Granular front formation in free-surface flow of concentrated suspensions
颗粒锋是一种常见的现象，但无法解释出现在重力驱动的自由表面流动的浓悬浮液。它们通常被认为是流体对流与颗粒尺寸偏析相结合的结果。然而，由均匀尺寸的颗粒组成的悬浮液也会形成颗粒前沿。在一个大的旋转鼓内，产生一个静止的再循环雪崩。流动材料是从高岭土-水分散体获得的粘塑性流体与比流体更致密的球形陶瓷颗粒的混合物。目标是模拟许多常见的颗粒流体材料的组成，如新鲜混凝土或泥石流。在这些材料中，颗粒相和流体相由于颗粒沉降而具有分离的自然趋势。然而，通过由滚筒的旋转引起的剪切，诱导相的重组，导致颗粒前沿的形成。通过调整材料属性和滚筒速度，可以控制这种现象。该设置在数值环境中重现，其中流体通过格子玻尔兹曼方法求解，粒子使用离散单元方法明确表示。模拟证实了实验的结果，并提供了内部机制的见解。比较颗粒沉降的时间尺度与颗粒回流的时间尺度，定义了一个无量纲数，并发现它在预测颗粒前沿的形成方面是有效的。
2015-02-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Kinetic theory of discontinuous shear thickening of a moderately dense inertial suspension of frictionless soft particles
本文通过动理学理论证明中等密度无摩擦软颗粒惯性悬浮液中可发生不连续剪切增稠，并将其视为点燃-淬灭转变，理论结果在宽体积分数范围内与Langevin模拟一致。
2025-01-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-monotonic Rheology and Stress Heterogeneity in confined Granular suspensions
该研究系统探究边界约束对稠密颗粒悬浮液剪切增稠流变的影响，发现高受限条件下的非单调流动曲线，结合原位应力观测揭示其与应力非均质性的关联，为调控悬浮液流变特性提供了新思路。
2024-05-29 cond-mat.soft
Unifying Suspension and Granular flows near Jamming
硬颗粒的稠密流的流变特性是奇异的，因为一个接近堵塞的阈值，其中流动停止，无论是由惯性主导的颗粒流，和过阻尼悬浮液。同时，表征速度相关性的长度尺度在干扰时出现发散。在这里，我们回顾了一个理论框架，给出了一个无摩擦粒子的定常流动的标度描述。我们的分析适用于悬浮液和惯性流动的硬颗粒。我们报告的数值结果支持的理论，并显示的相图，结果时，摩擦被添加，划定制度的有效性的无摩擦理论。
2016-11-10 cond-mat.soft
Stress fluctuations and shear thickening in dense granular suspensions
我们实验研究了硅油中颗粒的流变性和应力波动。我们发现，无论是增稠强度和应力波动显着减弱与石油粘度$η_0$。我们的流变学结果的Wyart-Cates模型描述不同的动态堵塞状态的比较表明，从摩擦接触润滑的相互作用作为$η_0$增加。为了阐明粘性相互作用对流变学的贡献，我们系统地测量了各种流动状态下的应力波动。用$η_0$减少应力波动表明，强润滑层极大地抑制了颗粒之间的力相关性。测量应力波动在强剪切增稠制度，我们观察到一个交叉从不对称伽马对称高斯分布和与之相关的横向（径向）相关长度$ξ$随着剪切速率的增加而减少。
2019-10-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dynamic shear jamming in dense granular suspensions under extension
与干燥的颗粒物质不同，像玉米淀粉这样的致密颗粒悬浮体在水中可以强烈抵抗拉伸流动。在低延伸率下，这样的悬浮液表现得像粘性液体，但是快速延伸导致应力远远超过润滑流体动力学和毛细作用的预测的响应。为了理解这种显着的机械响应，我们实验测量的法向力所赋予的一个板上的悬浮液的大部分垂直向上移动在一个控制的速度。我们观察到，在速度阈值以上，峰值力增加了几个数量级。使用快速超声成像，我们绘制出的悬浮液内的局部速度分布，揭示了快速扩展下形成的不断增长的堵塞区域。该区域通过强烈的速度梯度与容器的刚性边界相互作用，这表明与最近提出的剪切堵塞机制有直接联系。
2016-12-09 cond-mat.soft
Simulating dense granular suspension rheology using LAMMPS
高密度悬浮液广泛存在于自然界、制造业和工艺工程中。基于粒子的模拟已被证明是实验流变特性的宝贵补充，作为虚拟流变仪，可以快速探索参数空间和详细审查微观动力学。为了最大限度地提高这种模拟的效用，利用预先存在的、良好优化的、有据可查的代码可能是有利的。在这里，我们提供了一个简单的描述如何使用LAMMPS研究稠密的，颗粒悬浮液的流变学。
2022-12-16 cond-mat.soft physics.ed-ph
Dynamics of driven granular suspensions
我们提出了一个简单的模型，悬浮液中的粒状颗粒的动力学是适合的事件驱动算法，允许模拟$N=\mathcal{O}(10^6)$粒子或更多。作为第一种应用，我们考虑通过向上的液体流流化的致密颗粒填料，即流化床。在定常状态下，当所有的力平衡时，我们总是观察到一个定义明确的界面，其宽度近似与填充分数无关。我们还研究了膨胀和沉降的动力学后，流量突然变化引起的变化，在固定的包装分数和确定的时间尺度达到一个稳定的状态。
2014-06-16 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
Spreading of granular suspensions on a solid surface
我们研究了非布朗球悬浮在固体基底上的牛顿液体中的悬浮液的传播。我们表明，传播动力学是很好地描述了经典的Cox-Voinov定律提供的流体粘度的值，出现在毛细管数的问题被调整到一个值，这取决于颗粒的大小和体积分数在一个非平凡的方式。我们证明，这种行为是一个签名的能力的颗粒接近接触线足够接近影响耗散。
2020-04-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Two-Step Discontinuous Shear Thickening of Dilute Inertial Suspensions Having Soft-Core Potential
对具有软核势的稀惯性悬浮系统的动力学理论进行了理论研究。通过对散射过程的分析，得到了散射角的解析表达式。我们推导出粘度与剪切速率之间的流动曲线，当我们改变颗粒的柔软度时，该曲线显示出两步不连续的剪切增稠。分子动力学模拟表明，理论结果与数值结果是一致的。
2020-10-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tangential Forces Govern the Viscous-Inertial Transition in Dense Frictional Suspensions
本文通过粒子分辨模拟研究稠密摩擦悬浮液的黏性-惯性转变，发现转变在斯托克斯数为10时发生且与堆积分数无关，并揭示切向接触力与润滑力共同导致剪切应力转变慢于颗粒压力。
2025-05-07 cond-mat.soft
Criticality of the viscous to inertial transition near jamming in non-Brownian suspensions
Cornell University（康奈尔大学）
研究非布朗悬浮液接近阻塞时粘性到惯性转变的临界性，揭示微结构发散长度尺度对转变的影响
2024-10-16 cond-mat.soft
Shear viscosity scaling of granular suspensions across dilute to dense regimes
本文通过 DEM-LBM 恒体积剪切模拟，提出以过渡固体分数 $ϕ_d$ 统一描述非 Brownian 颗粒悬浮液在稀疏至稠密区的黏度标度。
2023-07-17 cond-mat.soft
Inertial migration of bidisperse suspensions flowing in microchannels: effect of particle diameters ratio
迄今为止，微流场中颗粒的惯性迁移已被证明具有广泛的应用潜力。特别地，该现象用于实现悬浮液中的颗粒分离或分选。最近的工作报道，在多分散悬浮液中可以改变颗粒的聚焦模式。然而，迄今为止，关于混合物中颗粒尺寸对其惯性迁移的影响的研究很少。因此，我们在这项工作中研究了双分散性对颗粒向平衡位置横向迁移以及对它们纵向有序排列的影响。当颗粒尺寸之间的比率（dp 1/dp 2）从1.64变化到4.58时，观察到颗粒行为的不同变化。
2019-06-07 cond-mat.soft physics.class-ph
Collapsing granular suspensions
提出了一个二维接触动力学模型作为一个崩溃的悬浮液/土壤的微观描述，以捕捉基本的物理过程的生成和崩溃的系统的动态。我们的物理模型进行了比较，从现场测量获得的真实数据与自然塌陷/悬浮土壤。我们表明，我们的塌陷悬浮液/土壤模型的剪切强度行为是非常相似的行为，这种塌陷悬浮液土壤，为未扰动和扰动阶段的材料。
2009-11-04 cond-mat.mtrl-sci 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
Transition from viscous to inertial regime in dense suspensions
非布朗悬浮液呈现出从零剪切极限下的牛顿行为到大剪切速率下的剪切增稠行为的转变，其中任何一个都是迄今为止不清楚的。在这里，我们进行了数值模拟，这样的非热稠密悬浮液剪切下，在施加围压。这种设置在概念上与Boyer及其同事最近的实验相同[Phys. Rev. Lett. 107，188301（2011）]。改变间隙流体的粘度，我们恢复牛顿和Bagnoldian制度，并表明它们对应于耗散为主的粘性和接触力分别。我们表明，这两个流变制度可以统一作为一个单一的无量纲数的函数，通过添加在一个给定的体积分数的耗散的贡献。
2012-09-04 cond-mat.soft
Yield stress and shear-banding in granular suspensions
我们研究的屈服应力的出现在稠密的悬浮液中的非布朗粒子，通过结合本地的速度和浓度的测量，使用磁共振成像与宏观流变实验。我们表明，重力和粘性应力之间的竞争是在这些系统中的屈服应力的发展在相对较低的体积分数的起源。此外，它还伴随着剪切带现象，这是这种竞争的标志。然而，如果该系统是仔细的密度匹配，没有屈服应力，直到62.7 - 0.3%的体积分数。
2009-07-13 cond-mat.soft
Coupled DEM-LBM method for the free-surface simulation of heterogeneous suspensions
悬浮液的组成颗粒相和液相之间的相互作用的复杂性需要对组成本身进行适当的处理。混合计算框架为这类系统的数值模拟提供了一种很有前途的方法。当颗粒相的粒子动力学的拉格朗日描述在流体描述中找到对应时，这是自然完成的。在这项工作中，我们采用扩展的格子玻尔兹曼方法的非牛顿流变学，自由表面，和移动边界。该模型允许相位的完全耦合，但以简化的方式。通过一个重力驱动的颗粒悬浮流的例子给出了实验验证。
2015-09-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Critical scaling and soft granular rheology of frictionless non-Brownian suspensions across jamming
Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Grenoble INP（格勒诺布尔国立理工学院）
通过三维模拟研究无摩擦非布朗可变形颗粒悬浮液跨堵塞转变的流变行为，开展临界标度分析证实剪切驱动堵塞为二阶临界现象，构建流态图谱并提出软颗粒流变标度关系，实现宽范围动力学与密度区间的数据塌缩与预测。
2026-09-04 cond-mat.soft
Constitutive flow law for hydrogel granular rafts near the brittle-ductile transition
The University of Osaka（大阪大学）
本研究提出了一种适用于近脆性-塑性转变处水凝胶颗粒筏的本构流变定律，结合了干颗粒流变学与非局部效应及阻尼粘性流动。
2026-02-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Inertial active harmonic particle with memory escape induced by viscoelastic suspension
该研究通过求解非马尔可夫动力学，发现黏弹性悬浮液的记忆时间尺度增加时，弹性束缚主导谐波陷阱，导致惯性活性粒子未达稳态即逃逸；活性持续时间增加则粒子被陷阱捕获。
2024-02-08 cond-mat.soft
Rheology of dense granular suspensions under extensional flow
我们研究了颗粒悬浮体在各种拉伸变形和简单剪切下的数值模拟。的粘度和Trouton的比率（拉伸剪切粘度的比率）的固体体积分数$ϕ$接近零惯性的极限的函数计算。无摩擦颗粒的悬浮液遵循牛顿Trouton的比例$ϕ$一直到$ϕ_0$，一个通用的卡点，是独立的变形类型。与此相反，摩擦颗粒导致的变形类型相关的堵塞分数$ϕ_m$，这是最大的剪切流。因此，特劳顿的比率从牛顿开始，但发散为$ϕ\toϕ_m$。我们解释了这种差异，在悬浮液中的摩擦颗粒考虑在堵塞的颗粒排列。虽然无摩擦颗粒悬浮液在堵塞时具有几乎各向同性的微结构，但摩擦允许更多的各向异性接触链，这允许在较低的$ϕ$下堵塞，但引入了协议依赖性。最后，我们提供的证据表明，粘性数流变学可以从剪切延伸变形，特别是成功的崩溃无摩擦颗粒。拉伸变形是悬浮液流变学中的一个重要类别，与浆料加工、造粒和高性能材料有关。
2018-04-22 cond-mat.soft
Unified Theory of Inertial Granular Flows and Non-Brownian Suspensions
硬颗粒的稠密流的流变特性是奇异的，因为一个接近堵塞的阈值，其中流动停止，无论是由惯性主导的空中颗粒流，和过阻尼悬浮液。同时，表征速度相关性的长度尺度在干扰时出现发散。在这里，我们介绍了一个理论框架，提出了一个试探性的，但可能完整的缩放描述的平稳流。我们的分析，重点是无摩擦颗粒，适用于{ \it两者}的悬浮液和惯性流动的硬颗粒。我们比较我们的预测与经验文献，以及与新的数值数据。总的来说，我们发现一个非常好的协议之间的理论和观测，除了摩擦惯性流的标度特性明显不同于无摩擦系统。对于过阻尼流，需要更多的观测来决定摩擦是否是一个相关的扰动。我们的分析对微观动力学量做出了几个新的预测，这些预测应该可以通过实验获得。
2015-05-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Probing dissipation in spreading drops with granular suspensions
在这篇文章中，我们研究了密度匹配的颗粒悬浮液的液滴在固体表面上的扩散。粒径分布的双分散性通过突出润湿动力学的关键要素丰富了从单分散实验得出的结论。在所有情况下，动态接触角和接触线速度之间的关系遵循与简单流体类似的关系，尽管颗粒的存在引入了复杂性。我们从这个关系中提取的悬浮液的表观润湿粘度，不同于在散装测量。由实验测量支持的量纲分析产生液滴内部区域的大小的估计，其中动态接触角的值取决于粘性耗散和毛细管应力的平衡。取决于颗粒尺寸如何与该粘性截止长度进行比较，在确定表观润湿粘度的值时似乎是至关重要的。对于双峰共混物，粒度比可用于显示接触线处的局部结构和体积分数的影响，这两者都影响相应的润湿粘度的值。
2022-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Creeping Avalanches of Brownian Granular Suspensions
我们研究了一堆微米级的二氧化硅颗粒在小型旋转鼓充满水的雪崩动力学。与经典颗粒材料的预期相反，雪崩不会在有限的休止角处停止。在角度$θ$ \_c以下，我们观察到桩缓慢流动直至变平的蠕变状态。在这种情况下，松弛是对数的时间，是较慢的，当颗粒的重量和热搅拌之间的比率增加。我们提出了一个简单的1D模型的基础上克雷默的逃逸率来描述这种流动。
2017-10-25 cond-mat.soft
Accelerated drop detachment in granular suspensions
我们使用具有不同体积分数（= 15%至55%）和粒径（d = 20 μm至140 μm）的密度匹配模型悬浮液，实验研究了颗粒悬浮液滴的分离。我们表明，在脱离过程的开始，悬浮液的行为作为一个有效的流体。在这种制度下的脱离动力学可以完全由悬浮液的剪切粘度来描述。在分离的后期，动力学变得与体积分数无关，并且被发现与组织间液的动力学相同。令人惊讶的是，目视观察显示，在这个阶段，颗粒仍然存在于颈部。我们怀疑是粒子的重排局部释放了晶粒的颈部，导致了观察到的动力学。接近最终夹断时，与纯组织间液的动力学相比，悬浮液的分离进一步加速。这种加速可能是由于颈部直径达到颗粒尺寸的数量级，并且液体线的连续变薄不再可能。不同脱离状态之间的交叉是晶粒尺寸和初始体积分数的函数。我们的特点作为一个功能的晶粒尺寸和体积分数的整体加速度。
2011-08-11 cond-mat.soft
Flow and Jamming of Granular Suspensions in Foams
颗粒泡沫的排水研究的条件下，颗粒不被单独捕获的间隙孔隙空间的收缩。随着颗粒体积分数$ϕ_{p}$的增加，排水速度连续减小。悬浮液堵塞-因此排水停止-对于值$ϕ_{p}^{*}$，其揭示了颗粒尺寸的强烈影响。在占特定的几何形状的泡沫，我们表明，$ϕ_{p}^{*}$占不寻常的约束效应时，颗粒包装成泡沫网络。我们的模型定量的整体行为的悬浮液-从流动到堵塞-考虑明确的发散，其有效粘度在$ϕ_{p}^{*}$。在排水范围之外，预计报告的堵塞转变对与颗粒泡沫相关的所有方面（从老化到机械性能）都具有深刻的意义。
2014-01-13 cond-mat.soft
Stripe formation in horizontally oscillating granular suspensions
本文介绍了在水平振荡的颗粒悬浮液中斑图形成的实验研究结果。从均匀状态开始，悬浮液在特定的振荡频率和振幅范围内变成条纹图案。我们观察到垂直于振动方向的层状结构的初始发展和条纹的逐渐变粗。然而，这两个过程都逐渐减慢并最终饱和。条纹宽度的概率分布接近非单调稳态形式，可以近似为泊松分布。我们观察到类似的结构，在MD模拟软球形颗粒耦合到周围流体的运动。
2014-07-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology of bidisperse suspensions at the colloidal-to-granular transition
School of Engineering, The University of Edinburgh（爱丁堡大学工程学院）；School of Physics and Astronomy, The University of Edinburgh（爱丁堡大学物理与天文学院）
研究双分散悬浮液在胶体到颗粒过渡时的流变学行为，揭示了不同组分比例下粘度和剪切变稠特性变化规律。
2025-06-05 cond-mat.soft
Acoustodynamic mass determination: Accounting for inertial effects in acoustic levitation of granular materials
本文研究声学陷阱中颗粒材料受流体惯性影响的动力学，通过考虑边界层效应定量解释与斯托克斯动力学的偏差，并利用振荡测量校准陷阱和表征粒子。
2023-08-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Discontinuous Shear Thickening of Frictional Hard-Sphere Suspensions
不连续剪切增稠（DST）观察到在许多稠密的非热悬浮液已被证明是难以理解的，并通过数值模拟再现。通过引入一个数值方案，包括相关的流体动力学相互作用和granularlike接触，我们表明，接触摩擦是至关重要的DST。在临界体积分数以上，我们观察到两种状态的存在：低粘度，无接触（因此，无摩擦）状态，和高粘度摩擦剪切卡住状态。这两种状态被临界剪切应力分开，临界剪切应力与DST发生的临界剪切速率相关。剪切堵塞状态使人联想到颗粒物质的堵塞阶段。连续剪切增稠被视为堵塞转变的较低体积分数痕迹。
2013-10-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Discontinuous shear thickening of a moderately dense inertial suspension of hydrodynamically interacting frictionless soft particles
本研究通过模拟证明，在中等密度惯性无摩擦软颗粒悬浮液中，颗粒惯性和软度足够显著时，间断剪切增稠可在较低密度下发生，且与动力学理论定性一致。
2025-05-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Acoustic transparency and absorption in dense granular suspensions
Institut Langevin, ESPCI Paris, Université PSL, CNRS（朗之万研究所，巴黎高等物理化工学院，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心）；Laboratorio de Acústica Ultrasonora, Instituto de Física, Facultad de Ciencias, Universidad de la República（超声波声学实验室，物理研究所，理学院，共和国大学）
研究发现致密颗粒悬浮液中存在声学透明频带，通过高频超声脉冲激发低频波，并揭示吸收机制与传统模型的偏差。
2026-01-15 cond-mat.soft
Shear thickening in granular suspensions: inter-particle friction and dynamically correlated clusters
我们考虑非布朗摩擦颗粒的浓悬浮液的剪切流变学。我们的研究的关键结果是出现了一个明显的剪切增稠制度，无摩擦的颗粒通常会经历剪切稀化。我们澄清，在我们的模拟剪切增稠是由于增强能量耗散通过摩擦颗粒间的力量。此外，我们的证据形成的动态相关的颗粒簇的大小$ξ$，这有助于通过增加\emph{viscous}耗散的剪切增稠。标度参数给出了$η\sim ξ^2$，它与数据非常吻合。
2013-11-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Drastic slowdown of shear waves in unjammed granular suspensions
本文对剪切弹性波沿稠密颗粒悬浮体表面的传播进行了实验研究。使用超快超声扫描仪，我们监测软化的剪切波速度内的光学不透明的介质作为驱动振幅的增加。对于这样的非线性行为两个政权被发现：在第一个政权，我们观察到一个显着的剪切模量减弱，但没有可见的晶粒重排。在第二个政权，有一个明确的晶粒重排伴随着模量下降高达88%。提出了一个摩擦模型来描述非线性弹性和塑性之间的相互作用，突出了接触断裂前的接触滑移的关键作用。对这些非线性剪切波的研究可以弥补两种不相交的方法之间的差距，用于描述非干扰附近的动力学：线性弹性软模式和非线性碰撞冲击。
2018-10-19 cond-mat.soft
Transient flows and migration in granular suspensions: key role of Reynolds-like dilatancy
我们调查的瞬态动力学的剪切悬浮液的中性浮力颗粒在压力施加的条件下，受到突然变化的剪切速率或外部压力。离散元法模拟表明，取决于流动参数（颗粒和系统的大小，初始体积分数），悬浮液的早期应力响应可能会强烈不同于基于稳态流变学的悬浮平衡模型的预测。我们表明，一个两相模型，结合Pailha & Pouliquen（2009）的类Elderolds双折射定律，该定律规定了应变尺度$γ_0$上悬浮液的膨胀率，定量地捕获了整个参数范围内的悬浮液膨胀/压实。与达西流引起的孔隙压力梯度在扩张或压实，这类的Dracholds-like brachancy意味着，早期的应力响应的悬浮液是非局部的，与非局部的长度尺度$\ell$的规模与颗粒大小和代数发散堵塞。在受$\ell$影响的区域中，应力水平不是通过稳态流变学而是通过由膨胀/压实速率产生的达西流体压力梯度来固定的。我们的研究结果延长了有效性的类类的非线性流动规则，最初提出的堵塞悬浮液，流动悬浮液低于$ϕ_\mathrm{c}$，从而提供了一个统一的框架来描述膨胀和剪切引起的迁移。他们铺平了道路，了解更复杂的不稳定流动的稠密悬浮液，如冲击，瞬态雪崩或脉冲响应的剪切增稠悬浮液。
2021-10-05 cond-mat.soft
Non-Newtonian hydrodynamics for a dilute granular suspension under uniform shear flow
本文研究了低密度气固悬浮液中的零热流密度稳态剪切层流流动（通常称为“均匀剪切流”）。固体颗粒被建模为气体的光滑硬球与非弹性碰撞，而周围的间隙流体对颗粒的动力学的影响被建模的体积阻力的装置，在悬浮液的流变模型的上下文中。该模型是通过三个不同的，但互补的路线，其中两个是理论（格拉德矩法适用于相应的玻尔兹曼方程和一个精确的解决方案的动力学模型适用于颗粒悬浮液）和其他计算（蒙特卡罗模拟的玻尔兹曼方程）。与以往的研究颗粒剪切悬浮液，我们包括在我们的格拉德的解决方案中的非线性项的应力张量的碰撞时刻与动量转移。这种理论上的改进使我们能够检测和评估垂直于层流的平面内的法向应力差。此外，动力学模型的精确解给出了速度分布函数的速度矩的显式形式。我们的理论和数值计算结果之间的比较表明，在一般的非牛顿流变特性，峰度（第四速度矩的分布函数）和速度分布的动力学模型相当强的非弹性和不太大的值（缩放）摩擦系数表征粘性阻力的良好协议。这表明我们的分析结果的准确性，使我们能够详细描述的颗粒悬浮液的流动动力学与零热通量在整个文件。
2015-11-10 cond-mat.soft
Flow, Ordering and Jamming of Sheared Granular Suspensions
采用定体积分子动力学模拟研究了颗粒悬浮体在恒定剪切力作用下的流变特性。我们推导出系统的“流程图”中的体积分数/应力平面$(ϕ,F)$：在低$ϕ$的流动是无序的，与粘度服从Bagnold样的缩放只有在小$F$和发散的堵塞点接近，如果剪切应力是足够强，在较高的$ϕ$有序的流动状态被发现，有序/无序过渡的粘度急剧下降的标志。一个广泛的干扰区域也观察到，在类比与热系统的玻璃态区域，缓慢的动力学随后动力学逮捕时发生的有序过渡被阻止。
2008-02-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mpemba effect in inertial suspensions
Mpemba效应（一种违反直觉的热松弛过程，最初较热的系统可能会比最初较冷的系统更快地冷却到稳态）的惯性悬浮液剪切下的模型进行了研究。松弛到一个共同的稳定状态的悬浮液最初准备在准平衡态进行了比较，最初准备在非平衡剪切状态的悬浮液。两类Mpemba效应被确定，正常的和异常的。前者是通用的，在这个意义上，从冷的非平衡剪切状态开始的动力学温度被从热的准平衡态开始的动力学温度超过，由于在后者中没有初始粘性加热，导致更快的初始冷却。反常的姆奔巴效应与正常的姆奔巴效应相反，因为尽管非平衡剪切态的初始冷却较慢，但它最终可以超过初始较冷的准平衡态。基于动力学理论的理论结果与非弹性硬球的事件驱动模拟结果一致。同时也证实了在这些悬浮液中存在一种特殊的加热过程--逆Mpemba效应。更具体地说，我们发现存在一个混合的过程中，加热和冷却可以观察到在放松。
2021-02-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Enskog kinetic theory of binary granular suspensions: heat flux and stability analysis of the homogeneous steady state
进一步考虑先前采用的多组分颗粒悬浮液的Enskog动力学理论[Gómez González，Khalil和Garzó，Phys. Rev. E \textbf{101}，012904（2020）]，以确定与热通量相关的四个传输系数。这些输运系数通过求解Enskog方程通过应用Chapman-Enskog方法在局部版本的均匀状态。在稳态条件下，通过考虑所谓的第二Sonine近似的分布函数的每个物种的热通量输运系数的显式形式提供。他们的定量变化的混合物的控制参数（质量和直径，恢复系数，浓度，体积分数，和背景温度）的证明和结果表明，在一般的热通量输运系数对非弹性的依赖性是明显不同的情况下发现的气相（\emph{dry}颗粒混合物）。作为一般结果的应用，通过求解线性化的Navier-Stokes流体动力学方程，分析了均匀定常状态的稳定性。线性稳定性分析（适用于与平均自由程相比较长的波长）表明，横向和纵向模式总是稳定的足够长的波长激发。这一结论与以前的单组分和（稀）bidisperse颗粒悬浮液的结果，但在干燥（无气相）颗粒混合物中发现在以前的工作中的不稳定性形成对比。
2022-12-05 cond-mat.soft
Inertial drag in granular media
与液体一样，在颗粒状材料中移动的物体会受到拖曳力。我们在这里调查是否以及如何物体加速度影响这个阻力。这项研究是基于模拟的典型阻力测试，其中包括垂直提升板通过颗粒填料与规定的加速度模式。取决于板的大小，板的深度和加速度模式，结果证据率独立制度和惯性制度的物体加速度强烈增强的阻力。我们引入了一个弹性惯性阻力模型，捕捉在这两个政权的测量阻力。该模型是基于所观察到的物理过程，包括一个渐进的，弹性惯性动员的晶粒位于上述板。这些结果和分析指出了颗粒材料在稳态和非稳态载荷下的流动性之间的根本差异。
2019-07-12 cond-mat.soft
On the front shape of an inertial granular flow down a rough incline
在复杂地形上流动的颗粒物质在工业和地球物理环境中是普遍存在的。本文研究了粗糙坡面上颗粒层流动的小尺度模型。颗粒前沿的形状解析求解通过使用一维Savage-Hutter的模型的基础上深度平均的质量和动量方程的分数表达式的摩擦流变学$μ(I)$。与以前的研究不同，假设“活塞流”，自由形状因子$α$描述的垂直速度分布，考虑到确定的解决方案。这样，我们通过弗劳德数Fr和形状因子$α$来证明惯性对前轮廓的影响。并与[O. Pouliquen，Phys. Fluids 11，1956（1999）]，并利用我们在更高弗劳德数下获得的新实验数据。当模型中采用$α$ = 5/4时，理论与实验结果吻合较好，对应于Bagnold型速度分布。然而，公开的问题提出了颗粒流的垂直速度分布和流变函数$μ(I)$的表达和实验数据的校准。
2015-11-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Ultrasonic tracking of a sinking ball in a vibrated dense granular suspension
观察和理解入侵者通过不透明的密集悬浮物（如流沙）的运动仍然是一个实际和概念上的挑战。在这里，我们使用超声波探头调查的动态下沉的钢球在一个3D致密的玻璃珠填充饱和水。我们表明，干颗粒介质的摩擦模型可以用来描述球运动引起的水平振动。从该流变学，我们推断当增加振动强度时降低的静摩擦系数和有效粘度。我们的主要发现是，振动引起的屈服应力的降低和增加的下沉深度大概是由于诱导滑移在晶粒接触，但没有可见的塑性重排的晶粒，相反，干颗粒填料。为了解释这些结果，我们提出了一种机制，声润滑，减少颗粒间的摩擦，并导致屈服应力的降低。这种情况是不同的液化机制通常调用松散堆积的流沙，振动引起的压实增加孔隙压力，降低了对固体骨架的围压，从而降低了颗粒抵抗外部载荷。
2018-10-19 cond-mat.soft
Transition from granular to Brownian suspension : an inclined plane experiment
本研究通过斜面实验观测微米级颗粒悬浮体流动，发现流动依赖颗粒尺寸，并建立融合热与无热贡献的模型，预测玻璃态摩擦角，揭示玻璃化转变特征。
2022-09-27 cond-mat.soft physics.class-ph
Energetic Instability Unjams Sand and Suspension
干扰是一种发生在各种系统中的现象，如交通、胶体悬浮物和颗粒物质。本文提出了卡紧状态下的可逆弹性形变理论。首先，一个明确的颗粒应力应变关系，捕捉许多相关的功能，特别是包括库仑屈服面和三阶堵塞过渡。然后，这种方法是广义的，并考虑堵塞的磁流变液和电流变液，再次产生的结果，以及比较实验和模拟。
2004-07-21 cond-mat.soft
Shaken and stirred: Random organization reduces viscosity and dissipation in granular suspensions
大（$\geq10{μm}$）颗粒的悬浮液的粘度在高固体分数下由于摩擦颗粒接触的扩散而发散。减少摩擦，以允许或改善流动性，通常通过调整组合物，改变颗粒尺寸和形状或通过添加润滑分子来实现。我们提出了数值模拟，证明了一种互补的方法，即粘度发散转移驱动流调谐，在各种配置中使用叠加剪切振荡，以促进主流。振荡驱动悬浮液朝向不平衡的吸收状态相变，其中主导粘度的摩擦颗粒接触以自组织方式减少。该方法可以允许其他堵塞状态流动;即使对于未堵塞状态，它也可以显著降低每单位应变耗散的能量。这创造了一种可行的途径，以在成分调整不可取或有问题的广泛悬浮液中增强流动。
2018-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Clogging in constricted suspension flows
通过对单个颗粒的跟踪，对荷电稳定悬浮液在单个狭窄通道中的流动进行了实验研究。令人惊讶的是，该行为被发现是定性相似的惯性干燥颗粒系统：对于较小的颈部颗粒尺寸比（D/d<3）的值，堵塞随机形成的颗粒跨越收缩的拱形。堵塞事件的统计是泊松报告的颗粒系统和同意，对于中等颗粒体积分数（$ϕ\approx20\%$），与一个简单的随机模型的颗粒数量在颈部。对于较大的颈部尺寸（D/d>3），即使在实验中可实现的最大$ϕ$（$\approx60\%$）下，也观察到不间断的颗粒流，其类似于沙漏的颗粒流。在过渡到实际上不间断的流动时D/d的这个特别小的值归因于通过颗粒的官能化和润滑实现的颗粒之间的低有效摩擦。
2017-11-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Tracer Diffusion in Granular Suspensions: Testing the Enskog Kinetic Theory with DSMC and Molecular Dynamics
Universidad de Almería（阿尔梅里亚大学）；Universidad de Extremadura（埃斯特雷马杜拉大学）
研究颗粒气体中示踪粒子的扩散，结合DSMC和分子动力学模拟，验证Enskog动力学理论在不同摩擦参数和颗粒质量下的可靠性。
2026-03-04 cond-mat.soft
Diverging viscosity and soft granular rheology in non-Brownian suspensions
我们使用大规模的计算机模拟和有限尺寸标度分析来研究无摩擦非布朗粒子的稠密三维悬浮液在堵塞过渡附近的剪切流变学。我们进行模拟软排斥粒子在恒定的剪切速率，恒定的压力，和有限的系统尺寸，并仔细研究大系统尺寸和无限硬粒子排斥的渐近极限。将先前的分析扩展了两个数量级，我们首先研究了硬颗粒极限下剪切粘性的渐近行为。我们确认其渐近幂律发散的干扰过渡，但表明，精确确定的临界密度和临界指数是困难的，由于粘度的“多尺度”行为。此外，有限尺寸标度分析表明，这种分歧是伴随着一个不断增长的相关长度尺度，这也分歧代数。然后，我们研究了软排斥的效果，并提出了一个自然延伸的标准颗粒流变学，以考虑柔软度的影响，我们从模拟验证。接近堵塞过渡，这种“软颗粒流变学”提供了一个详细的描述软颗粒的非线性流变学，这不同于早期的经验缩放形式。
2015-04-03 cond-mat.soft
Dynamic Wetting by Concentrated Granular Suspensions
研究通过改变粒子间相互作用，探讨浓悬浮液中非牛顿流变学对接触线动态润湿的影响。
2025-12-27 cond-mat.soft
Simulating the rheology of dense suspensions using pairwise formulation of contact, lubrication and Brownian forces
本文提出一种基于成对布朗力、接触力和润滑力的最小化颗粒模型，用于模拟稠密胶体悬浮液，再现剪切变稀和增稠行为，并在LAMMPS中实现，具有线性计算复杂度。
2023-07-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Exact results for non-Newtonian transport properties in sheared granular suspensions: inelastic Maxwell models and BGK-type kinetic model
本文通过非弹性麦克斯韦模型和BGK型动理学模型，精确求解了剪切颗粒悬浮液的非牛顿输运性质，揭示了温度与粘度随应变率的S形不连续剪切增稠现象，并随质量比增大而增强。
2024-02-23 cond-mat.soft
