The jamming transition is a k-core percolation transition
我们解释的结构起源的干扰过渡堵塞物质的突然出现的k-核心在精确的配位数,这是不相关的均衡点,但突然出现的3-和4-核心的k-核心渗流理论。在转变时,k-核心变量冻结,并且k-核心主导刚性的外观。令人惊讶的是,3-D模拟结果可以解释的结果平均场k-核心渗流的Erdos-Renyi网络。也就是说,有限维的过渡似乎可以用无限维的k-核来解释,这意味着堵塞包的结构与完全随机的网络是相容的。
2018-04-20 cond-mat.soft
The contact percolation transition
典型的准静态压缩算法用于产生无热的、纯排斥性颗粒的堵塞填充物,其开始于稀释配置,然后施加连续的压缩,其中在每个压缩步骤之间允许弹性能量的松弛。众所周知,在各向同性压缩过程中,具有纯排斥相互作用的非热系统在填充分数$ϕ_J$处经历从具有零压力的未堵塞状态到具有非零压力的堵塞刚性状态的堵塞转变。使用广泛的计算机模拟,我们表明,一种新的二阶过渡,接触渗滤过渡,这标志着形成一个系统跨越集群的相互接触的粒子,发生在$ϕ_P < ϕ_J$,之前的干扰过渡。通过测量动力学矩阵的非松弛模式的数量,以及压缩后的位移场和随时间变化的压力,我们发现接触渗流转变也预示着对施加应力的复杂时空响应的开始。因此,高度异质性,合作,和非仿射粒子运动发生在unjammed系统显着低于干扰过渡$ϕ_P < ϕ< ϕ_J$,而不仅仅是与$ϕ> ϕ_J$的堵塞系统。
2011-10-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Force networks and jamming in shear deformed sphere packings
抵抗剪切变形的自组织结构的形成已经在剪切堵塞和增厚的背景下进行了讨论[1-3],其中摩擦力起着关键作用。然而,剪切导致了即使在无摩擦填料[4]中堵塞所必需的几何特征。我们分析的条件,在这样的组件解决力和扭矩的平衡条件,他们的接触几何堵塞。我们证明,并与摩擦模拟验证,均衡条件平均接触数Z = D + 1(空间维度D = 2,3)持有在干扰有限和无限摩擦,以上的随机松散堆积密度。我们证明了剪切干扰阈值满足最近提出的无摩擦系统干扰的边缘稳定性条件[5]。我们对D = 2进行了刚性渗流分析[6,7],发现刚性渗流先于剪切堵塞,然而这与过约束区域的渗流相一致,导致识别出类似于共价玻璃中观察到的中间相[8]。
2017-05-29 cond-mat.soft
On the complexity/criticality of Jamming during the discharge of granular matter from a silo
本文旨在探讨最近关于筒仓卸料问题中自组织临界性、堵塞过程和逾渗理论的比较的讨论[1]。Zurin,A. Garcimartin,D. Maza,L.A.Pugnaloni,J.M.Pastor,“Jamming during the discharge of granular matter from a silo”,Phys.Rev.E 71,051303(2005)].统计阻塞筒仓调查从不同的模型:渗流,自组织临界。
2011-11-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Universal behaviour of the glass and the jamming transitions in finite dimensions
我们研究了有限维$d$中硬球的玻璃和干扰转变,通过一个修正的细胞理论,结合自由体积和随机一阶理论(RFOT)。最近的结果表明,在无限维的理想玻璃化转变和干扰转变是不同的,而根据我们的理论,我们认为,他们确实符合有限$d$。因此,干扰导致RFOT所描述的渗滤过渡,静态长度与指数$ν=2/d$发散,我们通过有限尺寸标度验证,标准临界指数$α= 0$,$β= 0$和$γ= 2$独立于$d$。
2017-12-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Two-scale scenario of rigidity percolation of sticky particles
在引力作用下,无摩擦颗粒堆积的堵塞转变对应于刚性渗流。当吸引范围较长时,刚性团簇的尺寸分布$P(s)$是连续的,并呈幂律衰减。然而,对于具有短程引力的系统,$P(s)$似乎不连续。有一个小的集群大小的幂律衰减,其次是一个低概率的差距和系统大小附近的峰值。我们发现,这种“不连续”的出现并不意味着过渡是不连续的。事实上,它意味着两种不同长度尺度的共存,分别与最大的集群和较小的集群相关联。最大和第二大集群之间的比较表明,它们的增长率与系统大小是相当不同的。然而,这两个集群的大小往往发散的大系统的大小限制,这表明与短程吸引系统的干扰过渡仍然是连续的。在双尺度框架下,我们还导出了一个广义超尺度关系。有了强有力的证据,我们的工作挑战了以前的刚性渗透的单尺度视图。
2021-01-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the study of force-balance percolation
我们研究模型的相关渗流有限制的网站,模仿力平衡的占领,即一个网站是稳定的,需要占领在两个维度的所有四个罗盘方向的相邻网站。我们严格证明了$p_c<1$的二维模型研究。数值数据表明,力平衡渗流过渡是不连续的交叉长度的增长,也许与堵塞渗流模型相同的形式,这表明在这两种情况下驱动过渡的相同的基本机制。换句话说,力平衡渗流和阻塞渗流可能确实属于同一普适类。我们发现一个下界的相关长度在连接阶段和关联函数不出现是一个幂律的过渡。最后,我们研究了动态的淘汰程序调用,以获得力平衡配置,并找到一个类似的动态指数,发现在沙堆模型。
2008-06-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Rigid cluster decomposition reveals criticality in frictional jamming
本文在刚性渗流理论的框架内研究了摩擦阻塞过渡的性质。将缓慢剪切的摩擦填料分解为刚性簇和松软区域,推广了包含摩擦接触的卵石博弈。我们发现了一个二阶过渡控制的出现一个系统跨越刚性集群伴随着一个关键的集群大小分布。刚性簇也与刚性的常用度量相关。我们将此结果与无摩擦干扰,刚性集群大小分布是非临界的。
2015-08-01 cond-mat.soft
Reply to "Comment on `Jamming at zero temperature and zero applied stress: The epitome of disorder' "
我们回答了Donev,Torquato,Stillinger和Connelly在他们的“评论”中提出的问题:在零温度和零施加应力下的干扰:无序的缩影。“我们强调,我们遵循一种与他们所做的从根本上不同的方法,以“最大随机堵塞”框架来重新解释随机紧密堆积。我们定义的“最大随机堵塞包装分数”是最大数量的初始状态,完全随机选择,放松最终状态的干扰阈值在热力学极限。因此,我们专注于一个合奏的状态在干扰阈值,而DTSC有兴趣在确定数量的顺序和程度的干扰一个特定的配置。我们还认为,软粒子系统是“干净的”,因为那些使用硬球研究堵塞包装,并指出使用软势的好处。
2005-07-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The thermal jamming transition of soft harmonic disks in two dimensions
通过研究二维软谐波盘双分散系统的能量分布,我们确定了热干扰跃迁。具体地说,我们研究了在合理的时间内,系统是否能达到粒子不重叠的基态。从随机初始配置开始,通过能量最小化步骤(如在无热干扰的情况下)和能量势垒可以以小但非零概率被跨越的附加步骤来探测能量景观。对于随机的初始条件,我们发现,作为一个功能的包装分数的热干扰过渡,即从一个状态,其中所有的重叠可以被删除到一个有效的非遍历状态,其中不能摆脱重叠的过渡,发生在一个包装分数的$ϕ_G=0.74$,这是小于过渡包装分数的非热干扰在$ϕ_J=0.842$。此外,我们表明,热干扰过渡是在普适类的定向渗流,因此是根本不同的非热干扰过渡。
2019-03-27 cond-mat.soft
Force Percolation Transition of Jammed Granular Systems
堵塞材料的机械和传输特性源于颗粒之间的接触力的底层渗透网络。使用广泛的模拟,我们调查这个网络,其中两个粒子被认为是链接的,如果他们的粒子间的力超过了阈值的力渗透过渡。我们表明,这种过渡属于随机渗流普适类,从而排除了存在的长程相关的力量。通过结合尺寸和压力标度的解释量,我们表明,连续力渗流过渡演变为不连续的堵塞过渡在零压力极限,作为关键区域的尺寸标度与压力。
2017-06-08 cond-mat.soft
Ergodicity breaking transition in a glassy soft sphere system at small but non-zero temperatures
虽然在非零温度下的玻璃化转变似乎很难获得实验,理论或模拟研究,但在零温度下的干扰已被详细探索。这是一个广泛讨论的问题,这种非热干扰转变是否与玻璃化转变。受能量景观探索的启发,已成功地用于描述非热干扰,我们介绍了一种新的方法来确定是否可以在合理的时间尺度内探索软球系统的位形空间,即,系统是遍历的还是有效的非遍历的。而在无热干扰的情况下,对于一个给定的随机开始配置,只有当地的能量最小值是确定的,我们允许热激发跨越能量障碍。有趣的是,我们观察到存在一个过渡,如果密度增加,系统变得有效的非遍历。在小的但非零的温度的限制下,遍历性破坏转变发生的密度接近一个值,该值与温度无关,并且低于无热干扰的转变密度。这证实了最近的计算机模拟研究,其中非热干扰发生在玻璃相深处。此外,用我们的方法确定了遍历性破缺跃迁的临界行为,并证明它属于定向渗流普适类。因此,我们的方法不仅使过渡从遍历到一个有效的非遍历系统容易访问,并有助于揭示其普适类,但也表明,它是从根本上不同于无热干扰。
2018-01-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The onset of jamming as the sudden emergence of an infinite $k$-core cluster
建立了一个理论来描述零温度干扰转变的排斥软球的密度增加。当地的机械稳定性施加约束的最小数量的债券每个粒子,我们认为,这个约束表明一个类比$k$ -核心渗滤。后一种模型可以在Bethe格上精确求解,并且由此产生的过渡具有混合的一阶/连续特性。表征连续部分的指数似乎与干扰过渡相同。最后,数值模拟表明,在有限维的$k$核心过渡可以是不连续的非平凡的发散相关长度。
2005-11-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Rigidity percolation by next-nearest-neighbor braces on generic and regular isostatic lattices
我们研究刚性渗透过渡在二维中心力均衡晶格,包括正方形和戈薇晶格,作为次近邻债券(“括号”)随机添加到系统中。特别是,我们专注于定期格,这是完美的周期性,和通用格具有相同的拓扑结构的债券,但其网站是在空间中的随机位置之间的差异。我们发现当支撑数目为$\sim L\ln L$时,正则正方形和kagome晶格都表现出刚性渗流转变,其中$L$是晶格的线性尺寸。这种转变具有一级和二级转变的特征:整个晶格在转变处变得刚性,但存在发散的长度尺度。与此相反,我们发现,刚性渗透过渡的一般晶格中发生的支撑的数量非常接近的数量从麦克斯韦定律的松弛模式,这是$\sim L$。一般晶格中的过渡是一个非常尖锐的一阶过渡,在这个过渡处,一个支撑的添加连接了晶格中所有小的刚性区域,只留下边缘上的松弛模式。我们用数值模拟来描述这些过渡,并开发捕获每个过渡的分析理论。我们的研究结果涉及到其他有趣的问题,包括干扰和引导渗流。
2014-12-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jamming of frictional spheres and random loose packing
利用计算机模拟研究了摩擦系数$μ$对无序颗粒填料堵塞性能的影响。压缩,软球填料被带到堵塞过渡-填料失去机械稳定性的点-通过减少包装分数。堵塞过渡处的堆积分数的值$ϕ^μ_{c}$从零摩擦的随机紧密堆积点逐渐减小到与随机松散堆积一致的值,因为摩擦系数增加了几个数量级。这伴随着在阻塞转变处的配位数$z^μ_{c}$的减少,其随着摩擦的增加从大约6变化到4。普遍的幂律缩放观察到的压力和协调数作为距离的函数,从广义的,摩擦相关的干扰点。还报告了$ϕ^μ_{\rm c}$、$z^μ_{\rm c}$和$μ$之间的各种幂律。还研究了填料制备历史的依赖性。
2011-07-29 cond-mat.soft
Crossover from Jamming to Clogging Behaviors in Heterogeneous Environments
堵塞描述了颗粒(如颗粒或气泡)松散组合体中从流动或液体状态到固体或刚性状态的转变。相比之下,堵塞描述了颗粒物质通过瓶颈的流动停止。目前尚不清楚如何区分堵塞和堵塞,也不知道它们是不同的现象还是基本相同。我们研究了一个组件的磁盘移动通过一个随机的障碍物阵列,并确定从堵塞的过渡到干扰行为的磁盘密度的增加。堵塞转变具有吸收相变的特征,在临界发散瞬态时间之后,盘演变成非均相分离堵塞状态。与此相反,堵塞是一个快速的过程中,磁盘形成一个均匀的不动的包装,与刚性长度尺度,发散的堵塞密度接近。
2017-12-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical-like phenomenon in scraping of jamming systems
本文研究刚性板刮涂泡沫时部分刮涂与细长刮涂区态的转变,发现气泡重排依次传播及刮涂长度临界发散,临界指数约0.61,支持定向渗流机制。
2025-01-07 cond-mat.soft
Jamming transition of randomly pinned systems
我们考虑一个系统的硬球接近干扰,平移不变性被打破钉扎一组随机选择的粒子。使用两种不同的协议,我们生成两种类型的填料在干扰点,均衡和超静定填料。在填料是均衡的情况下,堵塞过渡不受随机钉扎的影响:堵塞密度仅略有降低,广义均衡条件成立,系统在整个玻璃相上略微刚性,并且堵塞的典型结构特征不变。此外,随机钉扎对非晶系统的振动模式没有影响,至少在我们能够探测的时间和长度尺度上是这样。对于在干扰时超静定的包装,系统的微观特性受到随机钉扎的强烈影响:冻结的自由度引入了过多的约束,使系统远离机械边缘条件并稳定系统的低频模式,将它们转移到更高的频率。在这两种情况下,到均衡点的距离似乎是系统中唯一相关的参数。这两种情况与晶体平面波的行为相反:在这种情况下,一旦某些粒子被钉扎,整个频谱就会向更高的频率移动。
2013-04-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Glass and jamming transitions in a random organization model
Università di Trieste(的里雅斯特大学);ESPCI Paris, PSL Research University(巴黎物理化工国立高等学院,巴黎文理研究大学)
研究二维无晶格粒子模型,探讨其在驱动非布朗运动悬浮液中的吸收相变。通过数值分析(ϕ,ε)相图,发现大ϕ时存在非平衡玻璃转变,影响临界吸收转变位置,且阻塞转变不唯一定义随机密实度。
2026-10-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mixtures of anisotropic and spherical colloids: Phase behavior, confinement, percolation phenomena and kinetics
硬棒、片晶和球的悬浮液等熵体系表现出丰富的相行为。几十年来,棒晶和片晶已被成功地用作预测液晶平衡性质的模型。在过去的几年中,硬颗粒模型也在非平衡统计力学的背景下进行了研究,特别是关于玻璃化转变,堵塞,沉降和结晶。最近,各向异性硬颗粒的悬浮液也成为从事软物质复合材料研究的材料科学家们关注的焦点。与导电填料颗粒混合的绝缘聚合物树脂在填料膨胀时变得导电。在这种情况下,连通性渗流的数学主题在现代纳米技术中得到了应用。本文综述了近年来硬粒子模型中的相行为、禁闭效应、逾渗相变和相变动力学等方面的研究进展。在第一部分中,我们讨论了粒子各向异性和耗尽对逾渗转变的影响。在第二部分中,我们提出的结果,在悬浮液中的球体和椭球体的液晶转变的动力学。
2013-10-01 cond-mat.soft
Gap-Size Distribution Functions of a Random Sequential Adsorption Model of Segments on the Line
我们进行了广泛的模拟伴随着一个两段大小的随机序列模型的详细研究。我们遵循对干扰状态的动力学,但我们特别注意干扰状态结构的表征。特别地,我们研究了在干扰状态下,尺寸比对平均间隙尺寸、间隙尺寸离散度、间隙尺寸偏度和间隙尺寸峰度的影响。我们还分析了四种可能的片段间间隙类型的上述量。我们把尺寸比的值从1到20排列。在尺寸比为1的限制下,人们恢复了经典的停车问题。我们观察到,在低尺寸比的干扰状态是由小的和大的段的短条纹,而在高值的尺寸比的干扰状态的结构是由一个单一的大段分离的小段的长条纹。堵塞状态结构作为尺寸比的函数的这种观点得到了各种测量量的支持。目前的工作可以帮助提供洞察力,例如,如何最大限度地减少粒子间距离或最大限度地减少平均粒子间距离的波动。
2006-04-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Percolation connectivity in deposits obtained using competitive random sequential adsorption of binary disk mixtures
本文数值研究了二维二元圆盘混合物在随机顺序吸附下的连通逾渗行为,揭示了小圆盘在大圆盘孔隙中形成导电桥对连通性和电导率的关键作用。
2024-04-01 cond-mat.soft
Fragility and hysteretic creep in frictional granular jamming
在颗粒温度为零的准静态单轴压缩条件下,对二维摩擦双分散圆盘系统中的颗粒堵塞转变进行了实验研究。目前公认的结果表明,堵塞过渡发生在一个关键的包装分数$ϕ_c$。相比之下,我们观察到的第一个压缩循环表现出{ \it脆性} -亚稳态配置与同时堵塞和未堵塞的集群-在一个小的间隔在包装分数($ϕ_1 < ϕ< ϕ_2$)。脆弱状态将定义$ϕ_c$的两个条件分开,其中压力的指数上升开始于$ϕ_1$,而盘位移的指数下降结束于$ϕ_2$。结果解释通过渗流机制的压力接触,集群的增长表现出很强的空间相关性与磁盘位移。用不同弹性模量$E$和摩擦系数$μ$的几种圆盘材料进行的测量表明,摩擦直接控制脆性状态的开始,但间接控制指数斜率。此外,我们实验证实了最近的预测有关的依赖$ϕ_c$的$μ$。在重复加载(压缩)下,系统在压力方面表现出滞后,并且起始$ϕ_c$随着重复次数缓慢增加。这种摩擦引起的滞后蠕变被解释为颗粒包的演变从一个亚稳态的最终结构稳定的配置。它示出依赖于准静态步长$Δϕ$,它提供了唯一的扰动机制,在实验方案中,和摩擦系数$μ$,其作用是稳定的包。
2012-07-17 cond-mat.soft
Maximally Random Jamming of Two-Dimensional One-Component and Binary Hard Disc Fluids
我们报告的最大随机干扰(又名随机紧密堆积)的单组分和二元硬盘流体的密度计算。所使用的理论结构提供了一个共同的框架,用于描述的硬盘液体的六角,液体的六角晶体和液体的最大随机堵塞状态转换。我们的分析是基于定位在不同的空间结构之间的过渡的非均匀单粒子密度的积分方程的解决方案的一个特定的分歧。我们研究的分歧的解决方案是从密集的亚稳流体,我们将其与流体的稳定性极限,我们确定从亚稳流体的过渡到一个最大的随机堵塞状态。对于单组分硬盘流体的预测的包装分数在亚稳态流体最大随机堵塞状态的转变发生是0.84,在良好的协议与实验值0.84 \pm 0.02。相应的分析的极限的稳定性的二元硬盘流体与指定的磁盘直径比和磁盘组成需要额外的近似的直接关联函数,状态方程的表示,和数量的序参量占。仅保留与具有与二元流体相同的盘直径比和盘组成的最高密度规则晶格的结构因子中的最大峰所标识的序参量,发现最大随机堵塞的预测密度为0.84至0.87,这取决于所使用的状态方程,并且非常弱地依赖于盘直径比和流体组成,与实验数据和计算机模拟数据一致。
2010-10-05 cond-mat.soft
Structured randomness: Jamming of soft discs and pins
模拟是用来找到零温度干扰阈值,$ϕ_j$,软,双分散磁盘的存在下,小的固定颗粒,或“针”,安排在一个格子。正如人们所预期的那样,引脚的存在导致$ϕ_j$减少。干扰阈值附近的系统的结构特性计算作为引脚密度的函数。虽然相关长度指数保持$ν= 1/2$在低引脚密度,该系统是机械稳定的更多的债券,但更少的接触比麦克斯韦标准意味着在没有引脚。此外,随着钉扎密度的增加,出现了新的键取向有序和长程空间有序,这与钉扎晶格的平方对称性有关。
2020-04-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The geometry of jamming algorithms in the random Lorentz gas
针对硬球阻塞这一无序物质关键模型,提出几何类梯度下降算法研究随机洛伦兹气体,发现本征结构统计继承自泊松-沃罗诺伊镶嵌,证实阻塞普适类的几何本质并明确动力学加德纳转变的物理起源。
2025-11-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Jamming in two-dimensional packings
研究了单分散硬盘二维堆积中随机密堆积极限和随机松堆积极限的存在性。一个统计力学的方法-基于几个近似预测的概率分布的体积-建议存在的极限密度的堵塞填料根据其协调数和压实度。这一结果的理解无序状态的磁盘包装问题,以及在二维系统中存在一个假定的玻璃化转变的影响。
2010-11-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Universal relaxation dynamics of sphere packings below jamming
我们发现,非布朗悬浮的排斥球低于干扰显示一个缓慢的弛豫动力学的特征时间尺度,在干扰发散。这种缓慢的时间尺度完全编码在未堵塞的包装结构中,并且可以通过振动态密度容易地测量。我们表明,相应的动态临界指数是相同的随机生成和剪切填料。我们的研究结果表明,各种各样的物理情况下,从悬浮液流变学的算法研究的干扰过渡控制一个独特的发散的时间尺度,具有普遍的临界指数。
2019-04-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft