Softening induced instability of a stretched cohesive granular layer
我们报告的蜂窝图案，自发地形成在表面的一个薄层的粘性颗粒状材料提交面内拉伸。我们提出了一个简单的模型，其中负责的不稳定性的机制是“应变软化”以上的典型应变的潮湿颗粒材料所表现出的。我们的分析表明，这种类型的不稳定性应观察到在任何系统呈现负应力应变扰动的敏感性。
2010-10-23 cond-mat.soft physics.class-ph physics.geo-ph
Extending Granular Resistive Force Theory to Cohesive Powder-scale Media
本文将颗粒阻力理论（RFT）扩展至黏性干燥粉末，通过玉米淀粉侵入实验建立应力函数，预测复杂形状受力并优化抗下沉几何设计。
2024-12-08 cond-mat.soft
Pattern dynamics of cohesive granular particles under a plane shear
本文对粘性颗粒在平面剪切作用下的三维运动进行了分子动力学模拟。模拟结果表明，当颗粒温度达到临界温度后，颗粒温度突然下降到零，特征时间$t_{\rm cl}$近似表示为$t_{\rm cl} \propto (ζ-ζ_{\rm cr})^{-β}$，耗散率为$ζ$，临界耗散率为$ζ_{\rm cr}$，指数为$β\simeq 0.8$ .我们还发现，存在着各种类型的集群依赖于初始密度和耗散率。
2012-11-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Force distribution in a scalar model for non-cohesive granular material
我们研究了一个标量晶格模型的静态，非粘性，粒状材料的晶粒间的力量，获得两个主要结果。(i)作为总应变的函数的施加的应力显示出具有非平凡指数的幂律依赖性，其还随系统几何形状而变化。(ii)单个颗粒上的力的概率分布在压缩的所有阶段都呈高斯分布，没有显示指数尾的证据。关于这两个结果，我们确定相关性负责偏离先前提出的理论。
1998-10-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Viscosity of Cohesive Granular Flows
粘性颗粒材料，如湿沙、雪和粉末，可以像粘性液体一样流动。然而，在这样的非热颗粒流体的动量输运的基本机制是难以捉摸的。其结果是，现有的模型内聚颗粒粘度仍然是唯象的和有争议的。在这里，我们使用离散元模拟平面剪切流来测量粘性颗粒材料的粘度，同时调整颗粒间粘附的强度。我们建立了两个粘附相关的，无量纲的数字控制其粘度。这些数值将断开键所需的力和能量与流中的特征应力和动能进行比较。这推进了普遍接受的观点，即只有一个无量纲数可以控制粘附的效果。由此产生的标度律捕捉强，非牛顿的粘度变化，统一了几个现有的粘度模型。然后，我们直接将这些粘度变化与流动微观结构和接触网络中的粘附诱导的修改联系起来。这一分析揭示了存在两种模式的动量传输，涉及颗粒微加速度或平衡的接触力，并表明粘附只影响后者。这推进了我们对颗粒材料和其他软材料（如乳液和悬浮液）的流变模型的理解，这些模型也可能涉及颗粒间的粘附力。
2020-10-07 cond-mat.soft
Frictional weakening induced by cohesion: the numerical case of cohesive granular failures
数值模拟了大范围内粘性颗粒在重力作用下的二维粘性颗粒台阶的破坏。通过对颗粒累积位移的研究，定义了一个位移阈值，建立了一个合理的破坏特征判据。我们能够及时定位故障，并确定不稳定的不同阶段。我们发现，故障的发生延迟增加凝聚力，但其持续时间变得更短。确定一个较窄的位移区间，出现一个明确的剪切带，揭示了破坏的发生。解决的平衡失败的块，我们能够成功地预测之间的依赖关系的失败角和凝聚力，从而揭示了两个不同的摩擦行为：而摩擦保持不变，在小凝聚力，它显着降低与凝聚力在较大的凝聚力。因此，结果揭示了两个制度的行为粘性颗粒物质的凝聚力强度取决于，揭示了凝聚力引起的弱化机制。
2022-03-31 cond-mat.soft
Density profiles of loose and collapsed cohesive granular structures generated by ballistic deposition
利用接触动力学，在微观基础上研究了由有效的cohesion内聚力稳定的松散颗粒结构。研究了颗粒的Bond数对重力弹道沉积过程中堆积物密度分布和生成过程的影响。内部压实发生不连续的小雪崩，我们研究它们的大小分布。我们还开发了一个模型，解释最终的密度分布的基础上洞察下的键数变化的包装崩溃。
2011-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Experimental models for cohesive granular materials: a review
本文综述了黏性颗粒材料的实验模型，探讨了控制颗粒间粘附的方法及其在颗粒和总体力学研究中的应用。
2025-01-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.geo-ph
Rheology of dilute cohesive granular gases
对稀薄粘性颗粒气体的流变特性进行了理论和数值研究。剪切粘度和剪切速率之间的流动曲线是从具有简单剪切流中的方阱势的颗粒的非弹性Boltzmann方程导出的。结果表明：（i）稳定的均匀剪切状态只存在于临界剪切速率以上;（ii）均匀剪切流中的粘度与硬核颗粒的均匀剪切流中的粘度几乎相同。在临界剪切速率以下，团簇随时间增长，如果我们用团簇的平均直径代替颗粒的直径，则粘度可以近似为硬核流体的粘度。
2018-04-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dilatancy-induced surface deformation in dense cohesive granular media
Institute for Multiscale Simulation, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学多尺度模拟研究所）
研究了密实黏性颗粒介质中由膨胀引起的表面变形，发现等效波恩数是关键控制参数，高剪切速率下惯性效应减弱表面变形。
2026-01-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Self-stresses and Crack Formation by Particle Swelling in Cohesive Granular Media
我们提出了一个分子动力学研究的力模式，拉伸强度和裂纹形成的粘性颗粒模型中的颗粒进行膨胀或收缩梯度。不均匀的颗粒尺寸变化产生自平衡力，一旦最强的拉伸接触开始失效，就会导致裂纹萌生。我们发现，粗粒度的应力是正确的弹性模型，将颗粒尺寸的变化作为度量演化预测。由于颗粒介质中的力传递不均匀，其抗拉强度远低于理论强度。裂纹在收缩时从边缘向内扩展，在膨胀时从中心向外扩展。
2004-10-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.class-ph
Simulation of pattern dynamics of cohesive granular particles under a plane shear
对粘性颗粒在平面剪切下的运动进行了三维分子动力学模拟。从模拟中，我们发现在稳定状态下存在三个不同的相：（I）均匀的剪切相，（II）剪切带和气体区域的共存相和（III）晶体相。我们还发现（II）和（III）之间的临界线近似地表示为$ζ\propto \exp(β\dotγL_y)$，其中$ζ$，$β$，$\dotγ$，$L_y$分别是耗散率、一个不重要的常数、剪切率和速度梯度方向的系统尺寸。
2012-11-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fracture of a model cohesive granular material
我们实验研究了模型粘性颗粒介质的断裂机制，该介质由固化聚合物桥连接在一起的玻璃珠组成。例如，这种材料的弹性响应可以通过改变聚合物相的交联来控制。在这里，我们表明，它的断裂韧性可以通过调整聚合物桥的刚度和尺寸的数量级进行调整。我们从一系列材料制备下的断裂测试中提取了定义明确的断裂能。发现这种能量与桥的横截面积成线性比例。最后，X射线显微计算机断层扫描显示，裂纹扩展是由位于界面处的每个珠粒的约一个聚合物桥的粘合失效以及失效平面附近的微裂纹驱动的。我们的研究结果提供了洞察这种模型材料的断裂机制，和无序的粘性颗粒介质的力学性能一般。
2016-11-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Low density fragile states in cohesive powders
我们讨论了粘性和非粘性颗粒介质的背景下，最近的报告“干流沙的区别。“具有干流沙性质的弱低密度态很容易在普通家用粉末中形成。相反，这种状态不能形成在无粘性的粒状介质，如普通的沙子。
2005-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fracture of granular materials composed of arbitrary grain shapes: A new cohesive interaction model
离散元方法（DEM）是模拟粘性颗粒材料断裂的有用工具。对于这种应用，通常采用简单的颗粒形状（2D中的圆盘，3D中的球体）。然而，处理更一般的颗粒形状允许考虑真实材料中颗粒的自然异质性。我们提出了一个离散的模型，允许模仿接触或非接触颗粒之间的凝聚力，无论它们在2D和3D中的形状。内聚相互作用由放置在相互作用颗粒上的内聚点组成，目的是表示位于颗粒之间的内聚相。接触的情况下，解决根据单边接触和库仑摩擦定律。为了测试所开发的模型，2D单轴压缩模拟进行。数值结果表明，该模型能够模拟宏观行为的骨料颗粒受到轴向压缩，以及断裂的启动和传播。模型和样本参数的影响的研究提供了重要的信息的模型再现各种行为的能力。
2016-07-04 cond-mat.soft
Hydrodynamic instabilities in shear flows of cohesive granular particles
University of Twente（特温特大学）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）
本文通过扩展动态范德瓦尔斯模型，研究了粘性颗粒流在平面剪切下的流体不稳定性，发现密度不均匀结构由体积分数、剪切速率和非弹性决定。
2015-05-15 cond-mat.soft
Wet granular bed eroded by a dry granular flow
LMGC, University of Montpellier, CNRS, France（蒙彼利埃大学）；Geo-Ocean, Univ. Brest, CNRS, IFREMER, Plouzané, France（布雷斯特大学）
研究通过DEM模拟揭示了湿润颗粒床在干燥颗粒流侵蚀下的两种侵蚀模式，并提出了基于惯性数和粘性指数的快速侵蚀缩放定律。
2026-02-23 cond-mat.soft
Bond-number-controlled durability of cohesive granular materials under repeated vibration
Tokyo Metropolitan University（东京都立大学）
通过混合黏性与非黏性颗粒控制键数，发现失效循环次数随混合比平方指数增长，而杨氏模量几乎不变，表明键数是耐久性的关键控制参数。
2026-09-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A cohesive granular material with tunable elasticity
通过将玻璃珠与可固化聚合物混合，我们创建了一种定义明确的粘性颗粒介质，通过固化并因此具有弹性的毛细管桥保持在一起。该材料具有类似于珠粒的湿堆积的几何形状，但是具有对将颗粒保持在一起的键的弹性的额外控制。我们表明，它的机械响应可以通过调整桥的大小和刚度，以及颗粒的大小在几个数量级上变化。我们还研究了其无侧限单轴压缩下的破坏机制结合原位x射线显微层析成像。我们表明，一个广泛的线弹性制度结束在一个极限应变约8%，无论团聚体的刚度，这对应于剪切破坏的开始。微调这种简单材料的刚度、尺寸和形状的可能性使其成为研究多孔岩石破裂、地震学或粘性多孔介质中的根生长等问题的理想模型系统。
2016-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Capillary-like Fluctuations of a Solid-Liquid Interface in a Non-Cohesive Granular System
非粘性颗粒物质最显著的集体运动之一是在一定条件下的成团。特别地，当单分散非粘性颗粒的准二维单层垂直振动时，当驱动振幅超过临界值时，发生固体-液体样转变。在这里，颗粒聚集的物理机制依赖于由颗粒碰撞介导的强相互作用，而不是颗粒-颗粒cohesion内聚力。平均而言，固体团簇类似于水滴，具有引人注目的圆形形状。我们实验研究了粗粒固液界面的涨落，通过傅立叶空间中的静态和动态关联函数来表征。这些波动被证明是很好地描述了毛细波理论，这使我们能够测量的固体-液体界面表面张力和流动性，一旦颗粒的“热”动能是确定的。尽管该系统是强烈的不平衡，颗粒温度是不均匀的，有能量均分在固液界面，一个相对较大的范围内的角波数。此外，表面张力和迁移率都与考虑特征能量、长度和时间尺度的简单数量级估计一致，这与原子系统的情况非常相似。请在这里找到本文的补充材料：arXiv：1304.2646
2013-04-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Continuum modeling of mechanically-induced creep in dense granular materials
最近，一种新的非局部颗粒流变学被成功地用于预测稳定的颗粒流，包括粒度依赖的剪切功能，在各种各样的流动配置，包括所有的变化的分裂底细胞。颗粒流中的一个相关问题是机械诱导蠕变，其中颗粒介质的一个区域中的剪切变形使其整体流化，包括远离剪切区的区域，有效地消除了各处的屈服条件。这使得当通过诸如圆柱形或球形探针的侵入物在名义上静止的区域中施加力时能够蠕变变形。我们表明，非局部流动性模型是能够捕捉这种现象。具体而言，我们探讨蠕变的一个圆形入侵者在一个二维的环形Couette细胞，并表明该模型捕捉到实验中观察到的所有显着特征，包括速率独立的性质蠕变足够慢的驱动速率和快于线性增加的蠕变速度与施加到入侵者的力。
2014-08-18 cond-mat.soft
Measuring and upscaling micromechanical interactions in a cohesive granular material
无序非均匀介质的力学性质一般取决于多个长度尺度之间的复杂相互作用。因此，在这种材料中，将局部相互作用与宏观可观测量（如刚度或断裂）联系起来是一个挑战。在这里，我们研究了由软聚合物桥连在一起的玻璃珠组成的粘性颗粒材料的性质。我们使用基于柔性微量移液器偏转的装置，研究了单桥在牵引和剪切作用下的机械响应。这些测量，以及来自颗粒填料的X射线显微照片的信息，然后通知大规模离散元模型（DEM）模拟。虽然简单，但这些模拟在各个方面都受到经验测量的约束，并准确预测骨料的机械响应，包括其压缩失效的细节，以及材料的刚度如何取决于其部件的刚度和几何形状。通过演示如何准确地将微观信息与宏观性质联系起来，这些结果为预测复杂无序材料（如多孔岩石、雪或泡沫）的行为提供了新的视角。
2021-03-25 cond-mat.soft
Structural aging of a cohesive and amorphous granular solid under cyclic loading
University of Michigan（密歇根大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
研究了在循环加载下，cohesive 和 amorphous 颗粒固体的结构老化现象，发现其强度和刚度提高但延展性降低，并表现出应力超量等不同特征。
2026-03-09 cond-mat.soft
Cohesion-induced hysteresis and breakdown of marginal stability in jammed granular materials
Institute of Science and Engineering, Shimane University（岛根大学理工学研究科）；Department of Applied Physics, Tokyo University of Science（东京理科大学应用物理系）；Graduate School of Arts and Sciences, The University of Tokyo（东京大学大学院人文社会系研究科）
研究黏性颗粒材料在压缩和卸载时剪切模量的滞后效应及临界稳定性破坏，揭示压力非唯一状态变量及黏性相互作用对稳定性的影响。
2026-04-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Extracting Contact Forces in Cohesive Granular Ensembles
Indian Institute of Science（印度科学研究所）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
本文提出一种新方法，通过扩展PeGS软件，解决颗粒间粘性力区分问题，用于研究粘性颗粒材料的微观力学。
2025-07-01 cond-mat.soft
Reduction of the bulk modulus with polydispersity in non-cohesive granular solids
本研究通过二维分子动力学模拟发现，颗粒多分散性增加会降低无粘性颗粒固体的体积模量，其机制是力网络各向异性增强及小颗粒支撑减弱。
2018-02-16 cond-mat.soft
The effects of interparticle cohesion on the collapse of granular columns
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（巴黎综合理工学院，巴黎理工学院）
本文通过湿颗粒与聚合物涂层颗粒的自重坍塌实验，对比不同黏聚力来源对圆柱、矩形颗粒柱坍塌的影响，提出可统一刻画黏聚力效应的无量纲数与表征框架。
2024-02-11 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
Unsaturated wet granular flows over a rough incline: frictional and cohesive rheology
在自然界或工业中遇到的多相流表现出非平凡的流变特性，由于模型材料和适当的流变仪，可以更好地理解。在这里，我们使用模型不饱和颗粒材料：组件的摩擦球形颗粒结合了少量的润湿液体，在一个粗糙的斜面。我们的结果表明，稳定的均匀流动的参数范围很广（倾角和质量流率）。基于莫尔-库仑屈服准则的理论模型扩展到惯性流：$τ$ = $τ$ c + $μ$（I）P，其中$τ$ c和$μ$（I）分别是内聚应力和内摩擦系数，只有当人们认为干样品和湿样品具有通常由所描述的直接不同的内摩擦时，才能给出与实验测量定量一致的预测，称为$μ$（I）-流变学。结合颗粒的液桥不仅诱导凝聚力，而且改变湿组件的内摩擦。
2021-06-23 cond-mat.soft physics.class-ph
Slow relaxation behavior of cohesive powders
我们目前的调查结果从单轴（oedometric）压缩试验两个粘性工业相关的颗粒材料（可可粉和石灰石粉）。实验结果的压缩性，测试与两个设备-FT 4粉末流变仪和定制的流变仪。我们专注于应力响应和缓慢松弛行为的粘性样品测试。压缩结束后，在恒定的体积，正在进行的应力松弛被发现遵循幂律一致的粘性粉末和不同的测试设备。提出了一个简单的（增量代数演化）模型的应力松弛在粘性粉末，其中包括一个响应时间尺度以及第二，无量纲松弛参数。所报道的意见是有用的离散元模拟和本构宏观模型的粘性颗粒材料的改进。
2014-10-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crossover from viscous fingering to fracturing in cohesive wet granular media: a photoporomechanics study
本研究应用光孔隙力学方法，揭示了内聚湿颗粒介质中流体注入引发的变形与断裂机制，发现并阐明了粘性指进与断裂两种模式间的竞争与交叉现象。
2023-09-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Traction of Interlocking Spikes on a Granular Material
Sedewa（塞德瓦）
本文通过干沙与湿沙现场试验评估不同互锁刺钉设计，证明更大刺钉可可靠贯入颗粒材料并提升拉力/重量比，为低重力环境牵引提供依据。
2023-04-21 cond-mat.soft cs.RO
From liquid to solid bonding in cohesive granular media
本文研究了颗粒填料在干燥过程中从液态粘结到固态粘结的转变。颗粒最初被液体盐水润湿，并且通过毛细力确保填料的凝聚力，但溶质的结晶将液体键转变为部分粘合的键。通过以规律的时间间隔测量样品的抗压强度，实验证明了这种转变。实验结果表明：1）在达到临界饱和度之前，没有固体键形成，粘聚力几乎保持不变：2）胶结作用开始于表面，前缘向样品中心扩展，粘聚力呈非线性增加; 3）当胶结前锋到达试样中心时，所有胶结物都部分胶结，但由于胶结物的固结，粘聚力迅速增加。我们引入了一个模型的基础上的参数凝聚力法在债券和债券结晶参数。该模型正确地预测了相变以及微观和宏观凝聚力之间的关系。
2010-02-26 cond-mat.soft
Contact angle entropy and macroscopic friction in non-cohesive two dimensional granular packings
本研究通过二维分子动力学模拟，发现非粘性颗粒堆积的宏观摩擦可由接触角熵描述，且极限循环下摩擦对多分散性不敏感。
2017-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Role of cohesion in the formation of kink wave fronts in vibrofluidized granular materials
数值研究了准二维颗粒系统中扭结波阵面的形成，着重研究了单个颗粒之间的凝聚相互作用。基于最近提出的一种分析模型，通过调整速度相关的恢复恢复系数来实现粘性颗粒-颗粒相互作用。与实验结果的比较表明，阈值为旅行KWF的出现相匹配的制度，其中的颗粒层的质心高度波动的周期，振动周期的三倍。干颗粒动力学和湿颗粒动力学之间的进一步比较表明，KWF是更明显的湿颗粒层，因为增强集体运动引起的凝聚力。
2022-04-20 cond-mat.soft
Simple Model for Wet Granular Materials with Liquid Clusters
我们提出了一个简单的湿颗粒介质的唯象模型，考虑到许多粒子通过液体在绳状状态下的相互作用，以及两个身体的cohesion内聚力的液体桥在摆动状态。在含液量较低的湿颗粒介质中，液体在接触点处形成桥，由于表面张力的作用而产生两体cohesion内聚力。随着液相含量的增加，一些液桥合并，并且两个以上的颗粒通过单个液团相互作用。在我们的模型中，cohesion内聚力作用在由液-气界面连接的颗粒之间。随着液体含量的增加，通过液体相互作用的颗粒的数量增加，但是当形成液体团簇时，液-气界面可能减少。由于这种竞争，我们的模型表明，剪切应力有一个最大值作为液体含量的函数。
2009-11-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Geometrical families of mechanically stable granular packings
我们列举和分类几乎所有可能的机械稳定（MS）包装的bidipserse混合物的无摩擦磁盘在小剪切系统。我们发现，MS包装形成连续的几何家庭，其中每个家庭是由其特定的网络的颗粒接触。我们还监测MS包装沿几何家庭的动态应用准静态简单的剪切应变在零压力。对于少量的粒子（N < 16），我们发现动力学是确定性的和高度收缩的。也就是说，如果系统在给定的剪切应变下以MS填充初始化，则它将在随后的剪切应变下快速锁定到周期性轨道中，并且因此仅对处于稳定状态的可能MS填充的非常小的部分进行采样。在N>16的研究中，我们观察到周期的增加和由位形空间中的分叉引起的轨迹的随机分裂。我们认为，在大系统中的分裂和收缩率的比例将决定的MS-包装几何家庭的分布在稳态访问。这项工作是我们长期研究计划的一部分，开发一个主方程形式主义来描述宏观缓慢驱动的颗粒系统的小子系统的集合。
2009-09-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Experiments on Settling of Granular and Cohesive Material in Low Gravity
University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）；German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心）
通过落塔实验模拟不同低重力条件，研究三种颗粒样品的沉降行为，发现体积增大、堆积密度降低，且细颗粒对重力变化最敏感，表明体积变化不仅取决于粒径还与粗糙度和均匀性有关。
2026-05-28 astro-ph.EP astro-ph.IM cond-mat.soft
Angle of repose and segregation in cohesive granular matter
本文研究了流体对筒仓内颗粒物料的休止角和离析的影响。实验在两个方案中进行，其中：（i）流体的体积分数小，并且其在颗粒之间形成液体桥，以及（ii）颗粒完全浸没在流体中。通过透明玻璃侧壁对准二维筒仓内形成的堆进行成像，获得数据。在第一系列的实验中，观察到的休止角急剧增加的流体的体积分数，然后饱和的值，这取决于颗粒的大小。我们系统地研究了粘度的影响，通过使用水-甘油混合物改变它超过至少三个数量级，同时保持表面张力几乎恒定。除表面张力外，还观察到流体的粘度对休止角和偏析程度有影响。在双分散颗粒的情况下，根据颗粒的尺寸比和流体的粘度，观察到偏析减少并最终饱和。急剧的初始变化和随后的饱和程度的偏析和休止角发生在类似的体积分数的流体。在第二系列实验中，将颗粒倒入充满液体的容器中。虽然静止角被观察到是不变的，偏析被观察到减少在流体的粘度的增加。
2001-06-27 cond-mat.soft
Statistical equivalence of reduced gravity and enhanced friction in granular packings
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；East China Normal University（华东师范大学）；Chengdu University of Technology（成都理工大学）
研究通过X射线断层扫描对比不同重力及摩擦力下颗粒堆积，发现降低重力与增强摩擦力效果类似，二者能使颗粒堆积呈现相同特性，源于机械稳定性约束松弛，重力还保留独特接触尺度特征，为颗粒堆积提供统一统计描述。
2026-07-20 cond-mat.soft
Stability of freely falling granular streams
一个自由落体流弱凝聚力颗粒建模和分析的帮助下，事件驱动的模拟和连续流体力学。前者示出了流分裂成液滴，液滴的尺寸被测量为内聚能的函数。拉伸流是一维纳维-斯托克斯方程的精确解，对应于应变率，从其初始值γ Dot 0衰减1/t。围绕这个基本状态展开，我们表明，流动在短时间内（gammaDot 0 * t << 1）是稳定的，而在长时间内（gammaDot 0 * t >> 1），所有波长的扰动都会增长。给定波长的增长率取决于波动发生的时刻，因此可观察到的模式可以有很大的变化。
2012-03-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Cluster-induced deagglomeration in dilute gravity-driven gas-solid flows of cohesive grains
由于簇内颗粒的相对速度降低，通常认为簇会导致粘性颗粒之间的团聚增强。我们对重力驱动的粘性颗粒气固流动的离散粒子模拟显示出相反的趋势，揭示了一种新的机制，我们称之为“团簇诱导的解团聚”。“具体来说，我们研究了相对稀释的气固流，并将凝聚性来源的团聚体与系统中的整体不均匀性隔离开来，即，凝聚起源的聚集体和流体动力起源的簇。我们观察到增强的集群系统的大小增加（是规范的非凝聚力系统），以及减少团聚。减少的附聚被追踪到颗粒在团簇表面处的增加的碰撞冲击速度;即，更高水平的聚集导致聚集区域和非聚集区域之间更大的相对速度，从而作为颗粒温度的附加源。这一物理图像进一步证明了一个理论模型的基础上的生成和破碎率的团聚体之间的平衡。最后，集群诱导的解聚也提供了一个令人惊讶的饱和度的团聚水平在重力驱动的，气固系统的凝聚力水平的增加，而不是单调增加的行为中看到的自由发展或驱动的颗粒系统在没有重力的解释。也就是说，更高的凝聚力导致更多的能量耗散，这与竞争效应有关：增强的凝聚和增强的集群，后者导致更多的集群诱导的解凝聚。
2018-12-04 cond-mat.soft
Failure processes of cemented granular materials
粘性或胶结颗粒材料的力学是复杂的，结合了颗粒介质的非均匀响应，如力链，具有明确定义的材料特性。在这里，我们使用离散元模型（DEM）模拟，由通过较软但易断裂的弹性键连接的弹性颗粒集合组成，来探索此类材料在单轴压缩下如何变形和失效。我们特别感兴趣的是晶粒或颗粒之间的微观相互作用和宏观材料响应之间的联系。为此，颗粒的性质和债券的刚度匹配的实验测量的粘性颗粒介质与可调的弹性。断裂键的标准也基于明确的格里菲斯能量平衡，具有现实的表面能。通过改变颗粒集合体的初始体积分数，我们表明，这个简单的模型再现了广泛的实验行为，无论是在弹性限度和超越它。这些包括定量的细节不同的破坏模式的剪切带，韧性破坏和压实带或反裂纹，以及这些模式之间的过渡。因此，目前的工作，提供了一个统一的框架，了解多孔材料，如砂岩，大理石，粉末骨料，雪和泡沫的破坏。
2020-10-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of wet granular hexagons
实验研究了单分子层中六角形圆盘的集体行为。由于破环对称，六边形更倾向于在足够强的驱动下旋转。由于液体桥的形成，在润湿时引入短程内聚相互作用。因此，一个非平衡静止状态的旋转盘自组织的六边形结构出现。六角结构的键长略小于六角的周长，表明具有几何阻挫。这项调查提供了一个例子，其中的颗粒物质的集体行为是由单个颗粒的形状调整。
2017-03-02 cond-mat.soft
Gas-Mediated Impact Dynamics in Fine-Grained Granular Materials
非粘性颗粒介质对突然冲击表现出复杂的响应，通常不同于普通的固体和液体。我们研究如何介导这种反应的存在下的间隙气体之间的晶粒。使用高速X射线照相术，我们跟踪通过一个细，松散的粒状材料床内部的钢球的运动。我们发现了一个交叉，从几乎不可压缩的，在大气压力下的流体状行为，一个高度可压缩的，耗散的响应，一旦大部分的气体被抽空。我们讨论了这些结果在最近提出的颗粒介质中的阻力。
2007-07-17 cond-mat.soft
Entangled granular media
我们研究了几何诱导的凝聚力的合奏颗粒“U-颗粒”，机械纠缠通过颗粒相互渗透。我们改变u粒子的长宽比$l/w$，并将它们形成独立的垂直柱。在实验室实验中，我们监测柱对正弦振动的响应（频率$f$，峰值加速度$Γ$）。列折叠发生在特征时间$τ$中，该时间遵循关系$τ= f^{-1} \exp(Δ/ Γ)$。$Δ$类似于活化能，并且在中间$l/w$处最大。模拟结果表明，最佳强度的结果之间的竞争包装和纠缠。
2012-04-30 cond-mat.soft
Collective behavior in a granular jet: Emergence of a liquid with zero surface-tension
我们使用非粘性颗粒材料进行类似于“水钟”实验。当许多颗粒宽的颗粒状材料的射流从固定的圆柱形目标反弹时，它变形成尖锐限定的薄片或圆锥体，其形状模仿具有零表面张力的液体。当射流横截面中的颗粒数量减少时，颗粒材料的颗粒性质变得明显，并且出现的片和锥变宽并逐渐分解成宽的喷雾。这个实验在相对论重离子对撞机上金离子碰撞产生的夸克-胶子等离子体的行为中也有对应的实验。在那里，高密度的颗粒间碰撞产生了也被描述为液体的集体行为。
2007-06-14 cond-mat.soft
Pattern formation in wet granular matter under vertical vibrations
粘性湿颗粒物质在垂直振动下的薄层实验揭示了在不同阶段与容器碰撞的扭结分离域。由于相邻颗粒之间形成液体桥而产生的强凝聚力，域在振动时集体移动。根据这种集体运动的周期性，在三倍周期的情况下，扭结波前可以传播、相互耦合并形成旋转螺旋图案，或者在倍周期的情况下保持为驻波图案。此外，这两种模式可以共存的粒状“气泡”-相分离成液体和气体的状态。给出了用不同颗粒层质量$m$和容器高度$H$测量的不稳定性的稳定性图。这两种类型的图案的起始和它们对$m$和$H$的依赖性可以用将颗粒层视为与容器完全非弹性碰撞的单个颗粒的模型定量地捕获。
2015-07-10 cond-mat.soft
Low Speed Oblique Impact Behavior On Granular Media Across Gravitational Conditions; The role of cohesion
University of Rochester（罗切斯特大学）
本文通过DEM与DRFT建模研究不同引力条件下内聚力对颗粒介质低速斜撞击行为的影响，发现小引力下内聚力作用更显著，并指出需提出新的无量纲参数和标度律来准确描述内聚力与摩擦阻力的耦合效应。
2025-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.space-ph
Granular matter instability: A structural rigidity point of view
颗粒物质中的应力路径在系统受到轻微扰动时往往会发生突然的大规模重排，即颗粒系统是不稳定的。在本文中，我们表明，所观察到的不稳定性是由于最低限度的刚性，或均衡，系统的接触网络的字符。它首先表明，接触网络的颗粒填料成为均衡的（最低限度的刚性）在任何尺寸的限制大的刚度-载荷比。我们接下来表明，在这个均衡的限制，负载应力响应函数成为幂律分布，并采取指数大（增长为exp（H），其中H是系统的高度）的正值和负值。大负值的负载应力响应函数意味着不稳定，因为只有正（压）应力是允许在非粘性颗粒填料。因此，在大刚度（或小载荷）的极限下存在均衡相变，并且所产生的均衡相具有对扰动的极大敏感性。
1998-07-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Impact-induced collapse of an inclined wet granular layer
由某种扰动触发的倾斜粘性颗粒层的坍塌不仅可以是地球上滑坡的模型，也可以是小行星表面地形松弛的模型。为了了解这样的地形动力学，我们进行了一系列的实验固体弹丸的影响到倾斜的湿颗粒层与各种含水量和倾斜角度。因此，我们发现两种类型的结果：“陨石坑形成”和“崩溃”。当倾斜角接近最大稳定角且湿颗粒层底部的冲击振动足够强时，可以观察到“塌陷”阶段。为了解释崩溃条件，我们提出了一个简单的块模型，考虑最大稳定角，倾角，和冲击引起的振动加速度。此外，衰减传播的冲击引起的振动加速度估计的基础上的三维数值模拟与离散元方法使用干颗粒。通过结合湿颗粒实验和干颗粒模拟，我们发现，冲击引起的加速度在空间各向异性衰减。借助于这种衰减形式，可以使用块体模型来估计诱发崩塌的物理条件。
2018-08-15 cond-mat.soft
Computer simulation of model cohesive powders: Plastic consolidation, structural changes and elasticity under isotropic loads
用离散元模拟方法研究了一个简单的二维粘性粉末模型在各向同性载荷作用下的准静态行为。如前所述，在围压P增大的情况下，松散堆积状态发生了重要的结构变化，而固相分数Φ不可逆地大量增加。系统状态经历了三个阶段，塑性固结曲线Φ（P*）的不同形式，在增长的减压下，P* = Pa/F0，由粘附力F0和颗粒直径a定义。在低约束区（I），塑性压缩可以忽略不计，并且结构受组装过程的影响。下一阶段（制度II）是独立的初始条件。孔隙比随log P线性变化，如工程文献中所述。在压实（III）的最后阶段，接近最大固体分数，和无粘性颗粒包的属性检索。在固结条件下，密度相关性的分形范围减小，力模式重组，弹性模量增加了一个大的因素。塑性形变事件对应于网络拓扑中非常小的变化，而密度较高的区域倾向于像刚体一样移动。在松散系统中，弹性性质主要由薄结的弯曲决定。对于生长的RR，这些倾向于减少到颗粒链，其中的折叠，而不是拉伸断裂，控制塑性压实。
2008-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Extended event driven molecular dynamics for simulating dense granular matter
提出了一种新的数值方法来有效地模拟颗粒介质中流体和冻结区在重力作用下共存的非弹性硬球模型。IHS模型通过允许粒子将其动力学改变为冻结状态或回到正常碰撞状态来扩展，同时仅计算正常状态下的粒子的动力学。在时间和空间上，设计了仔细的标准，使得粒子仅在机械稳定的位置处冻结。在静态表面上的均匀沉积和转鼓的动力学作为测试用例进行了研究。模拟结果与以往的实验结果一致。该模型比通常的事件驱动方法更有效，并允许克服标准IHS模型的一些困难，如静态限制的存在。
2010-12-21 cond-mat.other cond-mat.soft
Surface coating induced lubrication in flowing granular materials
CSIR-National Chemical Laboratory（印度化学研究所）；Academy of Scientific and Innovative Research (AcSIR)（科学创新研究学院）
研究了混合润滑剂颗粒的流体颗粒在倾斜平面下的流动，发现润滑剂含量与流速呈非单调关系，主要贡献为揭示润滑剂涂层降低颗粒间摩擦和增强密实度对流速的影响。
2026-04-24 cond-mat.soft
