远离阻塞态的柔性转变：高压下可变形颗粒物质的压实
软凝聚态物质
2023-10-19 v1
摘要
采用黏结颗粒模型（BPM）模拟三维颗粒堆积在高压下的压实过程，以捕捉线弹性变形。该模型中，颗粒由若干通过点键连接的点粒子集合表示。引入简单的多体相互作用以控制泊松比，并改变颗粒表面的粒子排布来模拟高摩擦与低摩擦颗粒。低压下，堆积分数与配位数的增长遵循阻塞态附近的预期行为并表现出摩擦依赖性。随着压力升高，在堆积分数增长约 0.1 后，低压幂律标度出现偏离，且不同摩擦系数模拟结果趋于收敛。将这些结果与传统离散元方法模拟预测对比，依堆积分数与配位数定义不同，差异可能仅达两倍。颗粒在压实中变形时，平均体积应变与各向异性（衡量颗粒形状变化的量）呈幂律增长，且严重依赖于组成固体的泊松比。较大泊松比对应较小体积应变与较大各向异性，且各向异性的表观幂律指数可能变化。还计算了堆积颗粒的弹性性质随堆积分数的函数。特别地，我们发现阻塞态附近的泊松比为 1/2，但在系统密化前降至 1/4，随后再次上升。
引用
@article{arxiv.2310.12009,
title = {A soft departure from jamming: the compaction of deformable granular matter under high pressures},
author = {Joel T. Clemmer and Joseph M. Monti and Jeremy B. Lechman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.12009},
year = {2023}
}