的预测进行比较。我们发现一个显着的定量之间的协议在一个较长的时间间隔,证明存在的企图爆破制度。当试图接近奇点时,在MD模拟中观察到的流体动力学场偏离理想解的预测。为了研究奇点附近理想理论的崩溃机制,我们分别考虑梯度相关的运输和有限密度修正,扩展了流体动力学理论。
2008-01-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Influence of roughness on the dynamical properties of granular gases
本研究基于 Boltzmann 方程及 Fokker--Planck 项,结合计算机模拟,理论分析了表面粗糙度对非平衡颗粒气体均匀态、记忆效应、输运性质及流体力学不稳定性的影响。
2023-10-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The equation of state for almost elastic, smooth, polydisperse granular gases for arbitrary density
对含有不同尺寸颗粒的稠密颗粒气体的模拟结果与理论预测进行了比较,包括对关联函数、碰撞率、能量耗散和混合物压力。有效粒子-粒子关联函数以与单分散颗粒气体的关联函数相同的方式进入状态方程,仅取决于总体积分数和尺寸分布函数的无量纲宽度A。提出了统一稀态和浓态的“整体状态方程”。关于一个全球性的状态方程的知识适用于稳态的情况下,颗粒气体在引力场,在许多快照的平均值是可能的。密度分布的数值计算结果与基于整体状态方程的预测完全一致,对于单分散的情况。在双分散或多分散的情况下,分离发生在底部的重颗粒。
2001-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Knudsen temperature jump and the Navier-Stokes hydrodynamics of granular gases driven by thermal walls
热壁是用于颗粒物料振动流化的快速振动板的一种方便的理想化。本文的目的是将近弹性碰撞的单分散颗粒稀颗粒气体的Navier-Stokes流体动力学模型中热壁处的Knudsen温度跃变考虑在内。克努森温度跃变表现为温度边界条件中与温度梯度成比例的附加项。直到一个数量级的前因子,这个术语是已知的弹性气体的动力学理论。我们确定以前未知的数值前因子测量,在一系列的分子动力学(MD)模拟,稳态温度分布的气体的弹性碰撞硬盘,限制在两个热壁之间保持在不同的温度,并比较结果与预测的流体动力学计算采用修改后的边界条件。修改后的边界条件,然后施加,没有任何可调参数,流体动力学计算的气体的温度分布的热壁驱动的非弹性硬盘。我们发现流体动力学预测是在同一系统的MD模拟非常好的协议。这项工作的结果铺平了道路,一个更准确的流体动力学模拟驱动颗粒气体。
2008-09-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Memory effect in uniformly heated granular gases
我们证明了均匀驱动的颗粒气体中的Kovacs记忆效应。在低密度极限下,非弹性硬颗粒系统在适当的力作用下可以达到非平衡稳态。通过遵循一定的协议的驱动时间依赖性,我们准备的气体中的颗粒温度与其长时间值相一致的状态。随后的温度不保持恒定,但表现出一个非单调的演变与最大值或最小值,这取决于耗散,并对协议。我们提出了一个理论分析,这种记忆效应,在玻尔兹曼-福克-普朗克方程的水平,并表明,当耗散超过一个阈值,响应可以被称为异常。我们发现一个很好的协议之间的分析预测和直接的蒙特卡罗模拟。
2014-07-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Velocity correlations in dense granular gases
研究了球形钢颗粒在倾斜表面上受振荡壁面驱动滚动时的统计特性。由于粒子之间的碰撞和滚动而发生强耗散,并且可以通过改变数量密度来调节。观察到的粒子的速度是相关的大距离可比的系统大小。速度分布严重偏离高斯分布。的偏差的程度,作为测量的峰度的分布,被观察到多达四倍的值对应于一个高斯,信号显着故障的假设可以忽略不计的速度相关性在一个颗粒系统。
2001-03-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Gases, liquids and crystals in granular segregation
我们报告的结果分离的实验研究在一个二元混合物的干颗粒进行水平振荡激励。颗粒薄层是由水平塔板表面的粘滑摩擦相互作用驱动的。随着混合物的填充分数增加,观察到不同相的演变。我们将它们分别鉴定为二元气体、分凝液体和分凝晶体,并提供了鉴定它们性质的微观和宏观方法。最后,我们在我们的颗粒系统和自组装二元胶体混合物中的隔离之间绘制了一些类比。
2004-03-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Power-law velocity distributions in granular gases
我们报告了一般类的稳态和瞬态的粒状气体。我们发现,非弹性气体的动力学理论允许具有幂律速度分布f(v)~ v^(-sigma)的定态解。指数σ被解析地发现并且依赖于空间维度、非弹性程度和碰撞率的均匀程度。具有相同幂律尾和截止的驱动稳态可以通过以大速度尺度注入能量来维持,然后级联到较小的速度,在那里它被耗散。与这些稳定状态相关联的是自由冷却的时间依赖性状态,其截止值减小并且速度分布是自相似的。
2005-04-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.CD
Statistical mechanics of granular gases in compartmentalized systems
我们研究了一个简单的动力学方法内包含在两个隔间的$N$颗粒的组装行为。属于每个隔室的颗粒相互非弹性碰撞,并由随机热浴驱动。此外,最快的颗粒可以以取决于它们的动能的速率改变隔室。通过玻尔兹曼速度分布的方法,我们首先研究的动力学模型中的一组耦合方程的人口在容器和颗粒的温度,并找到一个交叉从一个对称的高温相到一个不对称的低温相。最后,为了包括统计波动,我们在直接模拟蒙特卡罗方法中求解模型。与以往的研究进行了比较。
2003-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unsteady non-Newtonian hydrodynamics in granular gases
用直接模拟Monte Carlo方法求解Boltzmann方程,研究了稀颗粒气体在可压缩流(均匀纵向流)和不可压缩流(均匀剪切流)中的时间演化。重点是奠定了第一个“动力学”阶段(其中的物理性质是强烈依赖于初始状态),随后由一个不稳定的“流体动力学”阶段(其中的动量通量是定义良好的非牛顿函数的应变率)的识别。模拟数据被认为是支持这两个阶段的情况。此外,从模拟得到的流变函数很好地描述了一个模型动力学方程的近似解析解。
2012-02-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Influence of correlations on the velocity statistics of scalar granular gases
本文用分子动力学、非弹性赝Maxwell模型和晶格模型研究了一维非弹性粒子的自由演化,着重讨论了空间关联的作用。本文给出了一维颗粒赝Maxwell模型速度标度分布的精确解,并讨论了该模型如何不能正确描述一维颗粒气体的均匀冷却阶段。嵌入的伪麦克斯韦气体的晶格(因此允许发病的空间相关性),我们发现一个更好的协议与MD模拟,即使在不均匀的制度。这是通过比较速度分布,速度剖面和速度场的结构因素。
2001-11-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Numerical simulation of vibrated granular gases under realistic boundary conditions
直接模拟蒙特卡罗方法的一个变种是用来研究粒状气体的行为,在二维和三维,在不同的密度,恢复系数,和非弹性制度,为现实的振动壁条件。我们的结果与最近的实验数据吻合得很好。的能量注入机制的作用进行了讨论,以及在现实的边界条件下的状态函数,如压力的行为。当密度增加时,我们发现了聚类过渡的信号。
2002-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech