摩擦颗粒体系各向同性压缩过程中的堵塞行为

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张国华, 孙其诚, 黄芳芳, 金峰. 2011: 摩擦颗粒体系各向同性压缩过程中的堵塞行为, 物理学报, 60(12): 333-339.
引用本文: 张国华, 孙其诚, 黄芳芳, 金峰. 2011: 摩擦颗粒体系各向同性压缩过程中的堵塞行为, 物理学报, 60(12): 333-339.
2011: Jamming phenomena of a two-dimensional frictional granular system under isotropic confining, Acta Physica Sinica, 60(12): 333-339.
Citation: 2011: Jamming phenomena of a two-dimensional frictional granular system under isotropic confining, Acta Physica Sinica, 60(12): 333-339.

摩擦颗粒体系各向同性压缩过程中的堵塞行为

Jamming phenomena of a two-dimensional frictional granular system under isotropic confining

  • 摘要: 利用分子动力学方法,模拟了5000个表面轻微摩擦(μ=1×10-4)的弹性颗粒组成的体系在各向同性压缩过程中的堵塞(jamming)现象,研究了颗粒体系对边壁压强P和对关联函数第一个峰的高度g1随体积分数的变化规律.结果表明,当体系的体积分数大于临界体积分数c时,P()曲线表现出明显的黏滑(stick-slip)行为,法向的力-力关联函数、切向的力-力关联函数和颗粒的位置-位置关联函数同时发生跳变,说明宏观黏滑现象源自内部的力位形和几何构形的调整.体系在缓慢增大过程中得到了不同的堵塞态,随着颗粒粒径的缓慢减小,体系得以松弛(unjamming),实现松弛过程并得到相应的c.对于不同堵塞态,其边壁压强P与-c遵从幂律标度P∝(-c)0.964.
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出版历程
  • 刊出日期:  2011-12-30

摩擦颗粒体系各向同性压缩过程中的堵塞行为

  • 北京科技大学物理系,北京100083/清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京100084
  • 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京,100084
  • 北京科技大学物理系,北京,100083

摘要: 利用分子动力学方法,模拟了5000个表面轻微摩擦(μ=1×10-4)的弹性颗粒组成的体系在各向同性压缩过程中的堵塞(jamming)现象,研究了颗粒体系对边壁压强P和对关联函数第一个峰的高度g1随体积分数的变化规律.结果表明,当体系的体积分数大于临界体积分数c时,P()曲线表现出明显的黏滑(stick-slip)行为,法向的力-力关联函数、切向的力-力关联函数和颗粒的位置-位置关联函数同时发生跳变,说明宏观黏滑现象源自内部的力位形和几何构形的调整.体系在缓慢增大过程中得到了不同的堵塞态,随着颗粒粒径的缓慢减小,体系得以松弛(unjamming),实现松弛过程并得到相应的c.对于不同堵塞态,其边壁压强P与-c遵从幂律标度P∝(-c)0.964.

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