由二聚体与椭圆形颗粒组成的系统堵塞行为的比较

我们比较了二维无摩擦凸形（椭圆）与凹形（刚性二聚体）颗粒静态堆积的结构与力学性质。我们采用数值模拟生成静态堆积，并测量了在施加简单剪切应变下剪切应力随长径比与压缩量的函数关系。我们发现，尽管椭圆与二聚体均可大致由长径比表征，且每个颗粒具有相同的平移与旋转自由度，但它们在堵塞附近的行为却显著不同。例如，我们发现椭圆堆积是亚等距的（而非如二聚体中发现的等距的），表现出静态线性剪切模量与接触数随压缩量呈新型幂律标度，并且具有与二聚体定性不同的应力-应变关系。因此，我们观察到各向异性颗粒静态堆积的重要宏观性质可以依赖于单个颗粒的微观几何特征。