Effect of adhesive interaction on strain stiffening and dissipation in granular gels undergoing yielding
无序固体中的应力诱导屈服/流化，其特征在于不可逆性和增强的耗散，对于广泛的工业和地质过程是重要的。虽然，在热系统中的这种现象已被广泛研究，他们仍然知之甚少颗粒固体。在这里，使用振荡剪切流变学和原位光学成像，我们研究能量耗散在一个致密的颗粒悬浮液中的粘合剂颗粒，形成屈服应力固体远低于各向同性干扰点中获得的硬球排斥的限制。我们发现有趣的非线性流动制度，包括周期内的应变硬化和塑性，强烈依赖于所施加的应变幅度（$γ_0$）和颗粒体积分数（$ϕ$）。我们证明，这种非线性在整个参数范围内可以有效地捕获的归一化能量耗散（$E_N$）的无量纲变量。此外，原位光学成像揭示了与局部速度的时空波动相关的不可逆粒子重排，其性质在整个屈服过渡中变化惊人。通过直接测量的临界堵塞包装分数使用颗粒沉降实验，我们提出了一个详细的相图，揭示了颗粒间的相互作用，在控制系统的流动特性的广泛的$γ_0$和$ϕ$值的作用。
2022-02-23 cond-mat.soft
Boundary element method for normal non-adhesive and adhesive contacts of power-law graded elastic materials
最近提出的制定的边界元法的粘接接触已被推广到功能梯度材料的接触和没有粘附。首先，从弹性模量按幂律变化的半空间表面受单一力作用的基本解出发，计算了矩形单元在常压力作用下的变形，得到了矩形网格的影响矩阵。利用共轭梯度法解决了由已知表面变形计算接触区所需应力的反问题。对于应力和位移之间的转换，使用快速傅立叶变换，大大减少了计算时间。针对梯度材料的粘着接触问题，提出了基于Pohrt和Popov方法的分离准则。对具有精确解析解的问题进行了数值试验，验证了基本思想和数值实现的正确性。
2016-12-26 cond-mat.soft
Collective ballistic motion explains fast aggregation in adhesive active matter
本研究通过自对齐粘性颗粒的活性系统，发现集体弹道运动导致快速聚集，并提出了统一框架解释实验中的聚集指数，对组织形成具有重要意义。
2025-09-09 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
From suspensions to porous multilayers: microstructure formation and particle packing in drying colloidal films
Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy (IET-2), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心埃尔朗根-纽伦堡亥姆霍兹可再生能源研究所（IET-2））；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）
本研究通过数值模拟结合理论模型，揭示胶体薄膜干燥时颗粒间相互作用决定最终多孔结构，为定制功能层提供指导。
2026-08-17 cond-mat.soft
Multicomponent adhesive hard sphere models and short-ranged attractive interactions in colloidal or micellar solutions
我们调查的粘性参数$t_{ij}=1/(12τ_{ij})$的依赖性-其中$τ_{ij}$是传统的巴克斯特参数-溶质直径$σ_{i}$和$σ_{j}$在多组分粘性硬球（SHS）模型的介观中性粒子的流体混合物。各种简单但现实的相互作用势，在文献中使用的模型\textit{short-ranged attractions}存在于真正的解决方案的胶体或反胶束，进行了审查。我们认为：i）范德华吸引力，ii）硬球损耗力，iii）聚合物包覆的胶体，iv）溶剂化效应（特别是油包水微乳液的反胶束之间的疏水键合和吸引力）。我们映射到一个等效的SHS模型，通过要求第二维里系数的平等，这些潜力。主要的发现是，对于大多数考虑的潜力，大小依赖的$t_{ij}(T,σ_{i},σ_{j})$可以近似由基本上相同的表达式，即一个简单的多项式变量$σ_{i}σ_{j}/σ_{ij}^{2}$，系数取决于温度$T$，或-耗尽相互作用-上的填充分数$η_{0}$的耗尽粒子。
2006-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Frictional Adhesive Contact of Multiferroic Coatings Based on the Hybrid Element Method
该研究采用 HEM、MD 模型、AD-CGM 与 DC-FFT 分析刚性绝缘球滑动时多铁涂层的摩擦粘着接触，揭示涂层厚度及摩擦对力电磁场和前后缘对称性的影响。
2024-12-03 cond-mat.soft
Molecular packing, hydrogen bonding, and fast dynamics in lysozyme/trehalose/glycerol and trehalose/glycerol glasses at low hydration
众所周知，水和甘油有助于无定形蛋白质基质的结构松弛。然而，几项研究证明，它们也可能限制蛋白质的快速（$\sim$皮秒-纳秒，ps-ns）和小振幅（$\sim$皮秒）运动，这决定了它们在冻干糖混合物中的稳定性。为了确定它们如何与玻璃基质中的蛋白质和糖相互作用，从而调节它们的快速动力学，我们在低甘油和水浓度下对溶菌酶/海藻糖/甘油（LTG）和海藻糖/甘油（TG）混合物进行了分子动力学（MD）模拟。在添加甘油和/或水时，LTG和TG混合物的玻璃化转变温度T $_{\textrm{g}}$降低，玻璃的分子堆积得到改善，并且溶菌酶和海藻糖的均方位移（MSD）降低或增加，这取决于时间尺度和所考虑的温度。物种之间形成的氢键（HB）的详细分析表明，水和甘油可以通过增加它们在玻璃基质中形成的HB的总数和/或强度来抑制溶菌酶和海藻糖的快速动力学。
2017-09-30 cond-mat.soft
A hybrid LBM-DEM framework with an improved immersed moving boundary method for modelling complex particle-liquid flows involving adhesive particles
本文提出了一种改进的浸入式移动边界模型（IBM），用于求解耦合格子玻尔兹曼方法（LBM）和粘性离散元方法（DEM）中复杂的流体-颗粒相互作用问题。结果表明，当多个固体颗粒与同一个格子相交时，现有的格式不能很好地处理每个固体颗粒对流体的贡献。在本研究中，通过修改部分覆盖单元中的加权函数，完全解决了这个问题。在此基础上，提出了一种快速、高效、精确的线性近似方法，用于计算粒子与晶格间的部分互锁体积。通过多个基准算例的验证，所开发的IBM-LBM-DEM混合数值框架能够以较低的网格分辨率更详细地描述稠密颗粒间的流场，并有效地捕捉微球间的粘附力学。
2020-10-20 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Packing and ejection dynamics of polymers: Role of confinement, polymer stiffness and activity
本研究通过Langevin动力学模拟发现，聚合物刚性、活性和衣壳几何形状显著影响其包装与喷射动力学，增加活性可加速过程且对半柔性聚合物效果更显著。
2024-07-26 cond-mat.soft
DEM simulation of the powder application in powder bed fusion
本研究采用离散元方法（DEM）模拟粉末床熔融中的粉末铺粉过程，发现粘附力和范德华力是影响粉末堆积行为的关键因素，且模拟结果与实验定量一致。
2023-10-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fluctuations, structure factor and polytetrahedra in random packings of sticky hard spheres
在填充分数区间$0.329 < γ< 0.586$内对有序随机球填充进行了数值研究。为此，设计了快速运行的几何算法，以构建约300个聚集体，每个聚集体包含$10^6$球，这允许仔细研究局部波动并提高聚集体的对分布$P(r)$和结构因子$S(Q)$的计算精度。在各种参数（Voronoi曲面细分、接触协调数分布等）中，通过直接评估局部球数密度的波动来定量评估波动，其似乎遵循幂律。Voronoi盒体积的半高宽在整个填充率范围内呈现出规律性的变化。狄拉克峰出现在对关联函数的聚集体的包装分数的减少，表明越来越大的多面体的增长，这体现在两种方式上的结构因子，在低和大$Q$值。这些低PF聚集体具有由嵌入更无序基质中的规则多面体制成的复合结构。顺便说一句，建筑四面体的不规则性指数似乎是一个更好的参数比包装分数来描述骨料结构的各种功能。
2014-09-08 cond-mat.soft
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
Fast decay of the velocity autocorrelation function in dense shear flow of inelastic hard spheres
我们发现，在补充实验和事件驱动的模拟剪切非弹性硬球的速度自相关函数$ψ(t)$衰减快得多，比$t^{-3/2}$获得的弹性球流体在平衡。在实验中测量了被粗糙壁剪切的重力驱动流内的颗粒位移。在实验中获得的平均填充分数为0.59，并且在模拟中的填充分数在0.5和0.59之间变化。观察到的运动是扩散在很长一段时间内，除了在实验中有分层的颗粒平行于边界，扩散层之间被抑制。无论如何，观察到的快速衰减的$ψ(t)$，这表明这是一个功能的剪切耗散流体，是独立的细节的相对粒子的安排。我们的研究的一个重要意义是，剪切应力的非解析贡献可能不存在于剪切非弹性流体，导致更广泛的适用性的动力学理论方法致密颗粒物质。
2008-11-18 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
Dynamics in the presence of attractive patchy interactions
我们报告了广泛的蒙特卡罗和事件驱动的分子动力学模拟的液体组成的粒子相互作用通过硬球相互作用补充的四个四面体协调的短程吸引（“粘”）点，一个模型介绍了几年前由Kolafa和Neidenda [J. Kolafa和I.内格罗尔达山161，87（1987）]。要访问的模型的动力学特性，我们引入并实现了一个新的事件驱动的分子动力学算法，适合于研究的演变的刚体相互作用，旁边的排斥硬核，与短程间补丁方势阱。我们评估的热力学性质的模型在深过冷状态下，键网络是充分发展，密度异常的证据。我们表明，不同于球对称相互作用粒子的模型，在一个很宽的区域内的包装分数的液体可以过冷，而不会遇到气液旋节线。特别是，我们建议，有一个最佳的包装分数（不是很不同的六角形冰包装分数），在该键四面体网络充分发展。我们发现的动态异常网络形成液体的特点的证据。事实上，在最佳网络填充周围，动态都取决于增加和减少填充分数。最后，我们确定了等扩散系数线在填充分数-温度平面上的形状，并建立了模型相图中动态停滞线的形状。结果进行了讨论，在连接到胶态分散体的粘性颗粒和凝胶形成蛋白质和它们的能力，形成动态逮捕状态。
2005-11-04 cond-mat.soft
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
Flowing crystal of self-propelled particles
我们实验和数值模拟研究的结构和动力学的单分散包装自发对齐自走硬盘。填充是这样的，它们的平衡对应物形成完美有序的六方结构。在实验上，我们首先在一个六边形的舞台上形成一个完美的晶体，它尊重相同的晶体对称性。通过去除一些颗粒而获得的六方有序的挫折导致形成快速扩散的“液滴”。除去更多的颗粒，整个系统自发地形成宏观剪切流，同时保持整体晶体结构。这种流动的晶体结构，我们称之为“流变晶体”，是通过沿着局部堆垛层错的剪切凝聚而成的。数值模拟很好地再现了实验观察，并允许我们探索参数空间。他们表明，流变晶体既不是由挫折，也不是由噪声引起的。他们进一步表明，较大的系统流动更快，同时仍然保持有序。
2018-05-22 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
Dynamical properties of particulate composites derived from ultradense stealthy hyperuniform sphere packings
本文利用改进的优化算法生成超致密隐身超均匀球堆积，推导出两相介质并估算了其有效动态介电常数与扩散传播性，发现其具有更快的相间扩散和完美透明性等优异传输与光学行为。
2025-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
