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摩擦颗粒体系各向同性压缩过程中的堵塞行为

张国华 孙其诚 黄芳芳 金峰

摩擦颗粒体系各向同性压缩过程中的堵塞行为

张国华, 孙其诚, 黄芳芳, 金峰
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  • 利用分子动力学方法,模拟了5000个表面轻微摩擦(=110-4)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.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB731504)、国家自然科学基金重点项目(批准号:11034010)、清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室基金(批准号:2010-TC-1)和中央高等学校基本科研基金(批准号:FRF-BR-11-015A)资助的课题.
    [1]

    Liu A J, Nagel S R 1998 Nature 396 21

    [2]
    [3]

    Trappe V, Prasad V, Cipelletti L, Segr P N, Weitz D A 2001 Nature 411 772

    [4]
    [5]

    OHern C S, Silbert L E, Liu A J, Nagel S R 2003 Phys. Rev. E 68 011306

    [6]
    [7]

    Drocco J A, Hastings M B, Olson Reichhardt C J, Reichhardt C 2005 Phys. Rev. Lett. 95 088001

    [8]
    [9]

    Otsuki M, Hayakawa H 2009 Phys. Rev. E 80 011308

    [10]
    [11]

    Brujic J, Song C, Wang P, Briscoe C, Marty G, Makse H A 2007 Phys. Rev. Lett. 98 248001

    [12]

    OHern C S, Langer S A, Liu A J, Nagel S R 2002 Phys. Rev. Lett. 88 075507

    [13]
    [14]

    Zhang Z, Xu N, Chen D T N, Yunker P, Alsayed A M, Aptowicz K B, Habdas P, Liu A J, Nagel S R, Yodh A G 2009 Nature 459 230

    [15]
    [16]
    [17]

    Cheng X 2010 Phys. Rev. E 81 031301

    [18]

    Pica Ciamarra M, Lippiello E, Godano C, de Arcangelis L 2010 Phys. Rev. Lett. 104 238001

    [19]
    [20]

    Fierro A, Nicodemi M, Tarzia M, de Candia A, Coniglio A 2005 Phys. Rev. E 71 061305

    [21]
    [22]
    [23]

    Henkes S, Chakraborty B 2009 Phys. Rev. E 79 061301

    [24]
    [25]

    Parisi G, Zamponi F 2010 Rev. Mod. Phys. 82 789

    [26]

    Torquato S, Stillinger F H 2010 Rev. Mod. Phys. 82 2633

    [27]
  • [1]

    Liu A J, Nagel S R 1998 Nature 396 21

    [2]
    [3]

    Trappe V, Prasad V, Cipelletti L, Segr P N, Weitz D A 2001 Nature 411 772

    [4]
    [5]

    OHern C S, Silbert L E, Liu A J, Nagel S R 2003 Phys. Rev. E 68 011306

    [6]
    [7]

    Drocco J A, Hastings M B, Olson Reichhardt C J, Reichhardt C 2005 Phys. Rev. Lett. 95 088001

    [8]
    [9]

    Otsuki M, Hayakawa H 2009 Phys. Rev. E 80 011308

    [10]
    [11]

    Brujic J, Song C, Wang P, Briscoe C, Marty G, Makse H A 2007 Phys. Rev. Lett. 98 248001

    [12]

    OHern C S, Langer S A, Liu A J, Nagel S R 2002 Phys. Rev. Lett. 88 075507

    [13]
    [14]

    Zhang Z, Xu N, Chen D T N, Yunker P, Alsayed A M, Aptowicz K B, Habdas P, Liu A J, Nagel S R, Yodh A G 2009 Nature 459 230

    [15]
    [16]
    [17]

    Cheng X 2010 Phys. Rev. E 81 031301

    [18]

    Pica Ciamarra M, Lippiello E, Godano C, de Arcangelis L 2010 Phys. Rev. Lett. 104 238001

    [19]
    [20]

    Fierro A, Nicodemi M, Tarzia M, de Candia A, Coniglio A 2005 Phys. Rev. E 71 061305

    [21]
    [22]
    [23]

    Henkes S, Chakraborty B 2009 Phys. Rev. E 79 061301

    [24]
    [25]

    Parisi G, Zamponi F 2010 Rev. Mod. Phys. 82 789

    [26]

    Torquato S, Stillinger F H 2010 Rev. Mod. Phys. 82 2633

    [27]
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-12-22
  • 修回日期:  2011-07-13
  • 刊出日期:  2011-06-05

摩擦颗粒体系各向同性压缩过程中的堵塞行为

  • 1. 北京科技大学物理系, 北京 100083;
  • 2. 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
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB731504)、国家自然科学基金重点项目(批准号:11034010)、清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室基金(批准号:2010-TC-1)和中央高等学校基本科研基金(批准号:FRF-BR-11-015A)资助的课题.

摘要: 利用分子动力学方法,模拟了5000个表面轻微摩擦(=110-4)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.

English Abstract

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