Tunable mechanical properties and air-based lubrication in an acoustically levitated granular material
James Franck Institute, University of Chicago（詹姆斯·弗兰克研究所，芝加哥大学）；Department of Physics, University of Chicago（芝加哥大学物理系）；Department of Physics, Drexel University（德雷塞尔大学物理系）；Department of Chemistry, Stanford University（斯坦福大学化学系）；Department of Radiology, Stanford University（斯坦福大学放射学系）；Department of Chemical Engineering, Stanford University（斯坦福大学化学工程系）
本研究通过声学悬浮技术调节颗粒材料的机械性能，并利用空气层实现润滑效果，探索大颗粒粘结环境下润滑的影响。
2024-12-17 cond-mat.soft
Acoustic Probing of the Jamming Transition in an Unconsolidated Granular Medium
沿着未固结颗粒堆积结构的机械自由表面引导的声波实验提供了关于颗粒介质在非常低的压力下的弹性的信息，该压力自然地由重力加速度和表面下的深度控制。比较所确定的色散关系与理论模型的引导表面声学模式揭示了颗粒介质的弹性模量对压力的依赖性。实验证实了最近的理论预测，通过非仿射运动的无序颗粒堆积松弛导致一个特殊的缩放剪切刚度与压力附近的堵塞过渡对应于零压力。出乎意料的是，与大多数现有理论不一致的是，体积模量以与剪切模量非常相似的方式取决于压力。
2019-11-15 cond-mat.soft physics.class-ph
Granular Impact Dynamics: Acoustics and Fluctuations
在相应的流体动力学视频中，为APS DFD 2012流体运动画廊创建，我们展示了2D颗粒碰撞实验的高速视频，其中入侵者从上方撞击一组双分散光弹性盘。我们讨论入侵者下面的力，它在空间和时间中强烈波动。这些波动对应于传播到介质中的声脉冲。分析表明，在我们的实验中，这个过程是由与颗粒团簇的碰撞主导的。来自这些碰撞的能量沿着颗粒网络被携带到颗粒介质中，在那里被耗散。
2012-10-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Acoustic resonances in a confined set of macroscopic disks
在这项工作中，我们研究了一个系统的颗粒磁盘封闭在一个矩形区域。颗粒盘以高颗粒密度排列成六边形晶格。具体来说，我们感兴趣的是机械信号传输的条件。两种不同的潜力被认为是。我们的结果是通过软盘计算机模拟得到的。我们从相应的Hessian矩阵中解析地确定了系统的本征频率谱。或者，本征频率也可以从分子动力学模拟的时间演化中获得。先前的工作表明，颗粒物质中的机械信号传输可以用于开发声学开关。我们的研究结果表明，工作范围的颗粒开关的变化显着不同的相互作用模型。特别地，对于某些粒子间力，信号传输中可能出现强各向异性。
2019-11-14 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
Acoustic emissions of nearly steady and uniform granular flows: a proxy for flow dynamics and velocity fluctuations
在颗粒流期间发射的地震波由不同的源产生：颗粒间冲击产生的高频和全球运动和大尺度变形产生的低频。为了揭示这些不同的机制，对干准定常颗粒流发射的地震波进行了实验研究。使用冲击加速度计记录发射的地震波，并使用快速相机捕获流动动态。分析了颗粒冲击的力学特性，以及冲击之间的持续时间和颗粒运动的相关性。高频地震波（1-50 kHz）被发现起源于颗粒冲击和波被困在流动层。低频波（20-60 Hz）由颗粒沿着其轨迹的振荡产生，即由剪切期间的膨胀/压缩循环产生。颗粒温度（即颗粒速度波动的平方）和平均速度的轮廓进行了测量，并与流的平均特性以及倾斜角和流的厚度。这些配置文件，然后在一个简单的稳定颗粒流模型预测辐射地震能量和能量效率，即流动势能转换为地震能量的分数。导出了与地震功率、剪切应变率和惯性数有关的标度律。特别地，发射的地震功率与颗粒温度成正比，颗粒温度也与平均流速有关。
2021-01-11 cond-mat.soft
An explicit granular-mechanics approach to marine sediment acoustics
本文采用颗粒力学理论与离散元模拟研究海洋沉积物声学，揭示无序颗粒堆积结构导致相速度和衰减的反常频率标度律。
2024-05-10 cond-mat.soft physics.geo-ph
Synchronized oscillations and acoustic fluidization in confined granular materials
根据声流化假说，即使没有外部扰动，地震断层内部也会形成特征频率的弹性波。这些波能够产生与围压相反的法向应力并促进破坏。在这里，我们研究的机制，负责通过数值模拟的颗粒断层模型的波激活。我们观察到的粒子属于的膨胀骨干，这维持的应力，执行同步振荡的椭圆形轨迹在断层面。这些振荡发生在声流化的特征频率。随着施加的剪切应力的增加，这些振荡变得垂直于断层面之前的系统失败，反对围压，一致的声波流化的情况。在声流化频率下，外部扰动可以引起相同的取向变化。
2018-01-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Acoustodynamic mass determination: Accounting for inertial effects in acoustic levitation of granular materials
本文研究声学陷阱中颗粒材料受流体惯性影响的动力学，通过考虑边界层效应定量解释与斯托克斯动力学的偏差，并利用振荡测量校准陷阱和表征粒子。
2023-08-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Nonlinear effects for coda-type elastic waves in stressed granular media
本文介绍了松散颗粒介质中多次散射弹性波的非线性声学效应的实验结果及其解释。中心频率高于介质的所谓截止频率的短波包在静态应力玻璃珠板的一侧发射，并在多次散射和非线性相互作用后在另一侧接收。由于非线性和散射，典型的信号与其初始辐射形状相比强烈失真。结果表明，声波的变形幅度远低于平均静态变形的接触在介质中可以修改介质的弹性性能，特别是对于弱接触骨架部分。这解决了声激励期间和之后的颗粒结构的再现性的问题，这是必要的，以了解在颗粒介质的弹性性能的声学方法的非破坏性测试。尾波信号分析被证明是一个强大的时间分辨工具，以监测轻微的修改，在弹性响应的松散颗粒结构。
2008-05-29 cond-mat.soft physics.class-ph
Stick-slip instabilities in sheared granular flow: the role of friction and acoustic vibrations
本文提出了一个致密颗粒材料的剪切流理论。该理论的一个关键因素是有效温度，它决定了材料如何响应外部驱动力，如剪切应力和振动。我们表明，在我们的模型中，即使材料在较大的速率下发生速率强化，颗粒之间的摩擦也会在中等剪切速率下产生粘滑行为。此外，外部产生的声振动改变粘滑振幅，或完全抑制粘滑，这取决于压力和剪切速率。我们构建了一个相图，表明粘滑发生在一个固定的振幅和频率的声振动的存在和不存在的参数制度。这些结果将微观物理学与宏观动力学联系起来，从而产生了关于各种颗粒现象的有用信息，包括沿地震断层的破裂和滑动、不稳定性的远程触发以及材料加工中摩擦的控制。
2015-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Induced and endogenous acoustic oscillations in granular faults
无序系统的摩擦特性受外界扰动的影响。这些扰动通常通过降低宏观摩擦系数来削弱系统。这种摩擦减少在由两个板块之间的粒状颗粒组成的无序系统的情况下特别令人感兴趣，因为这是地震断层的简单模型。事实上，在地球物理学的背景下，摩擦弱化可以解释一些断层的意外弱点，以及地震的远程触发。在这篇手稿中，我们回顾了最近的结果，有关的反应限制颗粒系统的外部扰动，考虑到不同的机制，扰动可能削弱系统，相关的摩擦减少地震，以及讨论有趣的情况下，削弱是不是单调的扰动频率，使一个重入过渡观察，因为系统首先进入流化状态，然后返回到摩擦状态。
2019-01-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Edges control clustering in levitated granular matter
小团簇的性质很大程度上取决于其组成粒子之间的相互作用。然而，设计和调节宏观颗粒之间的相互作用仍然具有挑战性，例如在颗粒材料中。在这里，我们使用声悬浮来捕获宏观颗粒并在它们之间产生力。我们的主要结果表明，悬浮在声场中的颗粒更喜欢沿着尖锐的边缘接触。边缘的曲率半径直接控制这些力的大小。这些高度定向的相互作用，结合局部接触力，产生了一系列不同的集群形状。我们的研究结果为宏观粒子之间的特定力的设计，指导它们的组装和驱动它们的运动开辟了新的可能性。
2019-06-06 cond-mat.soft
Temporal analysis of acoustic emission from a plunged granular bed
采用实际时间和自然时间分析方法，分析了下落颗粒床声发射（AE）事件的统计特性。这些时间分析方法使我们能够调查AE事件的细节，遵循幂律分布。在实际时间分析中，最大事件（即，Omori-Utsu定律）。虽然前者总是表现出幂律形式，但后者并不总是服从幂律。事件发生过程的马尔可夫性也验证了使用标度律，假设它们都表现出幂律。我们发现，有效剪切应变率是区分颗粒声发射事件中幂律性和马尔可夫性出现率的关键参数。对于自然时间分析，通过计算自然时间的方差$χ_k$揭示了自组织临界态的存在，其中N个事件的$k$次自然时间定义为$χ_k=k/N$ .此外，能差分布可以用$q$ -高斯形式拟合，这也与系统的临界性相一致。
2015-09-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear-wave-induced softening and simultaneous compaction in dense granular media through acoustic lubrication at flow heterogeneities
我们报道了在声共振实验中，一个封闭的致密颗粒堆的同时软化和压实。弹性软化表现为剪切波速度的降低，当波幅增加超过某个阈值时。没有观察到宏观的晶粒重排或结晶，相反，弹性软化伴随着晶粒粗糙度尺度上的少量压实。我们解释这些明显的矛盾的意见，使用一个理论模型，剪切转换区（STZ）的基础上，软点和滑动接触。它预测的线性剪切应力-应变响应与可忽略的宏观塑性形变，由于小振幅的声波振荡。然而，这些波通过颗粒接触的声润滑降低颗粒间摩擦和接触刚度，导致结构无序或压实性增加和动态模量软化。压实与这种微观摩擦力的减少是一致的预测由一个伊辛样STZ之间的相关性在subyield制度。
2022-09-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic effective mass of granular media and the attenuation of structure-borne sound
我们报告的实验和理论研究的频率依赖性的有效质量，$\tilde{M}(ω)$，松散的颗粒占据一个刚性腔，以给定的填充分数，剩余的体积是不同湿度的空气。这使我们能够研究颗粒介质中的弹性响应和声学模式的衰减机制。我们证明，这是一个敏感和直接的方式来测量这些属性的颗粒介质的声学特性的变化的结构，包含颗粒填充的空腔的原因。具体来说，我们将这种理解的情况下，一个矩形杆的弯曲共振与一个充满粮食的空腔内it. The主要特点的$\tilde{M}(ω)$是一个尖锐的共振和广泛的背景，我们分析的背景下，简单的模型。我们发现：a）这些系统可以根据取决于高度和取决于直径的有效声速（$\sim 100-300$ m/s）和有效粘度（$\sim 5\times 10^4$泊）来理解。b）存在动态詹森效应，在这个意义上，在任何频率下，并且取决于样品制备的方法，大约一半的有效质量由空腔的侧壁承担，一半由底部承担。c）通过在不同湿度条件下进行实验，我们得出结论，在基本水平上，在我们的实验中，声学模式的阻尼由颗粒-颗粒接触处的吸附水膜主导，而不是由全局粘性阻尼主导。d）湿度对颗粒介质内的基本共振的阻尼具有单调增加的影响，其转化为颗粒负载棒内的阻尼的非单调但可预测的变化。
2015-10-12 cond-mat.soft
Acoustic measurement of a granular density of modes
在玻璃和其他无序材料中，对振动态密度的测量表明，与晶体材料中的德拜标度相比，过多的长波长（低频）模式与机械刚度的损失有关。在本文中，我们提出了一种新的技术来测量模式（DOM）在一个真正的颗粒材料，在其中我们模仿热激发使用白噪声声波的密度。由此产生的振动检测与压电传感器嵌入内部的一个子集的颗粒，从中我们能够计算DOM通过频谱的速度自相关函数，以前应用于热系统中的技术。单个粒子的速度分布被观察到是高斯分布，但由于单个分布的宽度不同，总体分布是非高斯分布。尽管这种偏离一个真正的热系统，我们发现，DOM表现出几个热的功能，包括德拜标度在压缩的六角形有序包装，并增加在低频率模式的围压降低。在无序包装，我们发现，一个特征频率$f_c$随压力的增加，但更弱的比已经观察到的模拟无摩擦包装。
2012-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Sounds of Failure: Passive Acoustic Measurements of Excited Vibrational Modes
粒状材料可能会因地震或脆性断裂等自发事件而失效。然而，测量和分析模型，预测这类材料的故障，而根本和实际的利益，仍然难以捉摸。包括球体、胶体玻璃和颗粒材料的数值填充在内的材料已经知道随着围压的降低会产生过量的低频振动模式。在这里，我们报告剪切颗粒材料的实验中，我们通过被动监测声发射监测激发模式的不断变化的密度。我们观察到的激发模式的分布与体和局部塑性一致的扩大，和明确的演变之前和之后的分布的形状散装故障。这些结果提供了一个新的解释的变化状态的材料接近粘滑破坏。
2018-05-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interaction of a Contact Resonance of Microspheres with Surface Acoustic Waves
研究了表面声波与1 μm二氧化硅微球的轴向振动共振相互作用。采用激光感生瞬态光栅技术激发声表面波并测量其色散。测量的色散曲线表现出“避免交叉”的行为，由于杂交的SAW微球共振。我们比较了测量的色散曲线与我们的分析模型预测，并找到很好的协议。所提出的方法可用于研究微米和纳米颗粒的接触力学和粘附以及微尺度颗粒晶体的动力学。
2013-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Wave mitigation in ordered networks of granular chains
我们研究了应力波通过有序二维颗粒链网络的传播。准粒子连续介质理论捕获的声脉冲分裂，弯曲，并通过网络重组，并用于获得其有效的声学性质。通过数值模拟和实验测试，证实了理论预测的网络的强大的消浪性能。特别是，通过系统传播的领先的脉冲幅度示出与传播距离呈指数衰减和发射波的空间结构示出沿入射波的方向的指数本地化。这些指数衰减的特征的长度尺度的研究和确定作为网络的几何性质的函数。这些结果为设计有效的冲击缓解结构开辟了道路，并为波在颗粒物质中的传播机制提供了新的见解。
2013-12-03 cond-mat.soft nlin.PS
Pressure Waves During Granular Flows in Varying Gravity Environments
本研究通过LAMMPS分子动力学模拟30,000个软球体在垂直料仓中的二维重力流，探讨了不同重力、弹性模量和出口直径下产生的向上压力波，发现这些波为非线性激波且遵循与线性波预期不同的幂律。
2025-06-27 cond-mat.soft
Shear flow of angular grains: acoustic effects and non-monotonic rate dependence of volume
天然存在的颗粒材料通常由角形颗粒组成，其形状和摩擦特性可能对宏观流动流变学具有重要影响。本文从理论上解释了最近在实验中观察到的一种特殊的自声压缩现象--角形颗粒中剪切带体积随剪切速率的非单调变化。我们的方法是基于这样的概念，即颗粒材料的体积是由一个有效的无序温度被称为压实度。被驱动颗粒材料中的噪声源耦合其各种自由度和环境，导致它们之间的熵流。颗粒尺度动力学由颗粒流的剪切转变区（STZ）理论描述，该理论解释了局部流动缺陷中的不可逆塑性形变，其密度由构型无序状态决定。为了模拟晶粒形状和摩擦特性的影响，我们提出了一个Ising样的内部变量来解释最近邻晶粒互锁和几何挫折，并解释摩擦的影响作为一个声学噪声强度。我们的实验测量和理论预测之间的定量协议，并提出额外的实验，提供严格的测试新的理论元素。
2014-08-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Proximity to Jamming Governs Acoustic Attenuation in Damped Packings
Van der Waals-Zeeman Institute, Institute of Physics, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学物理学院范德瓦尔斯-泽曼研究所）；Naval Postgraduate School（美国海军研究生院）；Process and Energy Laboratory, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学能源与工艺实验室）
研究人员提出堵塞网络散射（JNS）框架，通过数值模拟揭示流体饱和颗粒介质中声学衰减的线性频率依赖性源于颗粒堆积的临界频率转变，相关特征与实验数据吻合。
2026-08-31 cond-mat.soft
Anomalous wave reflection from the interface of two strongly nonlinear granular media
颗粒材料表现出强烈的非线性行为，影响信息在介质中的传播。动力学自组织的强非线性孤立波是颗粒链中的主要信息载体。在这里，我们报告的第一个实验观察到的戏剧性变化的反射率从界面的两个颗粒介质触发的非接触磁感应初始预压。将这种现象命名为“声二极管”效应可能是合适的。基于数值模拟，我们解释了这种效果的界面附近的粒子速度的高梯度。
2005-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Complex contact-based dynamics of microsphere monolayers revealed by resonant attenuation of surface acoustic waves
基于接触的振动在颗粒材料的动力学中起着至关重要的作用。含有宏观粒子的降维系统已经获得了对振动颗粒动力学的重要见解。我们研究了固体基底上二维单层微米级微球的接触振动。激光产生的表面声波的共振衰减的测量揭示了三个集体振动模式涉及的微球的位移和旋转。为了识别模式，我们调整粒子间的刚度，这将改变水平旋转共振的频率，同时使垂直共振不受影响。从测得的接触共振频率，我们确定颗粒基板和颗粒间的接触刚度，并发现前者是一个数量级大于后者。这项研究铺平了道路，为调查复杂的基于接触的动力学的微粒介质，展示了一种新的声学超材料，并产生一种新的方法来研究微纳米接触力学在多粒子网络。
2015-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
High speed imaging of traveling waves in a granular material during silo discharge
我们报告实验观察声波在颗粒状材料在共振筒仓放电称为筒仓音乐。采用高速成像技术跟踪粮食运动，采用加速度计和声学方法检测筒仓共振。颗粒在相邻的垂直位置不同相振荡，但信息在该系统中以声波的形式向上传播。我们发现，波的速度是不恒定的整个筒仓，但大大增加了对系统的下端，这表明在这个区域，在那里的流动变化从圆柱形收敛流的压力增加。在筒仓的上部，波速与相同材料静置（无流动）时测得的声速相匹配。谷物振动仅在筒仓上部表现出粘滑特性。
2011-02-03 cond-mat.soft
Avalanches can increase stored energy in a granular fault
Université Lyon 1-CNRS, Institut Lumière Matière（里昂第一大学-法国国家科学研究中心，光与物质研究所）
本文通过同步测量发现，颗粒断层中的雪崩可同时导致膨胀和弹性储能增加，表明雪崩能将应力重分布至更高载荷构型，对断层物理有重要意义。
2026-09-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.geo-ph
Energy dissipation in high speed impact on granular media
本文研究了高速冲击颗粒介质时的能量耗散机制，发现其主要由力链网络大规模重组探索亚稳态导致，传统阻力模型在此失效，且空间维度显著影响早期峰值力与冲击速度的标度关系。
2023-05-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.geo-ph
Friction and Pressure-Dependence of Force Chain Communities in Granular Materials
粒状材料通过力链网络传递应力。尽管这些链对表征系统的应力状态和动力学很重要，但没有通用的框架来量化它们的属性。最近，注意力转向网络科学的工具，作为一个有前途的路线，这样的描述。在本文中，我们应用社区检测技术的数值生成的填充球在一个范围内的颗粒间摩擦系数和围压。为了提取链状特征，我们使用模块化最大化与最近开发的地理零模型\cite{Bassett2015}，并优化技术，通过最小化检测到的社区的规范化凸包检测分支结构。我们通过力链社区的大小（粒子数量）、网络强度（内力）和归一化凸壳比（稀疏性）来表征力链社区。我们发现，前两个表现出近似线性相关，因此在很大程度上是多余的。对于压力$P$和颗粒间摩擦$μ$，我们观察到行为的交叉。对于$μ\lesssim 0.1$，填料表现出更高的压力敏感性。此外，我们确定了一个交叉压力，其中摩擦依赖开关从具有更大/强的社区在低$μ$与高$μ$。我们解释这些现象的空间分布的社区沿系统的垂直轴进行比较。这些结果为考虑颗粒系统的中尺度结构提供了新的工具，并为基于力链结构的简化描述铺平了道路。
2015-08-23 cond-mat.soft
Evidence of Raleigh-Hertz surface waves and shear stiffness anomaly in granular media
由于赫兹接触的非线性，颗粒物质中的声速随着压力而增加。在重力下，非线性弹性描述预测声传播仅可能通过表面模式，称为瑞利-赫兹模式，并由折射率梯度引导。在这里，我们直接证明这些模式在一个受控的实验室实验，并用它们来探测的弹性性能的颗粒填料下消失的围压。横向和矢状模式的形状和色散关系进行比较，包括有限尺寸效应的非线性弹性的预测。这允许测试在接近堵塞过渡处是否存在剪切刚度异常。
2008-03-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Failure of a granular step
研究了由非粘性钢球组成的颗粒台阶在重力作用下的快速破坏。该步骤最初与电磁铁保持在一起，并在电流关闭时释放。我们可视化的表面和运动的颗粒在整个放松。最初的故障发生在表面和后续的流动也被限制在表面作为步骤放松到其最终状态。表面的最终形状几乎是线性的，取决于台阶的初始角度，并且对晶粒的尺寸不敏感。桩的平均最终斜率仅略低于通过将颗粒缓慢倾倒到平坦表面上而形成的桩的休止角。的步骤的演变相比，我们的系统提出的对流扩散模型。在引入与流动有关的耗散参数后，该模型捕捉到了松弛的定性特征。
2005-03-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Symmetry-breaking motility of an active hinge in a crowded channel
本研究通过数值模拟分析拥挤通道中主动铰链的动力学，发现其运动寿命随堆积分数和自推进强度非单调变化，并存在构型突变，为设计可切换动力模式的颗粒超结构提供可能。
2025-06-20 cond-mat.soft
Experimental measurements of the granular density of modes via impact
提出一种利用单次冲击声学测量三维颗粒材料模态密度的实验方法，发现低压下低频模态过剩及随压力移动的低频峰，为研究颗粒模态密度提供了简便手段。
2024-07-26 cond-mat.soft
Fluctuations of local plastic strain in granular media
本文结合颗粒追踪与DAWS实验研究旋转鼓中振荡剪切颗粒介质的应变涨落，揭示其颗粒尺度非均质性、类扩散循环分支及塑性应变涨落与平均应变的标度关系。
2025-09-27 cond-mat.soft
Preserving elastic anisotropy with tessellations of granular packings
Yale University（耶鲁大学）；University of Michigan（密歇根大学）；The City College of The City University of New York（纽约市立学院）
本文研究通过设计多连通颗粒voxel结构，实现高各向异性弹性能，展示在不同压力下颗粒堆积的各向异性变化及调控方法。
2026-04-13 cond-mat.soft
Nonlinear Low-to-High Frequency Energy Cascades in Diatomic Granular Crystals
本文研究了冲击载荷作用下一维强非线性双原子颗粒晶体中波的传播。取决于“轻”与“重”珠的质量比，该系统表现出从高度局部化的行波到以强衰减为特征的高度色散波的丰富的波动动力学。我们通过实验证明了粒子的非线性共振和反共振相互作用，并验证了非线性共振导致强烈的波衰减，从而导致高效的非线性能量级联，而不依赖于材料阻尼。在这个过程中，机械能从低频转移到高频，而传播波通过独特的空间级联以有序和混沌波形出现。这种从低到高的频率和波数的能量转移机制对于设计具有固有被动能量再分布特性的新型非线性声学超材料具有特别重要的意义。
2015-08-07 cond-mat.other cond-mat.soft
Viscometric flow of dense granular materials under controlled pressure and shear stress
本研究利用离散元法模拟，探讨在外部剪应力与压力作用下，密实颗粒物料的流动。在这种方法中，允许材料沿所有周期性方向应变，并响应于内部应力状态和外部施加应力之间的不平衡来调整其固体体积分数。通过系统地改变外部剪切应力和压力，稳态流变响应模拟：（1）率无关的准静态流;（2）率相关的惯性流。模拟的流动是具有不可忽略的第一和第二法向应力差的粘度。在惯性流中，两个法向应力差均为负值，而在准静态流中，第一个法向应力差由负值变为略正值，第二个法向应力差趋于零。第一个法向应力差出现从一个第二列接触织物张量和应变率张量之间的流动平面的同轴性缺乏，而第二个法向应力差是链接到一个过剩的接触在剪切平面相比，涡度方向。一个通用的流变学模型的二阶（应变率张量），提出来描述这两种类型的流，和模型校准的各种值的颗粒间摩擦模拟近单分散球体。该模型采用了正常的应力差异，在这两个制度的流动，并提供了一个完整的粘度稳定的致密颗粒流的描述。
2020-11-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Kinetics of ferritin crystal formation and melting in acoustically levitated droplets
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Lund University（隆德大学）
本研究结合声悬浮与X射线散射技术，实时监测铁蛋白在蒸发液滴中的结晶过程，发现PEG分子量可调控结晶途径并抑制脱水导致的晶体失序，为提升蛋白质晶体稳定性提供简单策略。
2026-09-11 cond-mat.soft physics.chem-ph
