Bethe approximation for a system of hard rigid rods: the random locally tree-like layered lattice
研究了固定长度为k的刚性长杆系统的Bethe近似，其中只排除体积相互作用。对于足够大的k，该系统经历了各向同性的相变作为密度的杆的函数。Bethe晶格，这是传统上用于推导自洽方程的Bethe近似，是不适合研究硬棒系统，因为它不允许一个密集的包装棒。我们定义了一个新的晶格，称为随机局部树状层状晶格，它允许密集包装的杆，并为近似是准确的。我们发现，对于一个4配位晶格，k>=4的k-mer经历了一个连续的相变。对于偶数配位数q>=6，跃迁只存在于k >= k_{min}（q）时，并且是一阶的.
2011-02-21 cond-mat.stat-mech
Steady state of tapped granular polygons
采用离散元法研究了不同颗粒形状的稳态堆积率。颗粒是单一大小的正多边形，从三角形到二十边形。与圆盘填料的比较表明，多边形填料的稳态填充率随敲击强度的变化呈现相同的趋势。然而，如预期的那样，对于可以镶嵌平面的形状（三角形、正方形和六边形），获得了更好的填充分数。此外，我们发现一个尖锐的过渡包装的多边形超过13个顶点的信号在包装分数在一个特定的轻敲强度的不连续性。大多数形状的密度波动是一致的，最近的实验结果在磁盘包装，但是，一个特殊的行为被发现三角形和正方形。
2010-10-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Algorithms to generate saturated random sequential adsorption packings built of rounded polygons
本文提出了一种生成由圆角多边形构成的严格饱和随机序列吸附堆积的算法。它可用于研究各种不同形状的填料的各种特性，并用于模拟复杂分子不可逆吸附过程中获得的单层。在这里，我们应用该算法来研究由圆形正多边形构成的填充的密度。与填充的正多边形，其中填充分数的增长与多边形的边数的增加，填充分数达到最大值的填充的圆角正三角形。随着多边形边数的增加和圆化半径的增加，填充分数趋于由圆盘构建的填充给出的极限。然而，即使对于圆角25边形（这里研究的边数最高的正多边形），它们的密度仍然略高。
2021-05-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Enumeration of distinct mechanically stable disk packings in small systems
我们创建机械稳定（MS）包装的bidisperse磁盘使用的算法中，我们连续增长或收缩软排斥磁盘，然后通过能量最小化，直到重叠是消失的小。我们专注于小系统，因为这使我们能够列举几乎所有不同的MS包装。我们测量了在填充分数$ϕ$下获得MS填充的概率，并发现了几个值得注意的结果。首先，概率是高度不均匀的。当在窄堆积分数区间上平均时，最可能的MS堆积发生在最高的$ϕ$处，并且概率随着$ϕ$的减小而指数衰减。更令人吃惊的是，在每个填充分数区间内，概率可以变化许多数量级。通过使用两种不同的包装生成协议，我们表明，这些结果是强大的，包装频率不改变定性与不同的协议。
2006-06-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dense sphere packings from optimized correlation functions
基本光滑函数（超越接触）被用来构造成对的关联函数，以模拟堵塞的无序球填充。使用Torquato和Stillinger [J. Phys. Chem. B 106，8354，2002]的g2不变优化方法，在必要的可实现性条件下优化这些函数中的参数，以最大化填充分数phi和每个球Z的平均接触数。一对关联函数，它包含了无序堆积的显著特征，并且在接触之外是光滑的，被示出为允许φ为0.6850：该值表示三维中全等硬球的最大值π/sqrt{18} ~ 0.7405，和0.64，与最大随机堵塞（MRJ）填料在三维空间中的近似分数。我们发现，令人惊讶的是，继续添加由光滑正弦曲线组成的初等函数，其衰减为r^{-4}，允许填充分数接近pi/sqrt{18}。一个平移顺序度量是用来区分度的顺序包装。我们发现，为了获得更高的填充分数，有序度必须增加，这与先前研究的结果一致[Torquato等人，物理修订版信函84，2064，2000]。
2009-01-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Capillary ordering and layering transitions in two-dimensional hard-rod fluids
本文计算了两条硬线间二维硬棒流体的表面相图。在第一阶段中，我们研究的半无限系统组成的各向同性流体与一个单一的硬线接触。我们已经发现完全润湿的柱状相在壁各向同性流体界面。当流体被限制在两个硬壁之间时，通过一级相变发生毛细管柱有序化。对于更高的化学势的系统表现出分层过渡，即使是非常窄的狭缝（接近一维极限）。所使用的理论模型是基于基本测量泛函的密度泛函理论，该基本测量泛函在限制取向近似（Zwanzig模型）中应用于硬矩形流体。这里提出的结果可以在实验中检查由杆制成的二维颗粒介质，其中由外部源引起的垂直运动和排除的颗粒之间的体积相互作用允许系统探索那些熵最大化包装配置的定态。我们声称，这里发现的一些表面现象可以存在于二维颗粒介质流体。
2007-04-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
From crystal to amorphopus: a novel route towards unjamming in soft disk packings
本文用数值方法研究了由单分散晶体压缩而成的双分散和多分散圆盘填料的不堵塞率。在双分散体系中，f + = 40%~ 80%的粒子半径增加了ΔR，其余粒子半径减小了ΔR。多分散填料是通过在[-ΔR，ΔR]范围内根据均匀分布改变所有颗粒半径来制备的。结果表明，临界堆积分数不大于初始单分散晶体的值，即η = π/12，最低值约为无规密堆积的值。这些结果被看作是小-小颗粒接触的增加和由大-大颗粒接触提供的局部结晶顺序之间的相互作用的结果。
2010-08-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Confined disordered strictly jammed binary sphere packings
在约束条件下的无序堵塞填料受到的关注比它们的对应物\textit{bulk}少得多，但在各种实际情况下也会出现。在这项工作中，我们研究了限制在两个平行硬平面之间的二元球填充，并推广了Torquato-Jiao（TJ）顺序线性规划算法[Phys. Rev. E { \bf 82}，061302（2010）]，以获得推定的最大随机堵塞（MRJ）填充，其在大范围的平面分离距离$H$上精确均衡且具有高保真度，小球与大球半径比$α$和小球相对浓度$x$。我们发现，包装特性可以从他们的散装类似物，这是由于我们所谓的“约束挫折”有很大的不同。密闭包装中的响尾蛇通常比散装包装中的响尾蛇更为普遍。我们观察到，填充分数，rattler分数和MRJ填料的无序度一般增加与$H$，虽然存在例外。当$H$在$H$的某些值附近变化时，填充特性的不连续性是由于不同堵塞状态之间的相关不连续转变。我们还应用局部体积分数方差$σ_τ^2(R)$来表征约束填料，并发现这些填料具有基本上相同的水平的超均匀性作为他们的散装同行。我们的发现通常与生物学中出现的受限包装有关（例如，鸟类和昆虫的结构颜色），并可能对高密度粉末的产生和改进电池设计产生影响。
2015-12-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tuning Jammed Frictionless Disk Packings from Isostatic to Hyperstatic
我们进行了广泛的计算研究的二维静态bidisperse磁盘包装使用两个不同的包装生成协议。第一个涉及在热淬火速率$r$和初始填充分数的范围内将平衡的液体配置热淬火至零温度，然后以小步骤压缩和减压以在堵塞开始时达到填充分数$ϕ_J$。对于第二个，我们种子系统的初始配置，促进微观和宏观相分离的填料，然后压缩和解压到$ϕ_J$。我们发现，无定形，均衡包装存在于一个有限的范围内的包装分数从$ϕ_{\rm min} \le ϕ_J \le ϕ_{\rm max}$在大系统的限制，与$ϕ_{\rm max} \approx 0.853$。与以前的计算一致，我们得到了$r > r^*$的$ϕ_{\rm min} \approx 0.84$，其中$r^*$是速率，高于该速率，$ϕ_J$对速率不敏感。我们进一步比较了等静压填料与超静压填料的结构和机械性能。结构表征包括接触数、键取向顺序和大小颗粒的混合比。我们发现，均衡包装的位置和组成无序，而键取向和组成顺序增加与接触数的超静定包装。此外，我们计算的静态剪切模量和正常模式频率的静态填料，以了解在何种程度上的机械性能的无定形，均衡填料是不同的部分有序填料。我们发现，填料的机械性能不断变化的接触数的增加，从等静压到超静压。
2010-07-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Onset of mechanical stability in random packings of frictional spheres
使用沉降，以获得精确控制的包装的非粘性球，我们发现，体积分数$ϕ_{\rm RLP}$的loophilic机械稳定的包装是在一个操作的意义上，以及由一个极限过程定义。该随机松散堆积体积分数随着压力$p$的降低和颗粒间摩擦系数$μ$的增加而降低。使用X射线层析成像来校正取决于颗粒尺寸的容器边界效应，我们发现在极限$p \to 0$中的粗糙颗粒的一个新的下限，$ϕ_{\rm RLP} = 0.550 \pm 0.001$。
2008-07-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The fraction of condensed counterions around a charged rod: Comparison of Poisson-Boltzmann theory and computer simulations
本文研究了高电荷刚性聚电解质溶液中的反凝聚现象。提出了一种方法，该方法-基于电荷分布函数-确定凝聚离子的分数和凝聚层的径向延伸。在无盐Poisson-Boltzmann（PB）理论中，它再现了曼宁参数xi>1的凝聚离子的众所周知的分数1-1/xi。此外，它预测了一个弱盐依赖性的这部分和崩溃的概念，在高盐限的反凝聚。我们补充我们的理论研究与分子动力学模拟的细胞状模型，不断产生更强的凝聚比PB理论预测。虽然理论和模拟之间的协议是优秀的单价，弱电荷的情况下，它恶化的静电相互作用强度的增加，特别是，增加价。例如，在高浓度的二价盐和大的xi，我们的计算机模拟预测电荷振荡，这意味着场论是无法重现的。
1999-10-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Random close packing revisited: How many ways can we pack frictionless disks?
我们使用一种算法在2d中创建50-50个双分散混合物的光滑圆盘的集体堵塞（CJ）包装，在该算法中，我们连续压缩或膨胀软颗粒，并在每一步最小化总能量，直到颗粒刚好接触。我们专注于2D中的小系统，因此能够找到每个系统大小的几乎所有集体堵塞状态。我们将用于在特定填充分数$ϕ$处获得集体堵塞状态的概率$P(ϕ)$分解为两个复合函数：1）CJ填充分数的密度$ρ(ϕ)$，其仅取决于几何形状;以及2）频率分布$β(ϕ)$，其取决于用于创建它们的特定算法。我们发现，功能$ρ(ϕ)$是尖锐的峰值和$β(ϕ)$指数依赖于$ϕ$。我们预测，在无限系统尺寸限制的行为$P(ϕ)$在这些系统中是由CJ包装分数的密度-而不是频率分布。这些结果表明，当$N \to \infty$时，$P(ϕ)$中峰的位置可用作随机紧密堆积的协议无关定义。
2005-03-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Packing Fraction of a Two-dimensional Eden Model with Random-Sized Particles
本文对二维随机粒子Eden模型进行了数值模拟。在本模型中，颗粒半径由具有平均值$μ$和标准差$σ$的高斯分布生成。首先，我们研究了伊甸园集群的散装包装分数，并研究了标准偏差和粒子总数$N_{\mathrm{T}}$的影响。我们表明，散装包装分数取决于颗粒的数量和标准偏差。特别是，对于标准偏差的依赖性，我们已经确定了无量纲标准偏差的极限内的堆积分数的渐近值。这个值大于在以前的研究中获得的伊甸园模型与均匀尺寸的颗粒的填充分数。其次，我们研究了包含界面涨落影响的整个Eden团簇的堆积率。我们发现，整个包装分数取决于颗粒的数量，而它是独立的标准偏差，相反，散装包装分数。以类似的方式，散装包装分数，我们已经获得了在极限$N_{\mathrm{T}} \to \infty$的整个包装分数的渐近值。得到的整个堆积分数的值小于体积值。这一事实表明，伊甸园集团的界面波动影响的包装分数。
2017-12-20 cond-mat.stat-mech physics.data-an
Random close packing fractions of lognormal distributions of hard spheres
我们将最近的一维算法用于预测多分散硬球的随机紧密堆积分数[Farr和Groot，J.Chem.Phys.133，244104（2009）]应用于球尺寸的对数正态分布和这种群体的混合物的情况。我们的结果比较好，直接模拟球体在三维空间中的两个慢得多的算法，并表明该算法是足够快的粒子包装的逆问题：设计尺寸分布，以满足所需的标准。本文中使用的一维方法是以C编程语言的计算机代码实现的，根据GNU通用公共许可证（版本2）的条款，可在http://sourceforge.net/projects/spherepack1d/上获得。
2013-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic Pathways to Helix Formation: Packing Stabilization and Sticky Interactions in Chiral Polymer Condensates
Indian Institute of Science, Bengaluru（印度科学学院）
研究揭示了在聚合物坍缩中螺旋结构形成的两种物理机制，通过几何与立体效应及能量与可协调效应，解释了手性螺旋的稳定性起源及形成条件。
2026-03-29 cond-mat.stat-mech
Critical packing fraction at the phase separation transition in hard-core mixtures
在本文中，我涉及的二元硬核混合物在小尺寸比的限制相分离转变的键渗流转变。它允许估计的临界包装分数在过渡作为一个功能的大小比和组成的混合物的不同形状的物体。理论预测是在良好的定量协议与数值模拟的二元平行硬平方混合物。
1998-10-06 cond-mat.stat-mech
Dense periodic packings of tetrahedra with small repeating units
我们提出了一个单参数家庭的定期包装的正四面体，包装分数$100/117\approx0.8547$，这是简单的意义上说，他们是传递和他们的重复单元只涉及四个四面体。填料的建设的灵感来自于一个数值搜索的结果，产生了类似的包装。我们提出了一个分析结构的包装和描述其性质。我们还提出了一个传递包装与两个四面体的重复单元和包装分数$\frac{139+40\sqrt{10}}{369}\approx0.7194$。
2010-03-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math.MG
The disc random packing problem: a disorder criterion and an explicit solution
预测密度随机盘填充分数是与许多学科和技术相关的未解决的范例问题。一个困难是，它是不明确的，没有设定一个标准的障碍。另一个原因是，密度取决于打包协议，并且到目前为止，众多可能的协议参数阻碍了通用解决方案。本文提出了一种新的方法。在制定了一个适定形式的一般协议无关的问题，平面包装的磁盘，提出了一个系统的标准，以避免晶体六角形秩序，以及进一步的拓扑秩序。然后精确地导出最高可能的无规堆积分数：$ϕ_{RCP}=0.852525...$。该解决方案是基于所示的细胞顺序分布：（i）直接产生的包装分数;（ii）参数化所有可能的包装协议;（iii）使得有可能定义和限制所有的拓扑无序。该方法是进一步用于预测的最高包装分数在特定的协议，这是说明了一个家庭的简单剪切包装，产生最大熵细胞顺序分布。
2021-07-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
In a search for a shape maximizing packing fraction for two-dimensional random sequential adsorption
随机顺序吸附（RSA）的各种二维对象进行了研究，以找到一个形状，最大限度地饱和填充分数。这项调查是在我们以前的论文中开始的[Cievila et al.，Phys.Chem.Chem.Phys.17，24376（2015）]，其中研究了平滑二聚体的密排堆积。在这里，这种形状与平滑的$n$ -聚体，spherocylinders和椭圆形进行比较。发现所研究形状中最高的填充分数是$0.58405 \pm 0.0001$，并且是针对长轴与短轴比为$1.85$的椭圆获得的，这也是所研究形状中最大的各向异性。
2016-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Jamming transitions in amorphous packings of frictionless spheres occur over a continuous range of volume fractions
我们数值产生完全无定形组件的无摩擦球在三维空间，并研究这些填料在大体积分数的干扰过渡。我们指定四个协议产生的堵塞体积分数的临界值，这是急剧定义的限制大系统的大小，但每个协议是不同的。因此，我们直接建立了一个连续的体积分数范围内发生非平衡堵塞过渡的存在。然而，这些干扰过渡具有相同的临界行为。我们的研究结果表明，即使在没有部分晶体有序，一个独特的位置的随机紧密堆积不存在，和体积分数本身是不足以描述堵塞状态的属性。
2009-10-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
On the relation between virial coefficients and the close-packing of hard disks and hard spheres
讨论了已知维里系数是否足以确定硬球流体状态方程发散的填充分数$η_\infty$的问题。结果表明，由维里系数构造的压缩因子的直接Padé逼近所得到的信息是不确定的。提出了一种替代方法，它利用相同的维里系数和状态方程的形式，其中明确给出的包装分数作为压力的函数。硬盘和硬球流体，它可以直接容纳较高的维里系数时，这种方法的结果支持的猜想，即$η_\infty$等于对应于一个有序的晶体结构的最大包装分数。
2011-02-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Jamming as a critical phenomenon: a field theory of zero-temperature grain packings
一个场论的无摩擦颗粒填充在二维显示出零温度临界点在一个非零值的包装分数。力平衡的零温度约束在决定相变的性质方面起着至关重要的作用。两个序参量，<z>即平均接触次数与均衡值的偏差，和<F>，每个接触的力的平均大小，表征了从堵塞（高填充分数）到未堵塞（低填充分数状态）的转变。临界点具有混合的字符与序参量显示跳跃的不连续性，但与波动的接触力发散。在临界点处，F的分布显示了静态颗粒堆中观察到的特征平台。该理论对接触力的空间波动做出了可证伪的预测。有限温度动力学和推广到摩擦填料和更高的维度的影响进行了讨论
2005-04-14 cond-mat.stat-mech
Thermal Conductivity of Simple Liquids:Origin of Temperature and Packing Fraction Dependences
探讨了简单Lennard-Jones（LJ）液体导热系数中$T^{1/4}η^{3/2}$的温度依赖性和堆积分数依赖性都很弱的原因。为了分别讨论相互作用势中吸引势和排斥势的相对贡献，采用分子动力学模拟计算了一系列Weeks-Chandler-Anderson（WCA）流体的热导率.结果表明，对于给定的填充率，排斥部分在导热中起主要作用，而吸引部分对导热率没有直接影响。通过调查WCA流体与潜在的不同的柔软度，我们解释了LJ液体，如氩气和库仑液体，如NaCl之间观察到的差异。
2014-04-09 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Structural transitions in granular packs: statistical mechanics and statistical geometry investigations
我们调查平等的球体包装从几个实验和大量不同的数值模拟产生。这些无序包装的结构组织的共同邻居的网络方面进行了研究。该几何分析揭示了在对应于所谓的随机松散堆积极限（RLP，$ρ\sim 0.555$）和随机紧密堆积极限（RCP，$ρ\sim 0.645$）的堆积分数（相对于总体积，由球体占据的体积分数，$ρ$）处发生的网络聚类的急剧变化。在这些包装分数，我们也观察到突然的变化，在波动的自由体积的一部分，每个球周围。我们分析了这种波动的统计力学的方法，我们表明，这些异常与急剧变化的广义natural变量，这是类似于这些非热系统的比热在热系统。
2008-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
