Linear Response Theory of Scale-Dependent Viscoelasticity for Overdamped Brownian Particle Systems
本文给出了过阻尼布朗粒子系统弛豫模量随空间尺度变化的线性响应理论。我们采用Irving-Kirkwood应力张量场作为微观应力张量场。我们表明，尺度依赖的弛豫模量张量，它的应力张量场的响应所施加的速度梯度场的特征，可以表示通过使用的关联函数的Irving-Kirkwood应力张量场。弛豫模量张量的空间傅里叶变换给出了依赖于波数的弛豫模量。对于各向同性和均匀系统，弛豫模量张量只有两个独立的分量。横向和纵向变形模式给出了波数依赖的剪切松弛模量和波数依赖的体松弛模量。作为简单的例子，我们给出了两个简单模型--无相互作用的布朗粒子模型和简谐哑铃模型的松弛模量的显式表达式。
2022-03-22 cond-mat.soft
Twisting instabilities in elastic ribbons with inhomogeneous pre-stress: a macroscopic analog of thermodynamic phase transition
该研究通过一维杆状模型揭示了非均匀预应力弹性带的扭转失稳机制，实现了与热力学相变类似的相分离和状态图，为理解复杂屈曲现象提供了宏观类比。
2023-09-05 cond-mat.soft
Non-local effects in inhomogeneous flows of soft athermal disks
我们数值研究非局部效应对非均匀流动的软无热盘接近，但低于他们的干扰过渡。我们采用分子动力学来模拟柯尔莫哥洛夫流动，其中一个正弦流动轮廓与固定的波数是外部强加的，导致在空间上不均匀的剪切速率。我们发现，由此产生的流变学是强烈的波数依赖，和粒子迁移，而存在的，是不足以描述所产生的应力分布在一个传统的本地模型。我们表明，相反，应力分布可以捕获与非局部本构关系，占梯度到四阶。与屈服应力流体中的非局部流动不同，我们没有发现发散长度尺度的证据。
2018-07-17 cond-mat.soft
Unified Microscopic Theory of Stress Relaxation, Structural Evolution, and Memory Effects in Dense Glass Forming Brownian Suspensions After Flow Cessation
University of Illinois（伊利诺伊大学）；Department of Materials Science and Engineering, University of Illinois（伊利诺伊大学材料科学与工程系）；Materials Research Laboratory, University of Illinois（伊利诺伊大学材料研究实验室）；Department of Chemistry, University of Illinois（伊利诺伊大学化学系）；Department of Chemical & Biomolecular Engineering, University of Illinois（伊利诺伊大学化学与生物分子工程系）
本文提出一种统一的微观统计力学理论，解释流停止后结构和应力恢复的耦合时间演化，适用于非平衡态下的布朗悬浮体。
2026-04-14 cond-mat.soft
Normal viscosity and Viscous resuspension of non-Brownian suspensions
本文通过数值模拟研究非布朗悬浮液的法向应力，验证悬浮平衡模型在稳态描述中的适用性，并针对半稀区提出新的法向黏度表达式，揭示惯性效应和体积分数对法向应力各向异性的影响。
2024-10-01 cond-mat.soft
Nonergodic Subdiffusion from Brownian Motion in an Inhomogeneous Medium
在单粒子追踪实验中观察到的非遍历性通常是由瞬态捕获而不是空间无序来模拟的。我们介绍了模型的粒子扩散在介质中的随机大小和随机扩散率的区域组成。粒子永远不会被捕获，而是执行具有局部扩散常数的连续布朗运动。在简单的尺寸和扩散率分布的假设下，我们发现均方位移显示亚扩散由于退火和淬火无序的非遍历性。该模型被公式化为在时间和空间上连续的行走，类似于Lévy行走。
2014-09-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Modelling the Microstructure and Stress in Dense Suspensions Under Inhomogeneous Flow
在非均匀流动下，稠密悬浮液表现出违反常规均匀流变学的复杂行为。具体而言，人们发现流动区域的宏观摩擦系数低于屈服标准，和体积分数高于堵塞标准。我们证明了基本的物理将剪切速率波动到最近提出的张量模型的微观结构和应力，并将该模型应用到一个不均匀的流动问题。该模型的预测同意定性与基于粒子的模拟。
2020-09-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dynamic density functional theories for inhomogeneous polymer systems compared to Brownian dynamics simulations
动态密度泛函（DDFs）是研究非均相聚合物体系动力学演化的常用工具。在这里，我们提出了一个系统的评价一组扩散DDF理论，通过比较他们的预测与基于粒子的布朗动力学（BD）模拟的数据为两个选定的问题：界面加宽可压缩的A/B均聚物共混物后突然改变的不相容性参数，和微相分离可压缩的A：B二嵌段共聚物熔体。具体来说，我们研究（i）局部动力学模型，其中单体彼此独立移动，（ii）非局部“链动力学”模型，其中单体与局部链相关器给出的相关矩阵联合移动，以及（iii，iv）两种流行的近似（ii），即（iii）德拜动力学模型，其中链相关器通过其在齐次系统中的值来近似，以及（iv）计算效率高的“外部势动力学”（EPD）模型。除EPD外，压缩性参数的值对结果的影响很小。在界面加宽问题中，链动力学模型再现BD数据最好。然而，密切相关的EPD模型产生大的虚假伪影。当混合系统变得不可压缩时，这些伪影消失。在微相分离问题中，非局部模型（ii-iv）的预测彼此一致，并大大高估了有序化时间，而局部模型（i）则低估了它。我们将此归因于有序化过程的多尺度特征，它涉及局部和全局链重排。为了说明这一点，我们提出了一个混合的本地/非本地DDF计划，定量再现所有BD模拟数据在这里考虑。
2017-11-18 cond-mat.soft
Effective temperatures in inhomogeneous passive and active bidimensional Brownian particle systems
本文研究了一个主动相互作用的布朗粒子系统的定态动力学。我们测量的波动耗散定理的违反，以及相应的有效温度，在本地解决的方式。很自然地，在均匀相中，扩散性质和有效温度也是均匀的。相反，在非均匀相（接近平衡和MIPS扇区内）中，颗粒可以分成具有不同扩散性质和有效温度的两组。值得注意的是，在固定的活性强度下，两个相中的有效温度在MIPS区域内保持不同且近似恒定，其值对应于整个系统在相图的该扇区的边界处的值。我们补充的全球平均性能的研究与理论和数值表征的波动分布的单粒子扩散，线性响应，和有效温度在均匀和非均匀相。我们还区分的行为（延时）的有效温度（瞬时）的动力学温度，表明前者是独立的摩擦系数。
2020-05-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Turning a yield-stress calcite suspension into a shear-thickening one by tuning inter-particle friction
我们表明，非布朗方解石颗粒在甘油-水混合物中的悬浮液可以连续地从屈服应力悬浮液调整到剪切增稠悬浮液-没有可测量的屈服应力-通过添加各种表面活性剂。我们解释我们的研究结果在最近的理论框架内，模型的流变学效应的应力依赖性约束粒子间的运动。裸方解石颗粒悬浮液被发现有有限的屈服应力。在这些悬浮液中，约束颗粒间滑动的摩擦接触在无限小的施加应力下形成并保持其后，而约束颗粒间旋转的粘合剂结合随着施加应力的增加而断裂。添加表面活性剂降低了这种悬浮液的屈服应力。我们表明，与向胶体悬浮液中添加表面活性剂的情况相反，非布朗悬浮液中的这种效应归因于形成摩擦接触的有限起始应力的出现。我们的数据表明，该起始应力的大小是由表面活性剂吸附到颗粒表面的强度设定的，因此，这构成了使用表面活性剂来调节由粘性非布朗颗粒的悬浮液组成的制剂的流变学的新的设计原理。
2020-07-10 cond-mat.soft
Stress correlation function and linear response of Brownian particles
我们确定的非局部应力自相关张量的均匀和各向同性的相互作用的布朗粒子系统从Smoluchowski方程的组态概率密度。为了将应力与粘弹性状态下的粒子位移相关联，我们超越了通常的流体动力学描述，通过引入适当的不可约动力学，Cicloski和赫斯，川崎在Zwanzig-Mori投影算子形式主义。从这些作者，我们包括横向的贡献。这恢复的应力自相关的表达式，包括在固体状态下的弹性项牛顿和朗之万系统中发现的，在这些情况下，在过阻尼极限进行评估。最后，我们认为，所发现的记忆功能减少到剪切和体积粘度的流体动力学极限的平滑和缓慢的波动，并推导出相应的流体动力学方程。
2021-01-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
First-principles superadiabatic theory for the dynamics of inhomogeneous fluids
对于经典的布朗动力学多体系统，我们发展了一个超绝热动力学密度泛函理论（DDFT）来描述非均匀流体的非平衡态。通过显式地结合非均匀两体关联函数的动力学，我们直接从微观粒子间相互作用获得超绝热力。我们证明了这些非平衡力的重要性，我们的三维硬球在一个随时间变化的平面势理论的数值实现的一个体密度的准确描述。在超绝热DDFT的单体密度的弛豫被发现是慢于标准绝热DDFT预测，并显着提高与布朗动力学模拟数据的协议。我们将这种改进的性能归因于在超绝热DDFT内结构弛豫的正确处理。我们的方法提供了基本的洞察动力学密度泛函理论的基本结构，并使标准方法失败的情况下的研究成为可能。
2022-09-23 cond-mat.soft
Inhomogeneous shear flows in soft jammed materials with tunable attractive forces
我们进行分子动力学模拟，以表征发生在软堵塞材料的非均匀剪切流。我们使用粗糙的墙壁施加一个简单的剪切流和研究的非热运动的堵塞组件的软粒子，无论是纯粹的排斥相互作用，并在存在一个额外的短程吸引力的不同强度。在稳态下，当剪切速率变小时，所有系统都出现明显的流动不均匀性。偏离线性流动的幅度更大，并且当引力强度增加时，其寿命变得非常长，但与永久剪切带不同。流动不均匀性发生在由动态和静态屈服应力值限定的应力窗口中。吸引力增强了流动的不均匀性，因为它们加速应力松弛，从而有效地使系统更接近不均匀性最明显的屈服应力状态。目前的情况下，了解颗粒粘附剪切本地化的影响，这是基于详细的分子动力学模拟与现实的颗粒相互作用，定性不同于以前的定性解释和特设的理论建模。
2011-11-25 cond-mat.soft
Athermal analogue of sheared dense Brownian suspensions
在低剪切速率牛顿体系之外，数值研究了硬球的稠密布朗悬浮液的流变学。我们分析了这些悬浮液的非热模拟，与一个有效的对数排斥势代表的振动熵力。我们发现，这两个系统呈现相同的流变学，没有可调参数。此外，所有的流变响应显示出类似的Herschel-Bulkley关系一旦剪切应力和剪切速率分别由特征应力尺度和微观重组时间尺度，两者都与正常围压。这种压力控制的方法，最初开发的颗粒流，揭示了一个惊人的胶体玻璃化转变和颗粒堵塞之间的物理类比。
2015-06-30 cond-mat.soft
Dynamic Monte Carlo Simulations of Inhomogeneous Colloidal Suspensions
动态蒙特卡罗（DMC）方法是一种成熟的分子模拟技术，用于分析胶体悬浮液中的动力学。DMC是布朗动力学或分子动力学模拟的一个很好的替代方案，适用于球形和/或各向异性颗粒的系统以及平衡或非平衡过程。在这项工作中，我们提出了一个理论和方法的框架，以扩展DMC的异构系统的研究，其中共存的阶段之间的接口的存在引入了一个额外的元素，在确定的动态特性的复杂性。特别是，我们模拟的Lennard-Jones流体在液-气平衡，并确定在每个阶段的大部分和整个界面的扩散系数。为了测试我们的DMC结果的有效性，我们还进行了布朗动力学模拟，并揭示了两种模拟技术之间的一个很好的定量协议。
2020-06-05 cond-mat.soft
Stresses in non-equilibrium fluids: Exact formulation and coarse grained theory
从密度算符的随机方程出发，我们给出了相互作用的布朗粒子的精确（瞬时）应力张量，其平均值与前面导出的表达式一致。我们分析了应力张量和外力之间的关系，并观察到，在平衡状态下，粒子流产生额外的力。接下来，我们推导出应力张量的Landau-Ginzburg理论在非平衡的情况下，找到一个类似的精确的微观应力张量的表达式，并讨论计算出的平衡（经典）Casimir力。我们使用这些关系来研究布朗流体中的应力张量的时空相关性，我们推导出确切的相互作用势强度的领先顺序。我们观察到，随着时间的积分后，空间相关性一般衰减的幂律空间。预计这些对于驱动受限系统具有重要意义。我们还表明，发散自由的应力张量部分不贡献的格林-久保关系的粘度。
2017-12-14 cond-mat.soft
Model-based image analysis of a tethered Brownian fibre for shear stress sensing
作用在生物相关表面上的剪切应力的测量是一个具有挑战性的问题，特别是在例如脉管系统的复杂环境中。虽然最近已经开发了通过合成生物学纳米棒的成像直接检测壁剪切应力的实验方法，但到目前为止，数据解释仅限于现象学随机游走建模、小角度近似和图像分析技术，这些技术没有考虑到从3D对象产生图像。在这份报告中，我们开发了一个数学和统计框架，以估计剪切应力从快速成像序列的基础上，首先随机建模的动态系留的布朗纤维在剪切流，其次是基于新的模型的图像分析，重建噬菌体的位置，通过解决图像形成的逆问题。这个框架的实验数据进行了测试，提供了第一个机械合理的分析的新的测定。以下内容进一步发展了半稀释悬浮液中的无束缚颗粒的已建立理论，这与例如无流动的布朗纳米线的研究有关，并在多学科图像分析领域提出了新的想法。
2017-08-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn q-bio.QM
Mechanical Properties of End-crosslinked Entangled Polymer Networks using Sliplink Brownian Dynamics Simulations
用多链布朗动力学模拟研究了同时含有交联和滑移链（缠结）的聚合物网络的力学性质。我们在连接连续节点（交叉链接或滑动链接）的链段级别进行粗粒度处理，特别注意网络的高斯统计。节点的仿射位移不是强制的：它们的位移以及单体通过滑动链的滑动由力平衡控制。模拟结果的应力在单轴拉伸和全应力张量在简单的剪切，包括（非零）的第二法向应力差的单分散链与多达18个缠结之间的两个交联。考察了两种不同单体数（no = 50和no = 100）的子链（高斯链和有限伸长链）的两种不同力定律的情况。它示出的滑动和交联贡献的加和性假设持有足够长的链与两个或更多的纠缠，并且它可以被用来构建无限长链的网络的应变响应。一个重要的结果是，sliplink的贡献的小应变剪切模量是约的交联的贡献。
2006-02-20 cond-mat.soft
Virial stress in systems of active Brownian particles in the presence of translational and rotational inertia
Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育研究所）；Institute for Advanced Simulation, Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心先进模拟研究所）
通过拉格朗日方程推导了含平动和转动惯性的活性布朗粒子系统的应力张量，发现周期系统状态方程依赖于惯性，而壁面约束导致极化增强和状态方程失效，但体相局部应力与周期系统一致，且泳动应力不包含在局部应力张量中。
2026-06-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Anisotropic swim stress in active matter with nematic order
活性布朗颗粒（ABP）将游动压力$Π^{swim}=nζD^{swim}$传递到容器边界，其中$ζ$是阻力系数，$D^{swim}$是游动扩散率，并且$n$是远离容器壁的均匀堆积数密度。在这项工作中，我们扩展的各向同性游泳压力的概念，各向异性张量游泳应力$\mathbfσ^{swim} = - n ζ\mathbf{D}^{swim}$，这是相关的各向异性游泳扩散系数$\mathbf{D}^{swim}$。我们证明了这种关系，通过大量的外部领域实现的ABPs的取向顺序。在2D和3D系统中的稀释ABPs的各向异性游泳应力得到解析，和各向异性的增长与外场的强度呈指数关系。我们验证了各向异性游动应力的法向分量在具有法向矢量$\mathbf{n}$的壁上施加压力$Π^{swim}=-(\mathbfσ^{swim}\cdot\mathbf{n})\cdot\mathbf{n}$，并且，通过布朗动力学模拟，该压力被示出为由活性颗粒传递的每单位面积的力。由于ABPs与壁没有摩擦力，法向和切向应力分量之间的差异--法向应力差--产生ABPs沿壁的净流动，这是活性物质系统的一般性质。
2018-03-06 cond-mat.soft
Active Fluid Patterning in Inhomogeneous Environments
University of Oxford（牛津大学）
本研究提出了一种模型，探讨不均匀环境如何通过摩擦作用调控主动流体中的图案形成与自组织。
2026-03-07 cond-mat.soft physics.bio-ph
Discontinuous Shear Thickening in Brownian Suspensions By Dynamic Simulation
动态颗粒尺度的数值模拟被用来表明，在致密的胶体或布朗悬浮液中观察到的剪切增稠与在非胶体悬浮液中观察到的剪切增稠具有相似的性质，即，从润滑的近接触颗粒流到润滑的颗粒接触网络流的应力诱导转变。突然（或不连续）剪切增稠被认为是一个几何而不是流体动力学现象，它源于堵塞体积分数的悬浮颗粒之间的接触力的性质的强烈敏感性。在纯硬摩擦球的胶体悬浮液中获得的增稠在性质上与实验观察相似。然而，该协议不能仅用流体力学，摩擦接触和布朗力进行定量。因此，一个短程排斥势模仿的稳定化的实际悬浮液上的增稠的作用进行了研究。布朗力和排斥力对起始应力的影响可以以相加的方式组合。包括布朗力和稳定力的模拟显示出良好的协议与实验数据的粘度$η$和第二法向应力差$N_2$。
2015-12-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Thermomechanical Approach to Calculating Mechanical Stresses in Inhomogeneous Fluids and Its Applications to Ionic Fluids
本文提出基于热力学势不变性计算非均匀流体应力张量的热力学方法，并将其应用于离子流体及矢量序参量流体模型，验证了其稳健性并取得新结果。
2024-12-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology of bidisperse non-Brownian suspensions
本研究通过粒子模拟揭示了双分散非布朗悬浮液的流变特性，发现粘度随应力呈剪切增稠且极限固体分数非单调变化，结合剪切增稠与阻塞模型实现了流变行为的完整预测。
2024-05-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Start-up Shear of Concentrated Colloidal Hard Spheres: Stresses, Dynamics and Structure
利用布朗动力学（BD）模拟、实验流变学和共聚焦显微镜研究了模型硬球玻璃在稳态启动剪切作用下的瞬态响应。随着应变的增加，玻璃最初表现出几乎线性的弹性应力增加，在屈服点处的应力峰值，然后达到恒定的稳定状态。的应力过冲有一个非单调依赖与Peclet数，Pe，和体积分数，ESTA，由可用的自由体积和结构松弛和剪切平流之间的竞争。在剪切下的结构特性的检查揭示了增加的各向异性径向分布函数g（r），主要在速度梯度（xy）平面中，其在应力峰值之后减小，其中相当大的各向异性保持在稳定状态。低速率使结构变形最小，而高速率显示具有瞬时伸长特征的变形。作为储存能量的机制，粒子被捕获在比布朗松弛允许的更扭曲的笼内，而在较大的应变下，应力松弛，因为粒子由于平流而被迫离开笼。即使在稳定状态下，中间超扩散观察到高速率，是剪切下的笼的连续打破和改造的签名。
2017-07-07 cond-mat.soft
Brownian Motion of Boomerang Colloidal Particles
研究了两块玻璃板之间的回飞棒胶体粒子的布朗运动。我们的实验观察表明，平均位移偏向于中心的流体动力应力（CoH），和均方位移表现出交叉从短时间更快的长时间更慢的扩散与短时间的扩散系数依赖于用于跟踪的点。基于朗之万理论的模型阐明，这些行为归因于两个扩散模式的叠加：椭圆运动的CoH和旋转运动的跟踪点相对于CoH。
2013-08-19 cond-mat.soft
Short-time inertial response of viscoelastic fluids measured with Brownian motion and with active probes
我们已经直接观察到短时间的应力传播粘弹性流体中使用两个光学捕获的粒子和快速干涉粒子跟踪技术。我们通过记录粒子热运动中的相关性和测量一个粒子对第二个活跃振荡粒子的响应来做到这一点。这两种方法都检测与流体中的应力传播相关的涡旋状流型。这种惯性涡流扩散传播简单的液体，而粘弹性的解决方案的图案传播超扩散，取决于介质的剪切模量。
2008-02-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the Apparent Yield Stress in Non-Brownian Magnetorheological Fluids
我们使用模拟来探测致密的二维磁流变液的流动特性。来自实验和模拟两者的先前结果报告剪切应力$σ$与应变率$\dot γ$成比例为$σ\sim \dot γ^{1-Δ}$，指数值在$2/3 <Δ\le 1$之间变化。然而，仍然不清楚系统的什么性质选择$Δ$的值，特别是在什么条件下系统显示屈服应力（$Δ= 1$）。为了解决这些问题，我们进行模拟的一个极简模型系统中，粒子通过长距离的磁偶极子力，有限范围的弹性排斥，和粘性阻尼相互作用。我们发现一个令人惊讶的依赖性的表观指数$Δ$的形式上的粘性力的法律。对于体积分数$ϕ$和无量纲梅森数（量化粘性和磁应力之间的竞争）的实验相关值，使用斯托克斯样阻力的模型显示$Δ\approx 0.75$，没有明显的屈服应力。当耗散发生在接触，但是，一个明确的屈服应力平台是明显的稳态流动曲线。在任一种情况下，朝向堵塞转变增加$ϕ$足以引起屈服应力。我们将这些定性不同的流动曲线在颗粒尺度上的聚类机制。对于类斯托克斯阻力，系统建立各向异性，链状集群的梅森数趋于零（消失的应变率和/或高场强）。相比之下，对于接触阻尼，由于非弹性碰撞，存在第二种聚集机制。
2017-06-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unsteady flow and particle migration in dense, non-Brownian suspensions
我们目前的实验结果致密的玉米淀粉悬浮液的例子，非布朗，近硬的颗粒，经历连续和不连续的剪切增稠（CST和DST）在中间和高密度分别。我们的研究结果提供了强有力的支持，最近的理论，涉及一个应力依赖的有效接触摩擦颗粒之间。然而，我们表明，在DST制度，理论可能会导致一个预期的稳态剪切带沿涡轴分层取向，真正的流动是不稳定的。为了解释这一点，我们认为，稳态带一般排除的要求，硬的非布朗粒子，溶剂压力和正常的正常分量的颗粒应力必须分别平衡带之间的界面。（否则，就会出现不平衡的移民流动。）然而，长寿命的瞬态剪切带仍然是可能的。
2016-05-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dynamics in inhomogeneous liquids and glasses via the test particle limit
我们表明，一个可以查看一个简单的流体的自和独特的一部分的van Hove动态关联函数作为单体的密度分布的二元混合物，根据动态密度泛函理论的时间演变。对于软核布朗粒子的测试情况下，该理论产生的范霍夫函数，同意定量与我们的布朗动力学计算机模拟的结果。在足够高的密度的自由能景观的动力学表现出的障碍作为一个函数的平均粒子位移，脱落的玻璃形成的性质新的光。对于硬球限制在平行的平面壁之间的势垒高度振荡的局部密度同相，这意味着层之间的流动性是最大的，这应该是实验上观察到的限制胶体分散体。
2006-09-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-negative Interfacial Tension in Phase-Separated Active Brownian Particles
本文提出了活性布朗粒子气液自由界面非平衡界面张力$γ_{\rm gl}$的微观理论。基本的平方梯度处理和分裂的力平衡的流量和结构的贡献是一般的，适用于非均匀的非平衡稳态。我们发现$γ_{\rm gl}\geq 0$，它反对Bialké等人的主张[Phys. Rev. Lett. $\bf{115}$，098301（2015）]，并提供了在主动布朗动力学多体模拟中广泛观察到的界面稳定性的理论依据。
2020-01-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tunable shear thickening in active frictional non-Brownian suspensions
School of Engineering, University of Edinburgh（爱丁堡大学工程学院）；Department of Physics, Indian Institute of Science Education and Research Pune（印度科学教育研究所浦那分校物理系）
研究通过活性颗粒自推进调控悬浮液剪切增稠行为，揭示了活性对流变学的增强作用及无量纲应力参数的调节作用。
2026-10-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic resetting of active Brownian particles with Lorentz force
被动扩散粒子系统在外磁场中的平衡性质不受洛伦兹力的影响。相反，活性布朗粒子表现出稳态现象，这取决于所施加的磁场的强度和极性。然而，洛伦兹力的有趣效应只有在系统中保持不平衡的密度梯度时才能观察到。为此，我们使用随机重置的方法在两个维度上的活性布朗粒子重置它们的线$x=0$在$y$方向上以恒定的速率和周期性。在随机重置下，主动系统进入非平凡的定态，其特征在于不均匀的密度分布、极化和垂直于密度梯度的体积通量。我们表明，而对于一个均匀的磁场的主动系统的稳定状态的属性可以从它的被动对应，新的功能出现在一个不均匀的磁场的情况下，没有对应的被动系统。特别地，存在一个依赖于活性的阈值率，使得对于较小的重置率，活性粒子的密度分布变得非单调。我们还研究了平均首次通过时间的$x$轴，并发现一个令人惊讶的结果：它需要更多的时间从任何给定的点到达目标的情况下，当磁场增加远离轴。使用布朗动力学模拟的理论预测进行验证。
2020-10-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Brownian particles can mimic the pattern of the substrate
该研究通过二维模拟发现，活性布朗粒子在活性空间分布非均匀的基底上会形成与基底图案一致的稳态密度、极化与通量分布，从而实现对基底非均匀性的模拟。
2023-10-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A scalar model of inhomogeneous elastic and granular media
我们从理论上研究如何颗粒材料的应力传播特性的演变，因为他们受到不断增加的压力，比较的结果，一个二维的标量晶格模型的分子动力学模拟稍微多分散光盘。我们使用力的直方图和两点的空间关联函数的力量的统计特性的特点。对于晶格模型，在颗粒极限的力直方图有一个指数的尾巴在大的力量，而在弹性制度的力直方图是窄得多，并有一个形式，取决于在模型中实现的无序。随着压力的增加，分子动力学模拟中的力直方图的行为与晶格模型所显示的非常相似。与此相反，空间相关性在晶格模型和分子动力学模拟中定性地不同地演化。对于晶格模型，在颗粒的限制，有没有在平面内的应力-应力的相关性，而在分子动力学模拟显着的平面内的相关性坚持研究的最低压力。
2000-05-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Brownian particles in power-law viscoelastic media
Utrecht University（乌得勒支大学）
研究活性布朗粒子在幂律粘弹性介质中的扩散行为，揭示平移与旋转动力学竞争导致超扩散持久性。
2025-12-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluid-Glass-Jamming Rheology of Soft Active Brownian Particles
本研究数值模拟软活性布朗粒子二元混合物的剪切流变，发现低剪切速率下牛顿区、高剪切速率下剪切变稀及高密度下屈服应力，构建活性替代温度的流体-玻璃-堵塞相图，表明致密无序活性固体主要由无热堵塞主导。
2023-10-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Computing collision stress in assemblies of active spherocylinders: applications of a fast and generic geometric method
在这项工作中，我们提供了一个解决方案，在粒子跟踪模拟计算碰撞应力的问题。首先，推导了颗粒间碰撞应力的计算公式，将维里应力公式推广到一般形状的均匀或非均匀密度颗粒。其次，我们描述了一种基于几何约束最小化的碰撞消解算法，该算法消除了传统方法中的刚性成对势。通过与布朗球柱状态方程的比较，验证了该方法的有效性。然后，我们展示了这种方法在软活性物质的几个新兴问题的应用。
2018-11-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Microscopic derivation of the hydrodynamics of active-Brownian-particle suspensions
我们推导出流体动力学方程的运动由欠阻尼朗之万方程，减少到主动布朗粒子模型，在过阻尼限制的活性粒子的流体。收缩到流体动力学的描述是通过局部平均的粒子动力学与非平衡多粒子概率密度，其形式化的表达是通过多时间尺度分析发现在物理相关的限制高摩擦。这种方法允许识别的条件下，自推进可以归入流体应力张量，从而系统地和明确地定义的局部压力的主动流体。
2016-12-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Relevance of visco-plastic theory in a multi-directional inhomogeneous granular flow
我们面对最近的粘塑性描述的致密颗粒流[P. Jop等人，自然，{ \bf 441}（2006）727]与多方向非均匀稳定流中观察到的非光滑接触动力学模拟的2D半填充旋转鼓。特别注意分别检查两个基本的陈述，考虑到理论可以改写，即（i）一个单一的关系之间的不变量的应力和应变率张量和（ii）这些张量之间的对齐。有趣的是，第一个预测是相当好的验证超过四十年的小应变率，从表面快速流动的准静态蠕变阶段，在那里通常被认为是失败的，因为堵塞。另一方面，应力和应变率张量之间的对齐示出失败的整个流，产生一个明显的违反粘塑性流变学时，不小心应用。在准静态阶段，特别大的失调被证实与瞬态双折射效应有关。
2009-11-06 cond-mat.other cond-mat.soft
Unusual stationary state in Brownian systems with Lorentz force
在具有过阻尼动力学的系统中，洛伦兹力降低了布朗粒子在垂直于磁场的平面中的扩散率。扩散的各向异性意味着粒子概率分布的福克-普朗克方程获得了张量系数。然而，张量不是典型的扩散张量，因为反对称元素解释了洛伦兹力使带电粒子运动轨迹弯曲的事实。这就产生了不寻常的动力学与功能，如额外的洛伦兹通量和非平凡的密度分布，不像一个扩散系统。然而，平衡性质不受洛伦兹力的影响。在这里，我们表明，通过随机重置的布朗粒子，可以创建一个非平衡稳态下保持洛伦兹力动力学的标志性特征。然后，我们考虑一个极简的例子，空间不均匀的磁场，这表明如何从根本上改变洛伦兹通量的边界条件，从而产生一个不寻常的稳态。
2020-06-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Vicious walk with a wall, noncolliding meanders, and chiral and Bogoliubov-deGennes random matrices
研究了具有壁约束的一维恶性游动方程的时空非齐次演化。我们表明，它的连续版本是等价的随机过程称为布朗曲折的非碰撞系统。这里的布朗曲流是由Yor作为贝塞尔过程的变换引入的时间非均匀过程，贝塞尔过程是在球坐标中表示的三维布朗运动的径向坐标的运动。证明了原点有壁的恶性步行者的空间分布可以用超导平均场论中具有粒子-空穴对称性的Bogoliubov-deGennes哈密顿量的高斯系综的本征值统计来描述。我们的报告，本随机过程的时间演化的充分特点是改变对称类的类型$C$的$C$我在非标准类的随机矩阵理论的Altland和Zirnbauer。还阐明了与偶数维贝塞尔过程相关的Yor广义曲折的非碰撞系统与手征随机矩阵理论之间的关系。
2003-06-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nondiffusive Fluxes in Brownian System with Lorentz Force
Fokker-Planck方程提供了在溶剂中进行随机运动的粒子的完整统计描述。在存在由外部磁场引起的洛伦兹力的情况下，福克-普朗克方程获得了一个张量系数，它反映了粒子运动的各向异性。然而，这个张量不能被解释为扩散张量;存在反对称项，它产生垂直于密度梯度的通量。在这里，我们表明，对于一个不均匀的磁场这些非扩散通量有有限的发散，因此影响系统的密度演化。只有在均匀磁场或精心选择的初始条件与磁场具有相同对称性的特殊情况下，这些通量才能在密度演化中被忽略。
2019-08-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transport of Deformable Vesicles Driven by Chiral Active Brownian Particles
Indian Institute of Science Education and Research Mohali（印度科学教育与研究学院穆哈利分校）
本研究通过数值模拟和解析理论，揭示了手性活性粒子填充的可变形囊泡中，手性驱动旋转且存在最优手性，并建立了普适标度关系。
2026-09-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
