Dynamic Rearrangements and Packing Regimes in Randomly Deposited Two-Dimensional Granular Beds
研究了由源线随机沉积制备的二维颗粒堆积的结构性质。我们考虑一类随机弹道沉积模型的基础上控制的临界角的单颗粒松弛规则，我们表明，这些地方的规则可以制定为滚动摩擦的框架内的动态方法模拟粒状材料。我们发现，随机沉积模型制备的包装一般是不稳定的，并进行动态重排。结果表明，在相同的临界角下，动态法比几何模型有系统地得到更高的固相率。我们的特点的结构，由这两种方法产生的固体分数，接触连接性和各向异性的包装。我们的分析提供了四个包装制度作为固体分数的函数，包装增长的机制是不同的，在每个政权的证据。
2002-07-30 cond-mat.soft
Intruder mobility in a vibrated granular packing
我们实验研究了一个密集的入侵者在重力作用下下沉的动力学振动的二维颗粒填料。周围的流动模式的特点和下降的轨迹被解释在一个effectivive摩擦系数有关的入侵者的平均下降速度（流动规则）。在较高的围压，即接近堵塞，过渡到间歇性动态的证据，并显示异常的“开-关”封锁统计。对不同侵入物尺寸的流动规则的系统分析，无论是在流动状态下还是在流动和阻塞状态下的平均值，都强烈表明振动填料流变学存在非局部性质。
2011-06-24 cond-mat.soft
The effects of packing structure on the effective thermal conductivity of granular media: A grain scale investigation
结构特征被认为是决定颗粒介质有效性质的主导因素，特别是在输运现象的范围内。为了改进热管理，颗粒介质中的热传输需要改进的基本理解。在这项研究中，在宏观和颗粒尺度上的颗粒介质中的传热的填充结构的影响进行了评估。在颗粒尺度上，采用气固耦合传热模型，采用离散元方法模拟了这种传热现象。数值框架进行了验证，通过使用平面源技术获得的实验数据，并发现气相的Smoluschowski效应被捕获通过这种扩展。通过考虑填充的球形SiO2颗粒与间隙氦相，振动诱导有序的粒状介质中进行了研究，使用这里开发的模拟方法，调查如何无序到有序的过渡填充结构增强有效的热导率。晶粒尺度的热输运被证明是由个别晶粒的局部邻域配置的影响。有序堆积结构的形成增强了全局和局部的热传输。该研究为颗粒介质输运现象的解释提供了一种结构方法，可应用于颗粒介质的性质修正。
2018-09-05 cond-mat.soft
Bridges in three-dimensional granular packings: experiments and simulations
在这封信中，我们提出了第一个实验研究的桥梁结构的三维干颗粒填料。当桥很小时，它们主要是“线性”的，并且具有指数尺寸分布。较大的，主要是“复杂”的桥梁，被证实遵循幂律的大小分布。我们的实验，其中使用X射线断层扫描，是在良好的协议与这里提出的模拟，主要是线性桥梁的尺寸分布，端到端的长度，基地的扩展和方向。本实验和早期的模拟之间的定量差异表明，包装分数是一个重要的决定因素的桥梁结构。
2013-05-10 cond-mat.soft
Experimental Study of the Nematic Transition in Granular Spherocylinder Packings under Tapping
该研究结合X射线断层扫描与Edwards系综，提出考虑重力和机械稳定性的经验自由能，以解释敲击球柱体堆积中的向列相转变、相共存及成核能垒。
2023-09-26 cond-mat.soft
Identifying Bridges from Asymmetric Load-Bearing Structures in Tapped Granular Packings
本研究利用高分辨率X射线断层扫描技术，通过重力诱导的结构变化识别敲击颗粒堆积中的承载接触，进而分析作为力学骨架的协同桥结构，发现桥的协同性随堆积分数降低而增加，有助于理解颗粒材料的流变性质。
2024-09-26 cond-mat.soft
Dynamical Janssen effect on granular packings with moving walls
本文研究了垂直管内相对运动时颗粒堆积底部的表观质量，证实 Janssen 模型在广泛速率范围内有效，且动态极限表观质量与速率无关并显著低于静态值。
2003-03-01 cond-mat.soft
Onset of Irreversibility in Cyclic Shear of Granular Packings
本文研究了不可逆性在致密颗粒介质中的发生，该介质在裂底几何中受到循环剪切。为了探测微观和中尺度，我们在一系列剪切应变振荡中以3D方式对珠轨迹进行成像。虽然珠失去和恢复接触的邻居在一个周期，接触网络的拓扑结构表现出可逆的小振荡幅度的属性。随着反转幅度的增加，发生向不可逆扩散状态的转变。
2012-01-24 cond-mat.soft
Shear and crystallization in deformable granular packings: why don't auxetics order?
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
采用键合粒子方法模拟三维高压缩颗粒填料的剪切，通过改变泊松比研究流变学、堆积结构和颗粒形态变化。发现常规材料易结晶，负泊松比材料则相反，揭示弹性、几何形状与结晶间的相互作用。
2026-07-07 cond-mat.soft
Three-dimensional compaction of soft granular packings
采用三维非光滑接触动力学模拟方法，分析了由软（弹性）球形颗粒组成的组件在堵塞状态之后的压实行为。粒子的组件的特征在于使用的包装分数，配位数，和冯米塞斯应力分布的粒子内的围压增加的演变。堆积分数增加并趋向于接近$1$的最大值，并且平均配位数作为堆积分数的平方根而增加。随着围压的增加，观察到的过渡从一个粒状材料的剪切应力分布的指数尾巴的连续的材料，其特征在于高斯样分布的剪切应力。我们开发了一个方程，描述了作为所施加的压力的函数的填充分数的演变。这个方程，基于颗粒应力张量的微观力学表达，赫兹接触定律的小变形的限制，以及填充分数和颗粒的协调之间的幂律关系，提供了良好的预测从堵塞点到非常高的密度，而不需要调整任何参数。
2021-08-27 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
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
Geometry-mediated shear softening in dense ordered granular packings
Princeton University（普林斯顿大学）；EPFL（洛桑联邦理工学院）
通过有限元模拟，发现嵌入颗粒的孔隙几何可诱导弹性各向异性和剪切软化，使堆积表观剪切模量降低高达90%，且与接触力各向异性减小相关，为设计软颗粒超材料提供机制。
2026-06-27 cond-mat.soft
The hierarchical properties of contact networks in granular packings
研究了密度为0.58 - 0.64的无序堆积单尺寸球体的大样品的颗粒间接触网络（接触网络）的拓扑结构。这种结构的层次组织研究的拓扑地图，从一个给定的球开始，并通过接触网络在同心壳向外移动。我们发现，无序球堆积的拓扑密度大于等价的格点球堆积的拓扑密度。
2005-04-14 cond-mat.soft
Structure of plastically compacting granular packings
通过二维和三维实验研究了韧性颗粒压实系统中的发展结构。在这两个维度上，径向分布函数的峰值减少，加宽，并与在硬盘和球体系统中观察到的那些相比，移动。几何三-颗粒配置的径向分布函数中的第二个峰值，但有趣的差异之间的初始和最终阶段的二维压实。的平均配位数作为填充分数的函数的演变进行了比较与其他文献的实验和数值计算结果。我们的结论是压实历史是重要的压实颗粒系统的结构的演变。
2005-10-13 cond-mat.soft
Grains unchained: local fluidization of a granular packing by focused ultrasound
我们报告的实验结果提交给高强度聚焦超声的颗粒填料的动力学。声辐射压力示出远程诱导局部重排内桩以及在最初堵塞的系统中的焦点周围的全局运动。我们表明，这种流化过程是间歇性的一系列的声压和滞后时，压力是循环的。这种一阶样的无干扰过渡再现在数值模拟中，其中的声压场是由本地化的外力建模。对模拟填料的进一步分析表明，在间歇状态下，不堵塞与任何明显的先前结构特征无关。提出了一个简单的基于有效温度的两态模型来解释这些发现。
2016-01-13 cond-mat.soft
Random close packing of granular matter
我们提出了一个解释的随机紧密堆积的颗粒材料的相变，并讨论了实验验证的可能性。
2007-11-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Force Chain Evolution in a Two-Dimensional Granular Packing Compacted by Vertical Tappings
利用光弹圆盘实验研究了垂直敲击二维颗粒堆积中力链演化的统计特性。在本实验中，将敲击的颗粒填料逐渐压实。在压实过程中，通过测量由组构张量导出的偏量各向异性来量化颗粒构型的各向同性，然后通过测量颗粒间力和力链取向序参量来量化力链结构的演化。随着填充率的增加，颗粒间力增加，并最终饱和到一个渐近值。此外，晶粒的配置和力链结构成为各向同性随机的退火诱导的压实进行。相反，力链的总长度保持不变。从这些参数的相关性，我们发现两个关系：（i）的晶粒结构的各向同性和力链取向的无序之间的正相关性，和（ii）之间的颗粒间力的增加和力链取向的无序性的负相关性。这些关系是普遍举行，无论粒子运动的模式有/没有对流。
2018-03-03 cond-mat.soft
Absence of solid phase in dense amorphous active granular matter
School of Physics, Zhengzhou University（郑州大学物理学院）
研究发现，在高密度非晶活性颗粒物质中，即使颗粒排列密度高于晶体排列密度，混合不同大小颗粒可防止结晶，从而保持流体相。
2026-04-16 cond-mat.soft
Effect of packing fraction on the jamming of granular flow through small apertures
我们通过一个拟动力学模型研究了通过小孔径的颗粒圆盘柱的流动和堵塞。我们专注于效果的颗粒组装的准备上获得的雪崩的大小。具有不同平均填充分数的填充系综通过在不同强度下敲击系统来创建。令人惊讶的是，填充分数不是沉积物堵塞给定孔的能力的良好指标。不同的平均雪崩大小获得的存款具有相同的平均包装分数，准备有非常不同的抽头强度。据推测，在颗粒柱的主体中的拱的数量和尺寸应该与系统堵塞小开口的能力相关。我们表明，这种相关性，如果存在的话，是相当差的。散装拱和堵塞拱之间的比较（即，阻挡开口的拱）揭示了孔在拱的水平跨度上施加了比开口的实际尺寸大的较低截止。这与以下事实有关：阻挡拱必须具有适当的取向，以适应位于孔的每一侧的两堆谷物之间的间隙。
2012-05-29 cond-mat.soft
Wang-Landau algorithm for entropic sampling of arch-based microstates in the volume ensemble of static granular packings
我们实现了Wang-Landau算法以等概率采样模型粒度系统的静态配置。所用的“非相互作用刚性拱模型”是基于静态配置的描述，通过分裂成稳定的拱集的颗粒的组件。这种技术使我们能够建立熵作为大型系统的包装体积的函数。我们特别注意到，必须考虑的细节时，定义的微观状态，并提出了正确的采样在这些不寻常的模型的移动。我们比较我们的结果与以前的精确计算的模型在中等系统的大小。该技术为计算更复杂的颗粒模型的熵提供了新的机会。
2015-10-05 cond-mat.soft
Packing structure of a two-dimensional granular system through the jamming transition
我们对由自动膨胀颗粒组成的颗粒包进行了一项新颖的实验。通过分析的Voronoi结构的包通过堵塞过渡，我们表明，堵塞包的局部配置是惊人的相似的玻璃形成液体，无论是在其普遍的面积分布和缺陷退火的过程。此外，我们证明了一个明确的结构签名的干扰过渡可以得到从对关联函数的包。我们的研究提供了一般干扰系统的结构特性的见解。
2010-06-23 cond-mat.soft
Random close packing in a granular model
我们介绍了一个二维的颗粒物质的晶格模型。我们使用的证明和模拟相结合，以证明在模型中的有序/无序相变，我们与随机紧密堆积的颗粒现象。
2009-09-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Discrete Packing Model of Granular Material Confined in A Vertical Column
分析了颗粒间力的传递规律，提出了一种离散堆积模型来计算竖直圆柱体中颗粒底部的静压。力学分析和数值模拟结果表明，筒仓效应是由边界颗粒与内壁的摩擦接触引起的，筒仓底部的静压最初取决于外载荷，然后以指数形式趋于饱和压力Pn。在颗粒物质和堆积方式相同的情况下，饱和压力（Pn）与容器半径（R）呈线性正相关。饱和压力（Pn）与颗粒粒径（ra）成正比，其增减特性取决于颗粒内壁摩擦特性、颗粒间摩擦力和颗粒堆积角。最后，上述模型的预测与文献中的实验结果进行了比较，取得了良好的一致性。
2017-12-06 cond-mat.soft
Influence of humidity on granular packings with moving walls
实验证明了在垂直管内作相对运动的颗粒填料底部测得的表观质量（Mapp）对相对湿度H的显著依赖性。虽然Janssen模型的预测对所有研究的H值（25%< H <80%）都得到了验证，但Mapp在高相对湿度（H>60%）下随时间向极限值增加，但在较低湿度（H=25%）下保持不变。相应的Janssen长度在H>60%时几乎与管速无关，但在H= 25%时显著减小。在填料中单个珠粒的运动上观察到其他差异。对于H= 25%，它们几乎不动，而填料的平均颗粒分数保持恒定;对于H>60%，珠运动显著得多，平均颗粒分数降低。这些结果的珠直径和它们的解释方面的毛细作用力的影响的依赖关系进行了讨论。
2005-08-12 cond-mat.soft
Acoustic Waves in Granular Packings at Low Confinement Pressure
颗粒堆积的弹性性质表现为非线性行为，这是由颗粒的离散结构和非线性粒间力规律决定的。声波表现出从恒定的、依赖于压力的声速到具有振幅确定的传播速度的冲击波状行为的转变。这在低静态约束压力下变得越来越明显，因为瞬态状态转移到较低静态压力的较低波幅。在微重力条件下，约束压力可能比地面实验低几个数量级。此外，流体静压梯度的缺乏允许更均匀和各向同性的压力分布。我们提出了一种新的装置，在这样低的包装压力的声波透射测量。压力控制回路由微控制器实现，该微控制器监测静态力传感器读数并利用直线电动机调节可移动壁的位置，直到达到期望的压力。声波的测量是可能的，使用嵌入在颗粒填料以及压电的加速度计。对于激励，我们使用音圈驱动墙，具有各种各样的信号形状，频率和振幅。这使得实验在线性和强非线性制度。
2020-02-07 cond-mat.soft
Influence of the size of the intruder on the reorganization of a 2D granular medium
我们考虑了入侵者撤离引起的垂直二维颗粒堆积的重排。在这里，我们专注于入侵者的规模对重组过程的影响。的长期演变的颗粒包装的调查，以及雪崩动力学特征的短期重排周围的入侵者。对于足够小的入侵者，我们观察到形成的拱门，定期不稳定和影响的重组动态的二维包装通过较大的重排事件。
2019-07-25 cond-mat.soft
Packing of Compressible Granular Materials
采用三维数值模拟和实验相结合的方法，研究了可压缩球形颗粒在外部围压作用下的随机堆积问题。特别令人感兴趣的是刚性球极限，我们将其描述为一个连续的过渡，其中所施加的应力为（ε-ε_c）^β，其中ε是（固相）体积密度。这种转变与剪切刚度的开始相一致。例如，颗粒之间的相互作用是仅通过法向力（产生随机紧密堆积）还是通过法向力和摩擦力的组合产生横向力（产生随机松散堆积）。在这两种情况下，在过渡附近，系统的响应由局部力链控制。随着压力的增加，我们在（1）参与数，（2）平均力分布和（3）可视化技术方面描述了系统的演变。
2000-02-07 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
Random Loose Packing in Granular Matter
本文介绍了一个二维颗粒物质在消失压力下的概率模型，并进行了数值模拟。该模型表现出一个完美的尖锐的随机松散的堆积密度，一种现象，应该是真实的颗粒物质验证。
2008-08-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unsteady flows and inhomogeneous packing in damp granular heap flows
实验研究了在准二维颗粒堆中加入少量水时，单分散玻璃微球从稳定流到非稳定流的转变。当含水量较低时，颗粒沿料堆两侧均匀流动，但随着含水量的增加，颗粒流动出现不稳定。非稳定流模式包括一个非沉积的下坡雪崩和上坡传播颗粒跳跃。当边坡由于水致粘聚力而超过临界角时，发生从稳定流到非稳定流的转变。在非恒定流条件下，堆积体由松散堆积层和密实堆积层组成，其形成与非恒定流动力学密切相关。
2018-06-12 cond-mat.soft
Additional transition line in jammed asymmetric bidisperse granular packings
我们提出了一个额外的不连续的过渡内拥挤的制度，一个不对称的bidisperse颗粒填料压缩后的数值证据。这条额外的过渡线将主要由大颗粒组成的网络的堵塞状态与由大颗粒和小颗粒形成的堵塞网络分开，并且过渡由对堵塞网络有贡献的颗粒数量的不连续性指示。附加的过渡线从阻塞过渡曲线中出现，并终止于不连续性消失的端点。额外的线从大约$δ= 0.22$的尺寸比开始，并随着较小的$δ$而变长。对于$δ\to 0$，附加过渡线接近可以通过分析导出的极限。观察到的干扰场景让人想起胶体玻璃中发现的玻璃-玻璃转变。
2020-02-06 cond-mat.soft
Experimental Test on Edwards Volume Ensemble of Tapped Granular Packings
利用X射线层析成像，我们实验研究了颗粒填料受到机械攻丝三种类型的珠具有不同的摩擦系数。我们验证爱德华兹体积系综在这些三维颗粒系统，并建立一个颗粒版本的热力学第零定律。在Edwards框架内，我们还明确阐明了摩擦如何影响颗粒统计力学作为修改的状态密度，这使我们能够确定熵作为包装分数和摩擦的函数。此外，我们得到了基于几何配位数和填充分数的颗粒干扰相图。
2021-03-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Force distributions in 3D granular assemblies: Effects of packing order and inter-particle friction
本文系统地研究了球形静态填充边界上的法向力分布。本文介绍了一种高效构造大尺寸密排六方晶体的新方法，并利用这种方法研究了空间有序性对力分布的影响。在单轴压缩下，我们发现颗粒间的法向力的概率分布形式并不强烈地依赖于结晶度或颗粒间摩擦。在所有情况下，分布在大的力下呈指数衰减，并在平均力附近显示出平台或可能的小峰，但在小的力下不趋于零。
2000-09-20 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
Effects of grain shape on packing and dilatancy of sheared granular materials
暴露于剪切的颗粒材料显示出各种独特的现象：雷诺数，位置顺序和取向顺序的影响可能会在剪切区竞争。我们研究了由宏观扁长形，扁圆形和球形颗粒组成的颗粒填料，并比较了它们的行为。利用X射线层析成像技术确定了圆柱形剖分底部剪切室内颗粒的位置和取向。填充密度和剪切区中的单个颗粒的安排进行了评价。对于不等轴粒子，我们观察到两个相反的效果的竞争。一方面，被剪切的粒子被扩张，但另一方面，粒子相对于流线重新定向和排列。尽管对齐的圆柱体原则上可以实现更高的填充密度，但这种对齐仅部分地补偿了不均匀性的影响。复杂的重排导致在良好取向区域上方的表面凹陷，而邻近部分仍然显示出以堆形式的膨胀效应。对于具有各向同性形状的颗粒，表面保持相当平坦。完美的单分散球结晶在剪切区，从而位置顺序部分过度补偿的双折射效应。然而，已经与理想的单分散球体形状的轻微偏差抑制结晶。
2014-06-05 cond-mat.soft
Penetration depth scaling for impact into wet granular packings
我们目前的实验测量的渗透深度的影响球到润湿颗粒介质。我们观察到，在液体饱和的情况下的渗透深度的比例与弹丸密度，尺寸和下降的高度在一种方式与干燥的情况下观察到的缩放一致，但渗透深度到饱和填料往往较小。这一结果表明，对于所观察到的冲击能量的范围，阻止力是由床内的颗粒之间的静态接触力设定的，并且液体的存在主要用于增强这些接触力。阻止力的增强对液体分数具有复杂的依赖性，伴随着液滴高度依赖性的变化，这必须是伴随间隙中液相构象变化的结果。
2015-01-25 cond-mat.soft
Experimental Demonstration of Nonuniform Frequency Distributions of Granular Packings
我们开发了一种新的实验技术，以产生机械稳定（MS）无摩擦颗粒磁盘包装。我们进行了一系列的协调实验和数值模拟，以枚举的MS包装在小的二维系统组成的双分散磁盘。我们发现，无摩擦MS包装发生在配置空间中的离散，分离良好的点，并获得良好的定量之间的协议产生的MS包装实验和模拟。此外，我们观察到MS包装概率可以变化许多数量级，并且相对于包装生成过程是鲁棒的。这些结果表明，最常见的MS包装可能占主导地位的颗粒系统的结构和力学性能。我们认为，这些小系统的结果是一个关键的第一步，从“自下而上”构建一个大颗粒系统的统计描述。
2009-03-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of Random Packings in Granular Flow
我们提出了一个多尺度模拟算法的非晶材料，我们说明和验证的一个典型的情况下，致密颗粒流。我们的算法是基于最近提出的斑点模型，在一个密集的随机包装的颗粒进行链式集体位移响应扩散的“斑点”的影响，携带轻微过量的间隙自由体积。我们重建的微观动力学粒子的“粗粒”动态斑点通过引入一个本地化的粒子松弛步骤后，每个点引起的块位移，只是为了执行包装约束（相当任意）软核排斥。为了测试该模型，我们研究在多大程度上它可以描述动态的135，000摩擦，粘弹性球颗粒排水模拟离散元法（DEM）。我们发现，只有五个拟合参数（半径，体积，扩散率，漂移速度，和注射率的斑点），斑点模拟能够在很大程度上再现不仅是平均流量和扩散，但也有一些微妙的统计的流动包装，如空间速度相关性和多体结构的相关性。现场模拟运行速度超过100倍，比DEM和演示的可能性，多尺度建模的非晶材料，只要一个合适的模型可以设计为粗粒度的现场动态。
2006-02-16 cond-mat.soft
Dynamics of driven granular suspensions
我们提出了一个简单的模型，悬浮液中的粒状颗粒的动力学是适合的事件驱动算法，允许模拟$N=\mathcal{O}(10^6)$粒子或更多。作为第一种应用，我们考虑通过向上的液体流流化的致密颗粒填料，即流化床。在定常状态下，当所有的力平衡时，我们总是观察到一个定义明确的界面，其宽度近似与填充分数无关。我们还研究了膨胀和沉降的动力学后，流量突然变化引起的变化，在固定的包装分数和确定的时间尺度达到一个稳定的状态。
2014-06-16 cond-mat.soft
Bottom stresses of static packing of granular chains
本文用一种精确的、可重复的方法对颗粒链柱底部的静应力进行了实验测量。的关系，填充质量和表观质量之间的转换，从底部应力，研究了不同的链长。我们的测量再次证实了应力饱和曲线的标度行为符合Janssen模型的理论预期。此外，饱和质量被显示为链长的非单调函数，其中一个显着的过渡的饱和质量被发现在颗粒链的持久性长度。我们分别用另一种测量方法和不同尺寸的筒仓重复测量，峰值的位置保持稳健。为了了解饱和质量的转变，还测量了颗粒链的摩擦系数和体积分数，由此可以计算Janssen参数。最后，我们对两种不同堆积结构的长链进行了底部应力的初步测量，发现了缠结对底部应力的影响，并认为缠结可能是导致饱和质量转变的原因.
2019-03-26 cond-mat.soft
Robust Critical Connectivity Threshold in Ranked Percolation of Granular Packings
本文研究颗粒堆积中由接触数驱动的排序逾渗，发现每个颗粒的烧结桥临界数量比已连接颗粒比例更具鲁棒性，并通过模拟和平均场方法将其归因于接触空间分布，为理解空间网络抗攻击性提供启示。
2025-05-08 cond-mat.soft
Equivalence between random close packing in granular matter and freezing in the hard sphere model
在20世纪60年代，G.D.斯科特和J.D.伯纳尔人们曾多次尝试去理解这种填料。我们给出了一个简短的论点，最近的实验和模拟的基础上，这解释了包装在纯粹的几何术语。
2021-07-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Granular packing simulation protocols: tap, press and relax
本研究采用离散元建模模拟，在三维周期性边界下比较了体积控制与多种应力控制的颗粒堆积协议，揭示了体积分数对压力、动能及协议参数的依赖性，并展示了低压堆积的异常行为。
2023-10-24 cond-mat.soft
Numerical Study of the Stress Response of Two-Dimensional Dense Granular Packings
为了区分颗粒材料中应力传递的不同理论，我们研究了颗粒二维密集随机堆积的格林函数。我们的计算机模拟允许一个详细的定量调查的动态，这是很难获得实验。我们发现，双曲线和抛物线模型的应力传输未能预测正确的应力分布在研究区域的参数空间。我们表明，压缩和剪切分量的应力比较很好的预测的各向同性弹性的压力和孔隙度范围很广，摩擦和无摩擦填料。然而，本研究中使用的状态不包括摩擦颗粒的临界均衡点，因此我们的结果并不排除这样一个事实，即弹性修正可能出现在堵塞的临界点，或其他样品制备方案，如正文中所讨论的。我们表明，该协议持有在大部分的包装，以及在边界，我们验证的线性依赖的应力分布宽度与深度。
2006-08-03 cond-mat.soft
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
Granular packings with moving side walls
本文用离散元、分子动力学模拟研究了受限颗粒填料的侧壁运动效应。的动态演化的应力作为一个函数的壁运动在重力的方向，以及相反的。对于所有的壁速度探索，在壁运动后的系统的最终状态的应力是从根本上不同的原始状态通过倒入容器中的颗粒，让他们解决重力的影响下。原始填料在容器顶部具有类似流体静力的区域，该区域跨越到与深度无关的应力。当壁面沿与重力方向相反的方向移动时，饱和应力首先达到一个与壁面速度无关的最小值，然后增加到一个与壁面速度有关的稳态值。在壁面运动停止且填料达到平衡后，对于高的壁面速度，应力分布符合经典的Janssen形式，而对于低的壁面速度，应力分布有一些偏差。壁面的移动大大增加了库仑准则下颗粒-壁面力和颗粒-颗粒力的数量。改变壁面速度对最终填料的颗粒结构只有很小的影响，只要壁面移动的距离相似。
2003-09-19 cond-mat.soft
Unjamming due to local perturbations in granular packings with and without gravity
本文用计算机模拟的方法研究了摩擦式硬盘无序填料的抗干扰响应。首先，我们产生的磁盘堵塞的配置，然后迫使他们再次移动的局部扰动。我们研究了应力和位移响应的空间分布，并发现了这两种情况下扰动的长期影响。我们记录了位移的穿透深度和使系统屈服所需的临界力。这些数量在两种类型的系统中进行测试：在零重力下的理想均质填料和在重力下沉降的填料。穿透深度和临界力对颗粒间摩擦系数敏感。定性地，相同的非单调摩擦相关性被发现有和没有重力，但极值的位置是在不同的摩擦值。我们讨论的接触网络的连通性和压力梯度在unjamming响应的作用。
2008-08-20 cond-mat.soft
Stress Isotropization in Weakly Jammed Granular Packings
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Gulbenkian Institute of Molecular Medicine（古尔本基安分子医学研究所）；Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；PSL University, Sorbonne Université（巴黎文理研究大学，索邦大学）
研究显示，弱阻尼颗粒堆叠中塑性事件导致应力等向化，与连续弹性模型一致，可能改变流变转变特性。
2025-12-10 cond-mat.soft
Confined granular packings: structure, stress, and forces
采用大规模离散元分子动力学模拟对圆柱形容器中静态颗粒堆积的结构和应力进行了三维数值模拟。我们通过浇注和沉淀产生填料，并研究最终状态如何取决于施工方法。垂直应力成为深度无关的深桩，我们比较这些应力深度剖面经典的杨森理论。大多数的颗粒壁接触的切向力被发现是接近库仑破坏准则，与杨森的理论一致，而在散装颗粒颗粒接触远离库仑准则。此外，我们表明，一个线性流体静力学的区域在顶部的包装无法解释的杨森理论出现，因为大多数的颗粒壁切向力在这个区域是远离库仑屈服准则。颗粒-颗粒和颗粒-壁接触力的分布$P(f)$在大作用力下呈现指数状衰减，与之前的研究一致。
2003-01-31 cond-mat.soft
Unjamming of Granular Packings due to Local Perturbations: Stability and Decay of Displacements
本文研究了硬磁盘堵塞包装中的局部变形所产生的力学响应。基于离散元模拟，我们确定的临界力的局部扰动，需要打破机械平衡，并检查所产生的位移场。位移随离扰动点的距离的幂律衰减。的衰减指数和临界力表现出非平凡的依赖于摩擦：这两个量是非单调的，并有一个尖锐的最大值在摩擦系数0.1。我们发现，力学响应特性是密切相关的力的不确定性的问题，类似的非单调行为观察到以前。建立了临界力与静力网络系综之间的直接联系。
2007-08-09 cond-mat.soft
Competition between Glassy Five-Fold Structures and Locally Dense Packing Structures Governs Two-Stage Compaction of Granular Hexapods
School of Physics, Chengdu University of Technology（成都理工大学物理学院）；State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection, Chengdu University of Technology（成都理工大学地质灾害防治与地质环境国家重点实验室）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；School of Physics and Electronic Science, East China Normal University（华东师范大学物理与电子科学学院）
本研究利用X射线断层扫描实验发现，3D打印六足体颗粒的敲击压实呈现两阶段机制：初期由颗粒互锁形成局部力学稳定结构，后期则形成五重对称的密集多面体聚集体，表现出类硬球系统的玻璃态无序构型，揭示了无序颗粒材料的普适组织原则。
2025-11-02 cond-mat.soft
Optimizing Packing Fraction in Granular Media Composed of Overlapping Spheres
当随机倒入容器中时，什么形状的颗粒会产生最高的填充分数？为了有效地探索和导航巨大的搜索空间，我们将分子动力学模拟与人工进化相结合。任意颗粒形状由一组不同直径的重叠球体表示，使我们能够近似光滑表面，分辨率与包含的球体数量成比例。我们发现了一个平面三角形颗粒的家庭，其包装分数$ϕ\sim$ 0.73超过几乎所有的无摩擦颗粒的随机包装的实验结果。我们调查如何$ϕ$取决于包括一个单独的颗粒和表面的光滑度的球体的安排。我们使用该家族最简单成员的3D打印副本进行实验验证了模拟，该成员是由三个半径相同的重叠球体组成的平面粒子。与3D打印的非球面椭球体的直接实验比较表明，三角形颗粒不仅在大系统尺寸的限制下而且在限制于小容器时包装得非常好。
2015-10-19 cond-mat.soft
Packing fraction of clusters formed in free-falling granular streams based on flash X-ray radiography
我们研究了使用闪光X射线照相术的球形和不规则形状的颗粒的自由落体流的集群的包装分数。簇的估计包装分数是足够低，对应于配位数小于6。数值模拟中的这种配位数对应于碰撞和生长而不反弹的聚集体。此外，不规则颗粒的流演化更快，并形成具有较低的填充分数的较大尺寸的集群。颗粒流的这一结果表明，颗粒形状对颗粒材料的团聚过程有显着的影响。
2021-03-09 astro-ph.EP cond-mat.soft
