Shape transitions in soft spheres regulated by elasticity
我们研究弹性驱动的软球核壳结构的形态转变，其中的核心可以被视为一个各向同性的弹性连续体和表面或壳作为一个无张力的液体层，其弹性响应是由弯曲为主。为了产生过渡，我们考虑的情况下，液体层的表面积增加了固定量的内部弹性材料。我们发现，一般有一个临界的过剩表面积，各向同性球变得不稳定的屈曲。此时它采用了较低对称性的褶皱结构，可以用球谐变形来描述。我们研究了屈曲球和临界过渡区的弹性参数和系统的大小的依赖性。我们还将我们的研究结果与最近的实验上的凝胶填充囊泡，因为它们的内部体积减少。该理论可能有更广泛的应用，从宏观到微观的各种相关结构，包括干豌豆，葡萄干，以及细胞核的螺旋。
2013-10-16 cond-mat.soft
Electrostatic complexation of spheres and chains under elastic stress
本文研究了高电荷半柔性聚电解质与带相反电荷的大离子的络合作用。在标度参数的基础上，我们讨论了所得到的复合物如何依赖于的持久长度的盐的浓度，以及链和大离子的大小和电荷。我们研究的情况下，首先与一个单一的球络合物，并计算链的包裹长度。然后，我们将我们的考虑扩展到复杂的涉及许多包裹的领域和研究合作的影响。评价了这种复合物在外部变形下的力学性能。
2001-06-18 cond-mat.soft
Elasticity-mediated self-organization and colloidal interactions of solid spheres with tangential anchoring in a nematic liquid crystal
利用激光光镊和荧光共聚焦偏振显微镜，研究了固体微球在具有强切向表面锚定的颗粒周围弹性畸变引起的胶体相互作用。这些粒子聚集成与远场指向矢成约30度的链，并且在更高的浓度下，形成复杂的动力学捕获结构。我们表征的距离和角度依赖性的胶体相互作用力。
2005-08-13 cond-mat.soft
Crack-front model for adhesion of soft elastic spheres with chemical heterogeneity
粘附滞后可由表面粗糙度或化学不均匀性引发的弹性不稳定性引起。然而，这些不稳定性在粘附滞后的作用仍然知之甚少，因为我们缺乏理论和数值模型占现实的粗糙度。我们的工作重点是低粗糙度或弱异质性的软弹性球的粘附，压痕过程可以描述为一个近似圆形的外部裂纹的格里菲斯式传播。我们讨论了如何描述接触的领域与化学异质性，导致波动的本地工作的粘附。我们引入了一个变分的一阶裂纹扰动模型，并验证我们的方法使用边界元模拟。裂纹扰动模型忠实地预测接触形状和滞后力穿透曲线，只要接触周长保持接近一个圆，接触区域是简单连接的。计算上，裂纹扰动模型是数量级更有效的比相应的边界元制剂，允许现实的异质性领域。此外，我们的裂纹前制定澄清连接的粘附滞后的经典理论钉扎的弹性线。
2021-08-15 cond-mat.soft
Dynamics of elastic, nonheavy spheres sedimenting in a rectangular duct
本文通过低雷诺数矩形管道模型实验，揭示弹性非重球体沉降的四阶段动力学及可变形性导致的更高终端速度。
2021-05-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Thermally Driven Elastic Micromachines
讨论了弹性三球微机械的定向运动，其中球与具有不同温度的独立热浴平衡。即使没有弹簧的预定运动，这种微机械也可以纯粹由于热波动而获得净运动。解析地得到了球的平均速度与温度之间的关系。这个速度也可以用稳态下的平均热流来表示。我们的模型提出了一种新的机制，在非平衡生物系统中的运动的微机械。
2017-09-22 cond-mat.soft
Soft Dynamics simulation: 2. Elastic spheres undergoing a T1 process in a viscous fluid
基于单颗粒动力学的时间尺度，已将颗粒材料在空气或粘性流体中的鲁棒经验本构律表达为时间尺度。然而，一些行为，如粘度分叉或剪切局部化，也观察到在泡沫，乳液和嵌段共聚物立方相，似乎涉及其他微观时间尺度，这可能是有关的局部颗粒重组的动力学。在目前的工作中，我们考虑T1过程作为重排的一个例子。本文利用本系列第一篇文章中介绍的软动力学模拟方法，从理论和数值上描述了四个弹性球体在粘性流体中的运动。流体动力学的相互作用被描述在润滑水平（Poiffille挤压和Couette剪切流）和颗粒表面的弹性偏转被建模为赫兹。模拟的T1过程的持续时间可能会因初始分离的微小变化而发生很大变化，这与预测一致。第一次，集体行为，从而发现依赖于另一个参数比典型的体积分数的颗粒。
2009-07-16 cond-mat.soft
A granular fluid modeled as a driven system of elastic hard spheres
我们探索了通过由弹性硬球组成的模型在模拟颗粒气体非弹性冷却的阻力作用下描述颗粒气体主要输运性质的可能性。对Boltzmann方程的直接蒙特卡罗模拟表明，在简单剪切流状态下，非弹性硬球气体的结果与被驱动的弹性硬球气体的结果吻合得很好。利用这两个系统之间的近似等价性，将已知的弹性碰撞动力学模型扩展到非弹性情况。
2003-09-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jittery velocity relaxation of an elastic sphere immersed in a viscous incompressible fluid
本文从线弹性力学方程和线性化的纳维-斯托克斯方程出发，研究了弹性球在粘性不可压缩流体中的速度松弛问题。据发现，平移运动后突然的脉冲和旋转运动后突然扭转显示抖动的行为在长时间的制度，与许多逆转的速度，如果球是足够灵活的。在极端的长时间制度的平移和旋转速度松弛功能的每个衰减与一个通用的代数长时间的尾巴。球的附加质量和附加转动惯量为零。
2014-02-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Comment on "Large Difference in the Elastic Properties of fcc and hcp Hard-Sphere Crystals"
众所周知，面心立方和六方晶系的硬球晶体在热力学性质上差别很小。尽管如此，Pronk和Frenkel最近的计算机模拟表明，这两种晶体对机械变形的弹性响应应该是完全不同的。通过引用R.马丁前一段时间，我们认为这主要是由于面心立方和六方晶系晶体结构的不同对称性。事实上，我们发现，通过计算机模拟获得的fcc硬球晶体的弹性常数可以映射到相当的hcp晶体，以非常高的精度。同样的程序适用于密度泛函理论预测的fcc硬球晶体的弹性性能也产生显着准确的预测hcp硬球晶体。
2004-12-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Analytical expressions for the two basic modes of surface displacement and overall deformation of a free-standing or elastically embedded sphere
针对有限尺寸弹性体内力形变解析计算难题，推导了独立及弹性嵌入的线弹性球体体积变化、单轴伸缩两种形变模式的显式解析表达式，为球形软致动器的材料优化计算提供基础。
2024-07-12 cond-mat.soft math-ph math.MP
Dynamics of a Monolayer of Microspheres on an Elastic Substrate
我们提出了一个模型，波在弹性基底上的单层球的传播。该模型，它认为矢状极化波，包括：水平，垂直和旋转自由度;正常和剪切球和基板之间的耦合，以及相邻的球体之间;和弹性基板中的波传播的影响。对于单层相互作用的球体，我们发现三个接触共振，其频率给出了简单的封闭形式的表达式。对于单层的孤立球，只有两个共振。接触谐振耦合到衬底中的表面声波，导致模式杂交和“避免交叉”现象。我们提出了一个单层的二氧化硅微球的二氧化硅基板上的色散曲线，假设粘合剂，赫兹相互作用，并比较计算使用有效介质近似的离散模型的单层刚性基板上。虽然有效介质模型不考虑离散晶格效应在短波长，我们发现，它是非常适合描述的单层和基板之间的相互作用在长波长的限制。我们建议，一个完整的图片的离散单层粘附到弹性基板的动态可以找到使用离散和有效介质描述的结果相结合。该模型是潜在的可扩展的使用与微观和宏观尺度的系统，并提供了实验提取接触刚度从测量的声学分散的前景。
2015-06-28 cond-mat.soft
Revisiting Stress Analysis in a Three-Dimensional Elastic Hollow Sphere under Uniaxial Compression via the Inverse Laplace Transform Expressions within an Elastodynamic Framework
Tokyo University of Agriculture and Technology（东京农工大学）
该研究采用弹性动力学框架，通过拉普拉斯变换推导三维弹性空心球单轴压缩下的静态解，发现内表面存在局部应力集中，为相关领域提供了可靠分析方法。
2026-08-03 cond-mat.soft physics.class-ph
Methods for Creation and Linear Elastic Response Analysis of Packings of Semi-flexible Soft Polymer Chains
本文提出将软球模型扩展为链球模型，以研究半柔性聚合物链堆积的物理性质，包括剪切稳定化、堵塞分类和弹性分析，有望推动玻璃研究新发现。
2024-03-14 cond-mat.soft
Stability and Elasticity of Ultrathin Sphere-Patterned Block Copolymer Films
本文用自洽场理论研究了球形单层嵌段共聚物薄膜的弹性与弯曲响应，发现其剪切模量异常且弯曲常数为负，表明该类自支撑膜在玻璃化转变温度以上本质上不稳定。
2024-04-28 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Forming a cube from a sphere with tetratic order
四方相由正方形颗粒组成，其特征在于具有准长程取向顺序但没有平移顺序的四重对称性。我们构造了四次体的弹性自由能，并找到了平面几何中1/4向错的封闭形式解。将相同的协变形式主义应用于球体，我们分析表明，在一个弹性常数近似下，八个+1/4向错有利于定义立方体顶点的位置。缺陷-缺陷相互作用和弯曲能量之间的相互作用导致球体向具有立方体对称性的超球体变平。
2015-02-27 cond-mat.soft
Adhesive contact between a rigid body of arbitrary shape and a thin elastic coating
应用能量平衡原理于刚性压头与刚性基底上的弹性层的接触，提供了一个非常简单的分离准则的推导，该分离准则早先已经通过复杂得多的渐近分析获得。该标准允许计算平头压头任意接触的粘合强度，其发生与压头的面的面积成比例，并且不依赖于其形状。类似地，在任意三维形状的情况下，粘附接触问题可以容易地解决。
2018-05-22 cond-mat.soft
Impact of a rigid sphere onto an elastic membrane
本文从理论和实验两方面研究了刚性球体对弹性薄膜的轴对称碰撞问题。我们从第一性原理推导出控制方程，并施加自然的运动学和几何约束的球和膜接触过程中的耦合运动。自由边界问题的接触面，其所造成的碰撞力的行为，是解决一个迭代法。这导致一个模型，产生详细的预测的轨迹的球体，偏转的膜，和接触过程中的压力分布。我们的模型预测验证我们的直接实验测量。此外，我们确定了新的现象，关于低冲击速度的恢复恢复系数的行为，在一个单一的反弹过程中的多个接触的可能性，以及随后的反弹能量恢复。从接触力学中的这个模型问题中获得的见解可以为在多个工程应用中自然出现的接触问题的预测模型的开发提供信息。
2022-09-19 cond-mat.soft physics.class-ph
Stress-induced ordering of two-dimensional packings of elastic spheres
受限环境中颗粒的堆积是多个领域共同面临的问题。本文基于二维Hertzian粒子模型，研究了可变形球形粒子在压缩条件下的堆积，揭示了应力作为有序场在调节粒子排列中的重要作用。具体地说，在增加的压缩，压缩粒子自发地组织成规则的包装在三角形和正方形晶格，五边形镶嵌，和凹进三角形晶格的顺序。丰富的有序模式和复杂的结构，在这项工作中揭示了一个富有成效的组织战略的基础上的相互作用的外部应力和内在的弹性不稳定性的颗粒阵列。
2020-06-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Direct numerical simulations of rigid body dispersions. I. Mobility/Friction tensors of assemblies of spheres
本文介绍了一种改进的光滑剖面法，用于直接数值模拟任意刚体在牛顿介质中的分散。该方法以前的实现仅限于球形粒子，严重限制了可以研究的系统类型。该方法的有效性仔细检查通过计算各种各样的几何形状的摩擦/流动性张量，并将它们与从斯托克斯方程的精确解获得的参考值进行比较。
2013-09-02 cond-mat.soft
Interplay between elastic fields due to gravity and a partial dislocation for a hard-sphere crystal coherently grown under gravity: driving force for defect disappearance
我们先前观察到，通过蒙特卡罗模拟，在重力下相干生长的硬球晶体中，内在的桩错通过肖克利部分位错的滑动收缩<001>[Mori等人，Molec. 105，1377（2007）];这是对十年来长期存在的问题的回答，为什么胶体晶体中的堆积无序在重力下减少[Zhu等人，Nature 387，883（1997）]。在这里，我们提出了一个弹性能量计算;除了部分位错的自能[Mori等人，Prog. Theor. 178，33（2009）]，我们计算了由于重力引起的弹性场和由于肖克利部分位错引起的弹性场之间的交叉耦合项。交叉项是线性尺寸R的递增函数，在该线性尺寸R上弹性场扩展，示出了部分位错向晶粒的上边界移动的驱动力。
2010-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A note on the breathing mode of an elastic sphere in Newtonian and complex fluids
弹性纳米结构在流体介质中的声振动实验已被用于研究材料的机械性能，以及用于机械和生物传感。纳米结构周围的介质通常被建模为牛顿流体。然而，最近的实验表明，双锥体纳米颗粒的高频纵向振动可以在水-甘油混合物中引发粘弹性响应[M. Pelton等人，“粘弹性流动在简单的液体产生的振动纳米结构，”物理评论Lett。111，244502（2013）]。出于这些实验研究，我们首先重温一个经典的连续介质力学问题的纯径向振动的弹性球，也称为呼吸模式，在可压缩的粘性流体，然后扩展我们的分析，粘弹性介质中使用麦克斯韦流体模型。讨论了流体可压缩性和粘弹性的影响。虽然在双锥纳米粒子的纵向振动的情况下，流体可压缩性的影响被证明是可以忽略不计的，我们证明了它在弹性球的呼吸模式中起着重要的作用。另一方面，尽管振动模式不同，但球体的呼吸模式触发水-甘油混合物中的粘弹性响应，其类似于由双锥体纳米颗粒的纵向振动触发的粘弹性响应。我们还评论了流体粘弹性对声共振破坏病毒颗粒的想法的影响。
2015-06-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Elastic properties of dense hard-sphere fluids
基于Miller [J. Chem. Phys. { \bf 50}，2733（1969）]推导的表达式，提出了致密硬球（HS）流体弹性性质的新分析。HS流体的声波传播，泊松比，斯托克斯-爱因斯坦关系，广义柯西恒等式方面的重要后果进行了探讨。传统的表达高频弹性模量的简单系统与连续和可微的原子间相互作用势是众所周知的发散时，接近HS排斥极限。这种分歧的根源在这里确定。结果表明，这些传统的表达式只适用于足够软的相互作用，而不应适用于HS系统。报道的结果可以在统计物理，流体物理，软凝聚态和颗粒材料的背景下感兴趣。
2019-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Granular mixtures modeled as elastic hard spheres subject to a drag force
快速流动条件下的粒状气体混合物通常由具有常法向恢复系数的光滑非弹性硬球的多组分系统模拟。在低密度制度提供了一个适当的框架，由一组耦合的非弹性玻尔兹曼方程。由于非弹性玻尔兹曼碰撞算子的复杂性，在本文中，我们提出了一个更简单的模型的弹性硬球受到的有效阻力的作用，它模仿的耗散存在于原始的粒状气体的效果。应用Chapman-Enskog方法从模型中得到了二元混合物的Navier-Stokes输运系数。与质量通量相关的三个系数与从非弹性Boltzmann方程获得的系数相同，而其余四个输运系数显示出一般良好的一致性，特别是在热导率的情况下。最后，利用非弹性Boltzmann碰撞算子的近似分解，构造了一个粒状混合物的模型动力学方程，作为一个已知的弹性碰撞动力学模型的直接扩展。
2007-04-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Induced stresses in quasi-spherical elastic vesicles: local and global Laplace-Young law
在弹性球膜上，不存在由弯曲能引起的应力，相应的Laplace-Young定律不涉及弹性弯曲刚度。然而，当考虑一个轴对称的扰动，捏球，它会导致非平凡的应力在整个膜。在本文中，我们引入了一个理论框架来研究由球周围的几何扰动引起的应力。我们发现当地的平衡力方程沿法线方向的囊泡，并沿单位副法线，切线的膜;同样，闭环上的全局平衡力方程也进行了检查。我们分析了应力的分布在膜上的萌芽过渡发生。对于封闭的膜，我们得到修改后的杨-拉普拉斯定律，出现作为这种扰动的后果。
2018-08-08 cond-mat.soft
Elasto-buoyant heavy spheres: a unique way to test non-linear elasticity
超软弹性材料中的超大变形是普遍存在的，但缺乏系统的研究和方法来理解这种巨大应变的机理。本文通过一个简单的实验系统地研究了这个复杂的问题：在不可压缩的超软弹性介质中引入半径为$a$的重珠。我们发现，最软的凝胶内的珠的渗透深度（$δ$）的比例律为$δ\sim a^{3/2}$。虽然这一结果与理想的新胡克弹性形变模型不一致，根据该模型，位移场必须发散，但本文建立的原始渐近分析模型证明了这一结果。这个模型表明，观察到的关系是精确的分界线，将需要什么场变量发散或收敛。独特的数学预测和实验观察之间的这种对应关系为强非线性材料的变形行为带来了新的见解。
2016-05-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Soft-lubrication interactions between a rigid sphere and an elastic wall
本文推导软润滑模型，通过微扰分析和洛伦兹互易定理，计算刚性球体在弹性壁附近自由运动时受到的力和力矩，聚焦小变形极限。
2021-06-21 cond-mat.soft physics.class-ph physics.flu-dyn
Uniform shear flow in dissipative gases. Computer simulations of inelastic hard spheres and (frictional) elastic hard spheres
在前面的论文中，（cond-mat/0405252），我们已经阐明，非弹性硬球（IHS）的稀气体的主要输运性质可以被弹性硬球（EHS）的等效气体满意地捕获，假设后者处于有效阻力的作用下，并且它们的碰撞率减小因子$(1+α)/2$（其中$α$是正常恢复的常数系数）。在本文中，我们测试上述期望在一个典型的非平衡态，即简单或均匀的剪切流，通过执行Monte Carlo计算机模拟的Boltzmann方程的两类耗散气体的耗散范围$0.5\leq α\leq 0.95$和两个值的施加的剪切速率$a$。从局部平衡态的稳态速度分布的失真是由剪切应力，法向应力差，冷却速率，第四和第六累积量，和分布本身的形状测量。特别是，模拟结果似乎是一致的高速尾指数过剩。如果采用$α\gtrsim 0.7$，EHS结果通常很难与IHS结果区分开来，因此IHS气体的独特特征（较高的各向异性和过量）仅在相对较高的耗散率下表现出来
2005-08-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Numerical deflation of beach balls with various Poisson's ratios: from sphere to bowl's shape
我们提出了一个数值研究的形状由一个球形弹性表面时，它包围的体积减少。对于2D参数的范围内，这样的表面可以模拟一个薄壳的各向同性弹性材料，变形模式，开发一个单一的凹陷进行了详细研究。它首先通过从球体向轴对称凹坑的屈曲发生，然后通过沿子午线部分折叠而在凹陷失去其轴对称性的地方发生第二次屈曲。我们可以展示出第一次和第二次屈曲发生时相对体积变化的统一主曲线，并阐明泊松比的作用。在第二次屈曲后，研究了折叠次数和内部压力，从而可以仅从观察和/或外部约束的知识来推断壳体特征。
2012-05-30 cond-mat.soft
When do soft spheres become hard spheres?
传统的（Zwanzig-Mountain）简单流体的瞬时弹性模量的表达式预测其发散的硬球（HS）的相互作用的极限接近。然而，真正的HS流体的弹性模量是有限的。在这里，我们表明，这个悖论揭示了软到硬球的流体激发和热力学交叉。随着广泛的\emph{in-silico}研究流体与排斥幂律相互作用（$\propto r^{-n}$），我们将交叉定位在$n\simeq 10-20$和开发一个简单而准确的模型HS制度。这些结果为处理从简单流体到熔体和玻璃的各种体系中的弹性和相关现象开辟了新的前景。
2021-10-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elastically Cooperative Activated Barrier Hopping Theory of Relaxation in Viscous Fluids. I. General Formulation and Application to Hard Sphere Fluids
我们推广了单粒子跳跃的力级非线性朗之万方程理论，使之包括与液体长程弹性形变有关的集体效应。激活的α弛豫事件是一个混合的空间字符，涉及两个不同的，但相互关联的，本地和集体的障碍。在低于堵塞的体积分数或高于零开尔文的温度下没有分歧。首先开发和实施的硬球流体的背景下，分析和数值的想法。在一个中间的体积分数的交叉制度，当地的笼过程是占主导地位的方式与一个明显的Arabius行为一致。超Arrhenius集体障碍是更强烈地依赖于体积分数，占主导地位的高粘性制度，并很好地描述了一个非奇异的法律低于干扰。集体势垒的增加取决于热密度波动的幅度、剪切模量或瞬态局部化长度以及不断增长的微观跳跃长度。α弛豫时间的计算与最近的实验和模拟致密流体和悬浮液的硬球。与弹性模型和熵危机的思想理论的比较进行了探讨。本文的工作为建立一个准普适的、无拟合参数的热分子液体弛豫理论奠定了基础。
2014-02-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Granular Packings: Nonlinear elasticity, sound propagation and collective relaxation dynamics
球形颗粒集合体的各向同性压缩实验表明，剪切模量和体积模量随围压的变化快于Hertz-Mindlin接触弹性有效介质理论（EMT）预测的1/3幂定律。此外，模量之间的比率被发现是由一个恒定的值大于弹性理论的预测。对这些差异的理解一直是颗粒物质领域的一个长期问题。在这里，我们执行的适用性弹性理论的粒状材料的测试。我们进行声传播实验，数值模拟和理论研究，以了解各向同性加载下的变形颗粒软球的弹性响应。我们的结果的行为的弹性模量的系统符合很好的实验。我们表明，弹性部分描述了压缩载荷下的系统的实验和数值结果。然而，它彻底失败的剪切扰动下的系统，特别是填料没有切向力和摩擦。我们的工作表明，一个正确的处理应该不仅包括纯粹的弹性响应，但也集体弛豫机制有关的结构无序和非仿射运动的颗粒。
2005-03-02 cond-mat.soft
Impacting spheres: from liquid drops to elastic beads
Max Planck Center Twente for Complex Fluid Dynamics（马普中心特温特复杂流体动力学）
研究通过粘弹性介质分析液滴与弹性珠的冲击力，揭示弹性数和Weissenberg数对冲击力的影响，统一液体和固体冲击过程，提供液到弹性过渡的通用框架。
2026-01-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Theoretical Analysis of the Structure, Thermodynamics, and Shear Elasticity of Deeply Metastable Hard Sphere Fluids
本研究结合高精度微观平衡液态积分方程理论与朴素模耦合理论，统一研究深亚稳态硬球流体的结构、热力学与剪切弹性，预测出多种新行为并发现多物理量间的关联，为相关体系的慢动力学与力学响应研究提供参考。
2024-08-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
System of elastic hard spheres which mimics the transport properties of a granular gas
流化颗粒系统的原型模型是具有恒定法向恢复系数$α$的非弹性硬球（IHS）气体。使用动力学理论的描述，我们调查的两个基本成分，一个模型的弹性硬球（EHS）必须有，以模仿最相关的运输性能的基础IHS气体。首先，EHS气体被假定为受到一个有效的阻力与摩擦常数等于一半的IHS气体的冷却速率的作用，后者被评估为简单的局部平衡近似。第二，EHS气体的碰撞率相对于IHS气体的碰撞率降低了因子$(1+α)/2$。相应的Navier-Stokes输运系数之间的比较表明，EHS模型几乎完美地再现了自扩散系数和合理地以及两个传输系数定义的热通量，剪切粘度被复制的偏差小于14%（$α\geq 0.5$）。此外，EHS模型被认为是同意非弹性混合物和稠密气体的基本碰撞积分。IHS和EHS之间的近似等价性被用来提出非弹性碰撞的动力学模型，作为已知的弹性碰撞动力学模型的简单扩展
2005-08-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fundamental measure theory of inhomogeneous two-body correlation functions
对于三维硬球模型，我们研究了Rosenfeld基本测度理论预言的非均匀两体关联。对于密度具有平面或球面对称性的特殊情况，我们分别给出了非齐次两体直接关联函数的Hankel和Legendre变换的解析公式作为密度的显式泛函。当与Ornstein-Zernike关系相结合时，我们的分析结果可以快速计算实空间中的非均匀硬球密度相关。这些不仅提供了有关硬球系统的包装结构的信息，但也形成了一个必要的积木构建更现实的模型的微扰理论。
2021-04-14 cond-mat.soft
Diffusion of intruders in a granular gas thermostatted by a bath of elastic hard spheres
Universidad de Extremadura（埃斯特雷马杜拉大学）
本文通过玻尔兹曼方程和 Chapman-Enskog 方法研究了弹性硬球热浴中颗粒气体入侵粒子的扩散输运系数，理论预测与模拟吻合，并分析了热扩散分离。
2025-10-06 cond-mat.soft
Granular fluid thermostatted by a bath of elastic hard spheres
通过对（空间均匀）Enskog-Boltzmann方程的第一Sonine近似，分析了浸入保持平衡的弹性硬球浴中的非弹性硬球流体的均匀稳态。相对于浴温的颗粒流体的温度和颗粒分布函数的峰度作为恢复系数、质量比和测量相对于摩擦常数的冷却速率的无量纲参数$β$的函数而获得。与最近从Enskog-Boltzmann方程的迭代数值解获得的结果的比较[Biben等人，Physica A 310，308（202）]显示了极好的一致性。还考虑了几种极限情况。特别是，当粒状颗粒比浴颗粒重得多（但具有可比的尺寸和数密度），它表明，浴作为一个白噪声外部驱动。在一般情况下，如果控制参数$β$大于取决于恢复恢复系数和质量比的某个临界值$β_c$，则Sonine近似预测缺乏稳态。然而，这种现象出现在近似的预期适用范围之外。
2003-02-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Influence of the Degree of Heterogeneity on the Elastic Properties of Random Sphere Packings
胶体颗粒凝胶的宏观力学性能强烈地依赖于粉末颗粒的局部排列。实验表明，在相同的体积分数下，更多的异质微结构表现出比它们更均匀的对应物高一个数量级的弹性性能。在本文中，填充的球形颗粒被用作模型结构计算研究的弹性性能的凝结颗粒凝胶作为其程度的非均匀性的函数。离散单元模型包括线弹性接触定律、颗粒粘结和阻尼。模拟参数进行了校准，使用一个均匀的和异质的微观结构起源于早期的布朗动力学模拟。作为非均匀性程度的函数的弹性性能进行了系统的研究，使用两组从布朗动力学模拟和从空隙膨胀法获得的微观结构。这两组数据涵盖的异质性程度范围很广，而且在很大程度上相互重叠。模拟结果表明，作为非均匀性程度的函数的弹性性质与结构生成算法无关，并且剪切模量与非均匀性程度之间的关系可以很好地用幂律来描述。这表明存在一个临界程度的不均匀性，因此，一个相变之间的相位与有限和一个零弹性性能。
2012-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Highly porous layers of silica nano-spheres sintered by drying: Scaling up of the elastic properties from the beads to the macroscopic mechanical properties
通过干燥二氧化硅球的胶体分散体获得的层被发现是一个很好的基准测试多孔介质的弹性行为，在具有挑战性的情况下，高孔隙率和纳米尺寸的微观结构。经典的用于这些系统，肯德尔的方法明确地考虑了表面粘附力对颗粒之间的接触面积的影响。这种方法使用单个可调节参数（粘附能）提供杨氏模量，但不提供关于张量性质和弹性的可能各向异性的进一步信息。另一方面，均匀化方法（例如，规则的混合物，Eshelby，Mori-Tanaka和自洽计划），连续介质力学和渐近分析的基础上，提供的刚度张量的孔隙率和弹性常数的珠子的知识。在此，自洽方案准确地预测体积和剪切模量，没有可调参数，提供的孔隙率小于35%，由直径小至15 nm的颗粒组成的层。相反，肯德尔的方法被发现在整个孔隙率范围内预测的杨氏模量。此外，肯德尔模型中的粘附能必须调整到颗粒材料的断裂能的数量级的值。这表明干燥过程中的烧结导致颗粒之间形成共价硅氧烷键。
2018-04-25 cond-mat.soft physics.class-ph
Displacement field around a rigid sphere in a compressible elastic environment, corresponding higher-order Faxén relations, as well as higher-order displaceability and rotateability matrices
本文提出了一种求解无限延伸均匀弹性介质中刚性球形夹杂位移场的有效方法，与一些常用的教科书方法相比，这种方法稍有不同。此外，两个Faxén关系的次高阶以外的应力显式计算可压缩介质。他们量化高阶矩涉及力分布在刚性粒子在变形的弹性介质。此外，计算了粒子分离距离倒数的六阶（包括六阶）的可伸缩性和可旋转性矩阵。这些矩阵描述了弹性环境下刚性嵌入颗粒之间的相互作用。通过考虑不可压环境的限制，所有方法和结果都可以形式上转化为相应的不可压流体动力学低雷诺数Stokes流的情形。嵌入介质的可压缩性和这里另外导出的高阶贡献的作用突出了一些选定的示例配置。
2019-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Phase structure of a surface model on dynamically triangulated spheres with elastic skeletons
我们发现三个不同的阶段，管状相，平面相，和球形相，在三角形流体表面模型。还发现，这些相分离的不连续的过渡。在传统曲率模型的框架内，采用动态三角剖分的正则蒙特卡罗模拟研究了流体表面模型。表面的机械强度仅由骨架给出，并且在哈密顿量中没有假设二维弯曲能。骨架由弹性线性链和刚性连接组成，并在表面上形成一个分区结构，因此三角形的顶点只能在分区内自由扩散。因此，在模型中引入了不均匀结构;隔室内部的表面强度不同于隔室上的表面强度。然而，旋转对称性不受弹性骨架的影响;表面上没有特定的方向。除了上面提到的三个阶段之外，在这里没有研究的低弯曲刚度区域中预计存在塌陷阶段。不均匀的结构和顶点的流动性被认为是这种多样性相的起源。
2007-04-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Casimir micro-sphere diclusters and three-body effects in fluids
我们以前的文章[物理学。104，060401（2010）]预测，由某些物质的物质色散特性引起的卡西米尔力可以产生物体的稳定构型。这种现象是通过一个非接触物体的双簇结构来说明的，该物体由两个浸入流体中的球体组成，并克服重力悬浮在平板上方。在这里，我们从实际实验的角度来研究这些预测，并考虑非加性，三体和非零温度效应对两个球的稳定性的影响。我们的结论是，布朗运动的存在减少了实验上可实现的硅/碲球形双团簇的集合，使其成为由分层微球组成的那些，例如这里考虑的空心（球壳）。
2011-04-13 cond-mat.soft quant-ph
On the interaction of viscoelasticity and waviness in enhancing the pull-off force in sphere/flat contacts
出于粗糙度引起的粘附增强（增韧和加强）在低模量材料，我们研究了从基板上的球体在接触边缘的粘弹性耗散的存在下，和粗糙度在一个单一的轴对称波纹的形式脱离。我们表明，Guduru和同事发现的弹性情况下（即在非常小的脱离速度）的粗糙度引起的增强往往会消失，随着速度的增加，粘弹性效应占主导地位，问题的方法，一个光滑的球体。这与Guduru小组用明胶进行的原始实验定性一致。交叉速度是两个独立效应可比较的地方。粘弹性有效地阻尼了粗糙度引起的弹性不稳定性，并使其影响变得不那么重要。
2020-11-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Indentation of a Rigid Sphere into an Elastic Substrate with Surface Tension and Adhesion
柔顺材料如凝胶的表面张力提供了除了弹性之外的变形阻力，有时甚至超过弹性。本文研究了表面张力如何改变小硬球压入软弹性基底的接触力学。以前的研究已经检查了外部载荷为零的特殊情况，因此接触仅由粘附驱动。在这里，我们解决了更复杂的问题，除了附着力，变形是由压痕力驱动的。我们提出了一个基于小应变理论的精确解。压痕力（位移）和接触半径之间的关系被发现取决于一个单一的无量纲参数：$ω=σ(μR)^{-2/3}(9πW_{\textrm{ad}}/4)^{-1/3}$，其中$σ$和$μ$是表面张力和剪切模量的基板，$R$是球半径，和$W_{\textrm{ad}}$是界面的粘附功。我们的理论在小和大$ω$的极限下分别简化为Johnson-Kendall-Roberts理论和Young-Dupré方程，并与已有的实验数据进行了比较.结果表明，虽然表面张力对压痕力有显著影响，但在部分润湿类液体极限下的拉脱载荷仅比JKR极限降低1/3，拉脱行为完全由$ω$决定.
2015-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamics of a hard sphere granular impurity
考虑了杂质粒子通过非弹性硬球碰撞与宿主流体的耦合。结果表明，它的分布函数的精确方程可以映射到具有弹性碰撞和有效质量的杂质的分布函数的精确方程上。将这一结果应用于Enskog-Lorentz动力学方程，得到几个结论：（1）弹性情况下的每一个解都等价于颗粒情况下的一类解：（2）对于平衡宿主流体，颗粒杂质在不同的温度下接近平衡，在长时间内以扩散模式为主;（3）对于处于结垢状态的颗粒状流体，颗粒状杂质向相应的结垢溶液靠近。
2006-07-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active nematic response to a deformable body or boundary: elastic deformations and anchoring-induced flow
本文用复变量方法解析二维活性向列相中线弹性物体的流动、指向矢、牵引力与形变，揭示活性应力和锚定条件诱导的效应及应力测量新思路。
2025-06-14 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Elasticity of soft particles and colloids near Random Close Packing
纯粹排斥和无摩擦的颗粒，如乳液或硬球，显示非常奇怪的性能附近的堵塞过渡，这发生在随机紧密堆积的单分散球。虽然这样的体系不包含表征橡胶的长的和交联的聚合物链，但是它们以类似的方式宏观地表现：剪切模量$G$可以变得比体积模量$B$无限小。在回顾了最近的理论结果的结构，这种包装（特别是他们的协调），我将提出一个解释所观察到的缩放的弹性模量，并解释为什么参数都适用于软和硬颗粒。
2009-07-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
A sheet on deformable sphere: "wrinklogami" patterns suppress curvature-induced delamination
将刚性膜粘附到弯曲基底上通常在膜中产生弹性应力，这最终导致其分层。在这里，我们预测，非常薄膜的分层可以显着抑制通过微小的，平滑的变形的基板，在这里被称为“hallogami”，几乎不影响宏观形貌。这种“前层压”效应反映了即使在施加球形或其他双弯曲形貌时，平滑褶皱也能抑制弹性膜中的压缩的惊人能力，其方式类似于折纸折叠，折纸折叠使得能够由不可拉伸的纸构造弯曲结构。我们表明，出现的一个plaglogami图案信号的非平凡等距的片材，其平面，未变形的状态，在小厚度和弱拉伸载荷的粘合剂基板施加的双重渐近极限。我们解释了如何这样的“渐近等距”的概念拓宽了等距的标准用法来描述弹性片材的几何约束和机械载荷的响应。
2014-11-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A stability-reversibility map unifies elasticity, plasticity, yielding and jamming in hard sphere glasses
非晶态固体，例如玻璃，对变形具有复杂的响应，在材料设计和应用中具有显著的后果。在这方面，两个相互交织的方面很重要：稳定性和可逆性。一方面，理解玻璃如何由于剪切变形下的塑性增加而变得不稳定是至关重要的;另一方面，响应在多大程度上是可逆的，这意味着一旦扰动被释放，系统能够恢复原始配置的程度。在这里，我们专注于组装的硬球作为非晶态固体，如胶体玻璃和颗粒物质的最简单的模型。我们准备的玻璃态淬火从平衡过冷液体状态，这是通过使用交换蒙特卡罗算法得到的，并对应于一个广泛的结构弛豫时间尺度。我们详尽地映射出它们的稳定性和可逆性下的体积和剪切应变，使用广泛的数值模拟。在体积剪切应变相图上，原始玻璃状态保持固态的区域由剪切屈服线和剪切干扰线界定，剪切屈服线和剪切干扰线在屈服干扰交叉点相遇。该固相可以进一步分为两个亚相：稳定的玻璃相，其中系统完全弹性变形并且是完全可逆的，以及边缘玻璃相，其中它在介观尺度上经历随机塑性形变并且是部分不可逆的。稳定性-可逆性图的细节强烈地取决于玻璃退火的质量。这一研究为理解非晶态固体的弹性、塑性、屈服和堵塞提供了一个统一的框架。
2018-10-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Importance of many-body correlations in glass transition: an example from polydisperse hard spheres
大多数的液态理论，包括玻璃化转变理论，都是建立在两体密度关联的基础上。然而，我们最近表明，多体相关性，特别是键取向的相关性，在玻璃化转变和结晶转变中起着关键作用。在这里，我们表明，与过冷多分散硬球系统的数值模拟，与任何两点空间关联函数的长度尺度不增加对玻璃化转变。一个不断增长的长度尺度，而不是通过考虑多体关联函数，如取向顺序，它遵循的动态不均匀性的长度尺度的传播。尽管晶体状键取向顺序的增长，我们发现，对结晶的多分散性增加的稳定性是由于人口的二十面体排列的颗粒。我们的研究结果表明，对于这种类型的系统，多体相关性是玻璃化和结晶现象之间的联系的表现。系统是玻璃化还是结晶化可以通过对结晶的阻碍程度来控制，在这种情况下是多分散性。
2012-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elastowetting of Soft Hydrogel Spheres
当将软水凝胶球体放置在刚性亲水性基底上时，其通过在接触线附近形成轴对称足而经历阻止的扩散，同时保持其整体球形形状。相比之下，液态水（其构成大于90%的水凝胶体积）在相同表面上扩散成薄膜。我们系统地研究了凝胶球在不同表面能的基质上的弹性润湿，发现它们的接触角随着凝胶和基质之间的粘附功的降低而增加，正如人们对纯水滴所观察到的那样-尽管比后一种情况下更大。凝胶和水的接触角的这种差异似乎是由于在凝胶中产生的弹性剪切应力并阻止其扩散。实际上，通过增加凝胶球的弹性模量，我们发现它们的接触角也增加。此外，接触脚的长度随着粘附功和球体尺寸的增加而增加，而随着凝胶的弹性模量的增加而减小。我们讨论了这些实验结果的能量最小化，体积守恒和缩放参数的基础上的最小分析。
2018-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Stress Analysis of a Square Elastic Body Under Biaxial Loading Using Airy Stress Functions
Tokyo University of Agriculture and Technology（东京农工大学）
本文利用Airy应力函数方法，分析了方形弹性体在单轴和双轴加载下的应力分布，推导出满足边界条件的闭式解，并通过实验验证了单轴压缩情况下的应力场一致性。
2025-08-27 cond-mat.soft physics.class-ph
Intermediate asymptotics on dynamical impact of solid sphere on mili-textured surface
包含几个物理性质的复杂现象是丰富的，而他们偶尔揭示的幂律行为的变化取决于规模。本文描述了固体球撞击弹性表面动力学行为的整体标度性。将量纲分析与能量守恒解相结合，成功地得到了其基本无量纲函数。结果表明，球的幂律行为是由分别代表惯性和弹性的两个幂律关系之间的竞争所决定的，球的尺度大小加强了这种竞争。这些因素成功地概括了新定义的无量纲参数，它给出了两个中间渐近在不同的尺度范围。这些幂律行为的理论模型给出了与实验结果进行了比较，显示出良好的协议。本研究为量纲分析和自相似性研究提供了一般性的启示。
2019-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
