Shear dispersion in dense granular flows
我们制定和解决一个模型问题的密集颗粒材料的分散在快速剪切流下降的倾斜。分散粉末的深度平均浓度的有效分散性示出为Péclet数的平方而变化，如在经典的泰勒-阿里斯分散的分子溶质。一般剪切剖面的扩展，并指出工业和地质颗粒流的可能应用。
2014-02-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Magnetic Resonance Imaging study of sheared granular matter
我们介绍了一种磁共振成像技术来研究软，低摩擦和硬，摩擦颗粒材料及其混合物的剪切带的几何形状。水凝胶球作为软的，低摩擦的材料成分，而芥末种子代表刚性，摩擦颗粒。一些水凝胶球掺杂有CuSO4盐作为示踪剂。对裂底剪切盒进行了分步剪切实验，并利用粒子成像测速仪（Particle Imaging Velocimetry）从连续剪切步骤后的断层图像的差异中确定了剪切剖面，发现浸泡在水中的软颗粒和没有包埋液的相同材料的剪切区几何形状有很大的不同。
2022-06-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The manifold rheology of fluidized granular media
该研究通过跨越八个数量级的剪切速率测量，揭示了流化颗粒介质的多种流变行为，并利用颗粒积分穿越瞬态理论统一描述了这些行为。
2023-09-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The normal yield stress
复杂流体中的法向应力会导致新的流动现象，因为它们可以与剪切应力相当甚至更大。此外，它们对于制定和测试用于预测非粘性流动行为的本构方程是至关重要的。迄今为止，人们很少注意屈服应力流体的法向应力，主要是因为它们很难测量。本文首次系统地研究了三种模型屈服应力流体在连续剪切和振荡剪切中的第一和第二法向应力差N1（>0）和N2（<0）。我们表明，这两个正常的应力差是二次函数的剪切应力以上和以下的剪切屈服应力，导致屈服正常应力的存在。
2018-10-17 cond-mat.soft
Rate-dependent Stick-slips in Steady Shearing: Signature of Transition between Granular Solid and Fluid
尽管对光滑的颗粒流体流动或在慢极限下的固体状变形进行了广泛的研究，但这两个极端之间的变化在很大程度上仍未被探索。通过系统地研究稳定剪切下紧密堆积颗粒的波动，我们确定了一个过渡区与突出的粘滑雪崩。建立了状态图，提出了一种基于颗粒间摩擦和颗粒尺寸对速度依赖性的无量纲剪切速率。与流体浸没的颗粒被限制在一个固定的体积和被迫“流动”的粘性数字$J$几十年低于报告值，我们回答了如何颗粒系统可以过渡到制度的固体-固体摩擦，超越现有的范例的基础上悬浮液流变学。
2020-11-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Lift Force on a Moving Intruder in Granular Shear Flow
本文通过DEM模拟研究颗粒剪切流中球形侵入体的升力，发现其随滑移速度呈非单调变化且与流体Saffman升力方向相反，并揭示空隙区域和剪应力差异是导致该现象的关键机制。
2024-09-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Visco-rotational shear instability of Keplerian granular flows
利用流变颗粒流体模型研究了粘性开普勒绕引力中心流动的线性稳定性。发现不可压缩稠密颗粒流体的剪切流变和开普勒微分旋转的相互作用触发的线性流变不稳定性，在颗粒流体中，粘度参数增长快于恒压下局部剪切速率（应变速率）的平方。所发现的不稳定性在致密行星环的动力学和原行星盘中的颗粒流中起着至关重要的作用。
2017-07-06 astro-ph.EP cond-mat.soft physics.flu-dyn
Time Dependent Ginzburg-Landau Equation for Sheared Granular Flow
数值求解了二维颗粒剪切流的含时Ginzburg-Landau方程，研究了序参量的瞬态动力学和稳态.数值解的结构变化与二维颗粒剪切流的离散元模拟中观察到的剪切带在性质上是相似的。
2012-09-11 cond-mat.soft
Force networks and the dynamic approach to jamming in sheared granular media
发散的相关长度上的任何一方的堵塞过渡制定的流变模型的颗粒剪切流，应力通过力链网络的传播的基础上。该模型预测了三种不同的流态，其特征在于剪切速率依赖的应力张量，已在模拟和实验中观察到。分离的流动状态的边界是定量确定的和可测试的。在堵塞的颗粒固体的限制，该模型预测所观察到的异常缩放的剪切模量和屈服时的剪切应变的新关系。
2006-12-28 cond-mat.soft
Shear zones in granular mixtures of hard and soft particles with high and low friction
针对硬软摩擦特性不同的颗粒混合物剪切区更宽的实验现象，通过离散元模拟揭示颗粒间摩擦和弹性模量对剪切带特性的共同调控作用及摩擦对应力响应的强影响，深化了剪切带形成的微力学认识。
2023-11-06 cond-mat.soft
Shear jamming, discontinuous shear thickening, and fragile states in dry granular materials under oscillatory shear
数值研究了二维摩擦颗粒材料在振荡剪切作用下的线性响应。在零应变速率极限下的储能模量$G'$和损耗模量$G''$取决于测量前振荡剪切的初始应变幅度。剪切堵塞状态（满足$G'>0$）可以在大于临界初始应变幅度的幅度下观察到。根据初始剪切力的形式，脆性状态由液态和固态的出现来定义。在该状态下，应变振幅减小后的观测到的$G'$取决于外部剪切应变的相位。损耗模量$G''$表现出对应于脆性状态下的不连续剪切增稠的不连续跳跃。
2020-02-27 cond-mat.soft
Strain localization in planar shear of granular media: the role of porosity and boundary conditions
剪切带中的剪切应变局部化与速度弱化不稳定性和地震有关。在这里，我们模拟稳态平面剪切流动的数值粒状材料（凿），限制在平行表面之间。恒定剪切应力和恒定应变率边界条件进行了测试，这两种类型的边界条件被发现产生不同的速度剖面和摩擦定律。惯性数$I$对层的行为具有最大的控制作用，但在常应力边界条件下，观察到摩擦对层的正应力和厚度的额外依赖性。我们发现，剪切带本地化，这是目前在准静态政权（$I<10^{-3}$）在速率控制剪切，应力控制加载下是不存在的。在后一种情况下，当宏观摩擦系数接近准静态摩擦值时，流动停止。在较高惯性数（$I>10^{-3}$）下出现的惯性区域与分布剪切、摩擦和孔隙度相关，所述分布剪切、摩擦和孔隙度随剪切速率增加（速率强化区域）。常应力边界条件下的剪切产生的惯性，分布剪切，但从来没有准静态，局部变形的发现是合理的，基于低波动的剪切力在颗粒接触应力控制加载。通过检查孔隙度内和外的剪切带，我们还提供了一个机械的原因，准静态和惯性剪切之间的过渡与本地化和分布式应变之间的过渡相一致。
2021-11-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.geo-ph
Refraction of shear zones in granular materials
研究了层状颗粒材料慢剪切流动中的应变局部化问题。一个迄今为止未知的影响在这里提出。我们证明了剪切带在材料界面处的折射与光学中的光的折射类似。这一现象可以得到的结果，最近的变分模型的剪切带。模型的预测进行了测试，并证实了三维离散元模拟。我们发现剪切带遵循光折射的斯涅耳定律。
2007-01-08 cond-mat.soft
Weakly nonlinear analysis of two dimensional sheared granular flow
在Lees-Edwards边界条件下，对二维剪切颗粒流进行了弱非线性分析。从一组颗粒流体动力学方程出发，导出了扰动振幅的含时Ginzburg-Landau（TDGL）方程，讨论了稳态振幅在流体动力学极限下的分岔。
2011-08-04 cond-mat.soft
Shear thickening of highly viscous granular suspensions
实验研究了振荡剪切下稠密颗粒悬浮液的剪切增稠现象。直接成像的悬浮液-空气界面，我们观察到膨胀超过一个临界应变$γ_c$和剪切增稠的最大围压达到和接触线移动的结束。分析剪切剖面，我们提取由于流体动力学$η_μ$、扩张$η_c$和沉降$η_g$的粘度贡献。$η_g$控制剪切稀化状态，而$η_μ$和$η_c$共同决定剪切增稠行为。当悬浮液的粘度从10 cst变化到1000 cst时，发现$η_μ$与$η_c$竞争并软化剪切增稠的不连续性质。
2014-04-28 cond-mat.soft
Scaling particle-size segregation in wide-ranging sheared granular flows
本文利用DEM模拟研究宽范围剪切率下颗粒粒径分选，发现现有标度关系仅在中等惯性数范围成立，在准静态和碰撞区失效，并导致连续介质模型预测偏差，强调需建立更具普适性的标度定律。
2025-07-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.geo-ph
The Breakdown of Kinetic Theory in Granular Shear Flows
我们研究两个基本假设的动力学理论-二元碰撞和分子混沌-使用数值模拟剪切颗粒材料。我们调查了广泛的密度和恢复系数，并表明，动力学理论在大密度和小恢复系数。在动力学理论失败的制度，有一个相关的空间相关的晶粒簇的出现。
2005-07-13 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
Kinetic theory for strong uniform shear flow of granular media at high density
本文讨论了由单分散赫兹球组成的流化颗粒床的均匀剪切流动。考虑到高密度周围的玻璃化转变密度的非弹性赫兹球，我们报告的牛顿粘度以及Bagnold系数的动力学理论表达式。讨论了输运系数对密度和恢复系数的依赖关系。
2017-10-12 cond-mat.soft
Shear bands in granular flow through a mixing length model
我们讨论的优点和结果，使用混合长度，可压缩模型来解释剪切带行为在颗粒流。我们制定了一个通用的方法的基础上的两个功能的固体分数被确定。通过对垂直槽道流动的研究，证明了在准静态极限下，对于库仑壁面边界条件，剪切带厚度与流量无关。使用Pouliquen及其同事开发的函数，预测剪切带厚度与通道宽度的线性相关性，同时文献报道了对比数据，解决了仓宽度的影响。我们还讨论了壁面粗糙度对剪切带的影响。通过库仑壁摩擦准则，我们表明，我们的模型正确地预测增加壁面粗糙度的剪切带的厚度的影响。然后，稳定颗粒流的简单混合长度方法可能很有用，并且可以代表颗粒流的许多原始特征。
2007-05-25 cond-mat.soft
A microscopic theory for discontinuous shear thickening of frictional granular materials
本文推广了无摩擦颗粒材料流变学的一个新理论[K. Suzuki和H. Hayakawa，Phys. Rev. Lett. 2015，115，098001]的情况下，摩擦盘在两个维度上。采用分子动力学模拟的摩擦接触模型，从广义Green-Kubo公式出发，推导出剪切应力、颗粒温度和自旋温度的差分方程，其中所有项均由微观表达式给出.差分方程的数值解不仅描述了流动曲线，而且再现了剪切应力的滞后，这可以是摩擦盘的不连续剪切增厚的签名。
2017-03-07 cond-mat.soft
Shear modulus and reversible particle trajectories of frictional granular materials under oscillatory shear
在这项研究中，我们数值研究的机械响应和轨迹的摩擦颗粒在振荡剪切下的可逆阶段，颗粒轨迹形成闭环屈服点以下。当摩擦系数较小时，储能模量表现出软化，损耗模量在准静态极限下保持有限。随着摩擦系数的增加，软化和残余损耗模量被抑制。的存储和损耗模量满足标度律，如果它们被绘制为由应变振幅和颗粒的直径划分的环轨迹的面积的函数，至少对于它们的小值。
2021-05-28 cond-mat.soft
Three-dimensional shear in granular flow
本文研究了裂底库埃特池中颗粒剪切流随高度的变化规律。使用粒子跟踪，磁共振成像，和大规模的模拟，我们发现一个过渡的剪切的性质作为一个特征高度$H^*$被超过。在$H^*$下方有一个中央固定核;在$H^*$上方，我们观察到与扭转失效相关的额外轴向剪切的开始。径向和轴向剪切剖面在性质上是不同的：径向范围很宽，并随高度增加，而轴向宽度保持狭窄和固定。
2005-12-09 cond-mat.soft
Dilatancy of frictional granular materials under oscillatory shear with constant pressure
本文对二维摩擦颗粒系统在定常压力作用下的振荡剪切进行了数值模拟。我们发现，该系统经历的应变增加的双折射。我们证实，压实也发生在一个中间的应变幅度为一个小的相互摩擦系数之间的颗粒。压实度与围压有关，而压实度与围压关系不大。
2021-02-03 cond-mat.soft
Continuum approach to wide shear zones in quasi-static granular matter
缓慢和密集的颗粒流往往表现出狭窄的剪切带，使他们不适合连续描述。然而，光滑的颗粒流已被证明发生在特定的几何形状，如线性剪切在重力的情况下，缓慢的斜面流，最近，在分裂底部库埃特几何形状的流动。在这些系统中的宽剪切区域应该服从连续描述，理论上的挑战在于找到内部应力和流场之间的本构关系。我们提出了一套可测试的本构假设，包括率独立性，并调查的流动几何形状所施加的本构关系的额外限制。在高度对称的线性剪切流和斜面流中的宽剪切层与简单的本构假设是一致的，即与固体摩擦类似，有效摩擦系数（剪切应力与正应力之比）是常数。然而，这一标准的颗粒流的图片被证明是不一致的流动在不太对称的分裂底部的几何形状-这里的有效摩擦系数必须在整个剪切带变化，否则剪切带局部化。我们建议，一个微妙的依赖关系的有效摩擦系数的滑动层的取向相对于体积力是至关重要的理解缓慢的颗粒流。
2005-10-19 cond-mat.soft
Shear thickening and migration in granular suspensions
我们研究了非布朗粒子的稠密悬浮液中剪切增稠的出现。我们结合局部速度和浓度测量使用磁共振成像与宏观流变实验。在稳定状态下，我们观察到的材料是异质的，我们发现，局部流变性呈现出连续的过渡，在低剪切速率从粘性剪切增稠，Bagnoldian，行为与剪切应力成比例的剪切速率平方，预测的缩放分析。我们发现，从一个出乎意料的快速迁移的晶粒，我们归因于Bagnoldian流变学的出现的异质性的结果。迁移过程中观察到伴随着宏观瞬态不连续剪切增稠，因此这不是一个固有的性质的颗粒悬浮液。
2011-05-03 cond-mat.soft
Scaling laws for frictional granular materials confined by constant pressure under oscillatory shear
本文采用数值方法研究了二维定常压力下摩擦颗粒系统在振荡剪切作用下的流变特性。发现了储能和损耗模量与缩放应变幅的几个标度律，大应变幅下塑性区的标度律可以通过接触力的角分布来理解。通过考虑物理机制，估计了标度指数。
2020-04-16 cond-mat.soft
Rheological regimes in agitated granular media under shear
本文通过测量空气流化玻璃颗粒在五个数量级剪切速率范围内的流变行为，提出用佩克莱特数和剪切-流化功率比两个无量纲数界定所有流变状态，并建立统一本构关系。
2025-02-19 cond-mat.soft
Edwards thermodynamic framework controls density segregation in cyclically sheared granular materials
该研究通过X射线断层扫描实验探究准静态循环剪切下不同密度颗粒的偏析现象，基于Edwards统计系综的有效颗粒热力学框架可解释该偏析行为，且偏析温度与Edwards致密化温度在误差范围内一致。
2024-07-15 cond-mat.soft
Alignment-induced depression and shear thinning of anisotropic granular media
该研究通过分底剪切实验发现，各向异性颗粒的排列导致剪切带中心凹陷，并利用标度律关联长径比与宏观摩擦及有效粘度，揭示了剪切变稀行为。
2024-04-18 cond-mat.soft
Shear zone refraction and deflection in layered granular materials
对层状散粒体中剪切带的折射和偏转进行了实验和数值研究。我们表明，（i）根据最近的理论预测[T。Unger，Phys. Rev. Lett. 98，018301（2007）]剪切带在层状系统中类似于光折射地起作用，（ii）带折射遵守从几何光学已知的斯涅耳定律，以及（iii）在自然压力条件下（即在存在重力的情况下），该带也可以通过界面偏转，从而避免高摩擦材料的变形。
2009-12-09 cond-mat.soft
Self-diffusion in inhomogeneous granular shearing flows
在这封信中，我们讨论了流动的不均匀性如何影响颗粒流的自扩散行为。而自扩散缩放已被很好地表征在过去的均匀剪切，剪切局部化和非局部性的流动的影响还没有被研究。因此，我们目前的测量自扩散系数的离散数值模拟的稳定，不均匀，碰撞剪切流几乎相同的，摩擦，非弹性球。我们专注于大范围的致密固体体积分数，对应于地球物理和工业剪切流的碰撞相互作用占主导地位。我们首先比较测量值，与基于剪切速率的缩放，然后，基于颗粒温度的缩放。我们发现，后者在折叠数据方面比前者做得更好。研究结果为非均匀剪切流扩散模型的建立奠定了基础，对处理混合和分离问题具有一定的参考价值。
2022-09-23 cond-mat.soft
Morphologies of three-dimensional shear bands in granular media
本文给出了散粒体轴对称三轴剪切试验中自发对称性破缺应变局部化的数值结果。我们用三维离散元法模拟了球形颗粒的剪切带形成。我们表明，局部剪切强度，颗粒的角速度，配位数，和局部孔隙比相关，它们中的任何一个都可以用来识别剪切带，但后两个是不太敏感。计算的剪切带形态与实验结果吻合较好。我们表明，边界条件起着重要的作用。根据观测结果讨论了剪切带的形成机制，并与实验结果进行了比较。在大应变，强制对称，我们发现应变硬化。
2007-01-03 cond-mat.soft
Diffusion and Velocity Auto-Correlation in Shearing Granular Media
我们进行了数值模拟，以研究颗粒扩散在稳态剪切模型颗粒材料在两个维度的堵塞密度和零温度。我们证实了其他人的研究结果，扩散常数取决于剪切速率为$D\sim\dotγ^{q_D}$与$q_D<1$，并着手确定$q_D$和其他指数之间的关系，表征干扰过渡。然后，我们检查的速度自关联函数，注意到它是由两个不同的时间尺度的过程，并确定一个新的基本指数，$λ$，其特征的代数衰减的相关性与时间。
2009-10-14 cond-mat.soft
Flow-Arrest Transitions in Frictional Granular Matter
采用恒应力离散元模拟方法研究了摩擦颗粒物质剪切流动与剪切停止状态之间的转变。通过使摩擦颗粒的稀体系经受恒定的外部剪切应力和压力，摩擦依赖的临界剪切应力和密度被清楚地识别，两者都表现出低摩擦和高摩擦之间的交叉。临界剪切应力分叉两个非平衡稳态：（i）稳定状态的剪切流的特征在于一个恒定的变形速率，和（ii）剪切制动的特征在于时间衰减蠕变到一个静态稳定状态。在临界剪切应力以下的时间$t_{c}$发生制动，该时间表现出重尾分布，其均值和方差在临界剪切应力下以幂律发散，具有摩擦依赖指数，该指数也表现出低摩擦和高摩擦之间的交叉。这些观察结果表明，临界剪切应力附近的颗粒逮捕是高度不可预测的，并强烈影响颗粒间摩擦。
2019-01-30 cond-mat.soft
Topological constraints suppress shear localization in granular chain ensembles
Indian Institute of Science（印度科学学院）
本研究通过颗粒链集合实验和模拟，揭示拓扑约束抑制剪切局部化并增强剪切硬化，为理解颗粒流变特性提供了新视角。
2026-02-10 cond-mat.soft
Collective rheology in quasi static shear flow of granular media
本文讨论了在准静态颗粒流中，哪些因素决定了应变场的基本问题。结果表明，用应力-应变率关系来理解准静态流变学是不恰当的。另一种方法进行了讨论，其中的局部变形被认为是在附近的变形的原因。我们提出了一个连续介质模型，其中局部剪应变与其拉普拉斯算子成正比，比例因子由局部应力决定。预测的行为进行了测试，在一个三维剪切细胞通过计算机模拟。我们设置的简单性使得它非常适合演示和研究集体粒度流的基本开放问题。所观察到的剪切剖面解释的框架内建议的模型。
2010-09-20 cond-mat.soft
Evolution of Internal Granular Structure at the Flow-Arrest Transition
采用组构张量描述颗粒材料的内部接触和力网络，研究了颗粒材料在剪切停止和剪切流动状态下内部颗粒结构的演化。当摩擦颗粒的稀释系统受到恒定的压力和剪切应力，体积应力比是很好的预测从其接触和力网络的各向异性在瞬态流之前稳定的剪切流或剪切制动。虽然发病的剪切制动是一个随机过程，逮捕时的织物张量分布在几乎相等的贡献力和接触网络各向异性的体积应力比。随着系统规模的增加，分布似乎变得更窄。在剪切制动状态下的接触网络的各向异性是令人想起的剪切堵塞填料中观察到的织物各向异性。
2020-05-19 cond-mat.soft
X-ray tomography investigation of cyclically sheared granular materials
利用X射线层析成像和剪切力测量相结合的方法，对具有高瞬态行为的循环剪切颗粒系统进行了研究，得到了剪切循环过程中微观结构和宏观剪切力的演化规律.我们从微观过程解释了系统的宏观行为，包括粒子级结构重排和摩擦接触变化。具体而言，我们展示了如何接触摩擦可以诱导大的结构波动，并导致显着的剪切阻尼效应的颗粒材料，我们还构建了一个经验的宏观剪切力的本构关系。
2020-10-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Snell's Law for Shear Zone Refraction in Granular Materials
我们目前的实验慢剪切流在分裂底部线性剪切细胞，充满分层颗粒材料。通过两种不同的材料之间的剪切由一个平坦的材料边界被示出，以产生窄的剪切区，这在材料的边界处，根据光学中的斯涅耳定律的交替作用。剪切带是剪切时耗散率最小的区域，即最小耗散原理的体现。我们已经准备好了形成颗粒状透镜的材料。剪切通过透镜示出给一个非常宽的剪切区，这对应于满足斯涅耳定律的连续范围内的路径通过细胞。
2009-04-27 cond-mat.other cond-mat.soft
Long Range Correlations in Granular Shear Flow I: Numerical Evidence
我们研究了颗粒剪切流中长程相关性的出现。通过增加模拟颗粒流的密度，我们观察到一个自发的过渡，从稀制度，其中的相互作用是由二元碰撞为主，到一个密集的制度，其特征在于大型的力网络和集体运动。随着密度的增加，由于碰撞的耗散性质，相互作用的颗粒倾向于形成同时接触的网络。我们通过测量颗粒力之间的相关性来量化这些网络的大小，并发现随着网络大小的增加，接触力的统计数据发生了巨大的变化。
2006-12-28 cond-mat.soft
Modified Archimedes' principle predicts rising and sinking of intruders in sheared granular flows
我们通过计算确定了剪切颗粒流中单个球形入侵颗粒的力随颗粒大小、颗粒密度、剪切速率、上覆压力和重力加速度的变化。该力的大小与阿基米德原理预测的浮力相似，但与阿基米德原理预测的浮力不同。偏差仅取决于侵入物与床层颗粒尺寸比，而不取决于密度比或流动条件。我们提出了一个简单的力模型，成功地预测入侵者上升或下沉，只知道的大小和密度比，在物理实验中的各种流动配置。
2019-06-07 cond-mat.soft
Suppression and emergence of granular segregation under cyclic shear
虽然对流涉及在许多颗粒偏析过程中，相关的颗粒尺度的重排没有得到很好的理解。三维双分散混合物在稳定剪切下分离，但循环驱动系统要么保持混合，要么缓慢分离。单个晶粒的运动没有表现出任何迹象的颗粒尺度的偏析动力学之前，散装偏析。相反，我们发现，从非分离到分离流的过渡是伴随着显着不可逆的颗粒轨迹，并出现对流场。
2013-08-15 cond-mat.soft
Influence of lateral confinement on granular flows: comparison between shear-driven and gravity-driven flows
通过离散数值模拟研究了受限颗粒流的特性。两种类型的流量与不同的边界进行了比较：（一）重力驱动的流量顶部的自由表面和超过一个基地，侵蚀平衡吸积（二）剪切驱动的流量与恒定的压力施加在其顶部和颠簸的底部以恒定的速度移动。在这两种情况下，我们观察到剪切局部化或/和蠕变区下。我们表明，虽然不同的边界诱导不同的流动特性，（例如横向速度剖面的剪切局部化），这两种类型的流动具有共同的性质，如（i）颗粒温度和剪切速率之间的幂律关系（其指数从稠密流的1变化到稀流的2）和（ii）侧壁处的摩擦减弱，其随着流内的深度而逐渐减小。
2020-09-25 cond-mat.soft
Gyratory Shearing Compaction of Granular Materials
本研究聚焦于恒定压力和剪切速率下的颗粒材料回转剪切压实，发现压力是影响压实行为的关键因素，而回转速度和间隙流体黏度影响甚微，且惯性时间尺度在多数情况下起决定作用。
2019-09-29 cond-mat.soft
Hydrodynamics of fluid-solid coexistence in dense shear granular flow
本文研究非弹性碰撞硬盘的稠密快速剪切流。Navier-Stokes颗粒流体动力学的应用占最近的发现\cite{Luding,Khain}，剪切粘度发散在一个较低的密度比其余的本构关系。提出了一种新的稀密本构关系插值公式，并在分子动力学（MD）模拟中进行了验证。对均匀剪切流进行了线性稳定性分析，并给出了完整的相图。结果表明，当颗粒碰撞的非弹性变得足够大时，均匀剪切流让位于两相流，在两相流中，一个密集的“类固体”条纹簇被两个流体层包围。在事件驱动的MD模拟的分析结果进行了验证，并观察到一个很好的协议。
2007-07-05 cond-mat.soft
Particle dynamics in sheared granular matter
实验测定了库埃特几何中颗粒物质的颗粒动力学和剪切力。归一化的切向速度$V(y)$随着与移动壁的距离$y$而强烈下降，与剪切速率和剪切动力学无关。局部RMS速度波动$δV(y)$与局部速度梯度成$0.4 \pm 0.05$的幂。这些结果同意一个局部牛顿，连续介质模型，其中的颗粒介质被假定为表现为一个局部温度$δV(y)^2$和密度依赖粘度的液体。
2000-04-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear-driven mixing of segregated granular materials
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Universidad Adolfo Ibañez（阿道夫·伊巴涅斯大学）
研究剪切力对初始分离颗粒材料混合和分离的影响，建立量化混合动态的标度框架，揭示颗粒流物理机制，为自然和工业应用提供改进预测和设计的基础。
2026-07-10 cond-mat.soft
Scaling theory of shear-induced inhomogeneous dilation in granular matter
以有限的剪切速率剪切一个压缩颗粒系统的结果在一个区域的颗粒流动的紧凑，静态组件。必然该区域被扩张到取决于剪切速率、加载压力、重力、各种材料参数和制备方案的程度。尽管对颗粒流进行了大量的研究，但仍然缺乏膨胀量的预测理论。在这里，我们提供了一个标度理论，专注于这样的预测作为剪切速率和耗散参数的颗粒组装的函数。由此产生的标度律是普遍的改变粒子间力的法律。
2019-05-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spontaneous development of 3-D structure in sheared granular flows
剪切颗粒流体的计算机模拟，建模为非弹性硬球，显示出一个独特的三维不稳定性的迹象。在稳定状态下，使用Lees-Edwards边界条件建立具有剪切速率$a$的线速度分布$v_{x}=ay$。在不稳定区域中，速度剖面需要依赖于边长为$L$的立方盒子中的$v_{x}=ay+sin(2πz/L)$形式的第三维。对线性化的纳维-斯托克斯方程的分析表明了不稳定性的存在，并给出了临界波矢的一个简单表达式，该表达式与模拟结果定量一致，表明不稳定性在低密度下持续存在。
2004-03-22 cond-mat.soft
Granular Segregation Mechanisms by Cyclic Shear
我们提出了一个三维循环剪切双分散颗粒介质中的示踪剂颗粒的偏析机制的X射线层析成像研究。大的示踪剂被对流拖曳上升到顶部表面，然后由于向下的对流横截面小而被困在那里，这导致分离。此外，我们还发现，由于大示踪剂周围的微扰效应引起的局部结构上下不对称性将导致示踪剂相对于其较小的邻居具有净向上位移，这是分离的另一种机制。
2020-09-17 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
Reynolds Pressure and Relaxation in a Sheared Granular System
我们描述的实验，探测剪切堵塞状态的演变，发生包装分数$ϕ_S \leq ϕ\leq ϕ_J$，摩擦颗粒盘，其中以上$ϕ_J$有没有无应力静态。我们使用了一种新型的剪切装置，避免了形成不均匀的剪切带。这个固定的$ϕ$系统表现出剪切应变$γ$和压力$P$之间的耦合，我们用“雷诺压力”和“雷诺系数”$R(ϕ) = (\partial ^2 P/\partial γ^2)/2$表征。$R$仅依赖于$ϕ$，并发散为$R \sim (ϕ_c - ϕ)^α$，其中$ϕ_c \simeq ϕ_J$和$α\simeq -3.3$。在循环剪切下，该系统的演化动力学缓慢的极限环动力学，我们在周期$n$：$ΔP \simeq -β\ln(n/n_0)$的压力松弛方面的特点。$β$仅依赖于剪切周期振幅，这表明$β$起着类似温度作用的激活过程。
2013-01-10 cond-mat.soft
Particle-scale origins of shear strength in granular media
无粘性颗粒材料的抗剪强度通常归因于其微观结构的致密性或各向异性。一个悬而未决的问题是，这种紧凑的或各向异性的微观结构，从而剪切强度，取决于颗粒的性质。我们首先回顾的作用，织物和力的各向异性相对于临界状态的剪切应力。然后，提出了一个模型的可达几何状态的颗粒连接性和接触各向异性。该模型以一种简单的方式结合了这样一个事实，即由于空间排斥，不能同时达到最高水平的连接性和各向异性，这是一种严重影响剪切强度的性质。我们还分析了力的各向异性的弱力在维持强力链的具体作用，从而各向异性力模式的主要机制。最后，我们简要讨论了颗粒间摩擦、颗粒形状、尺寸多分散性和粘附性的影响。
2008-01-30 cond-mat.soft
