稠密颗粒流中的合作扩散理论
统计力学
2007-05-23 v2 材料科学
摘要
稀薄颗粒流通常用碰撞动力学理论描述，但稠密流由于存在持久的、多体接触，需要一种根本不同的方法。在料仓卸料的情况下，已经发展了许多用于平均流的连续介质模型，但没有现实的统计理论可用。在此，我们提出粒子响应扩散的自由体积“斑点”而发生合作位移。典型的斑点尺寸是几个粒子直径，因此最近邻的笼子往往在长距离上保持完整。斑点假说将扩散和笼子破裂与体积涨落和空间速度关联联系起来，与新的实验数据一致。它还预测了由弱斑点相互作用引起的密度波。斑点能够实现稠密流的快速、多尺度模拟，其中在斑点诱导的运动过程中，一个小的内部弛豫强制执行堆积约束。在模型的连续极限下，示踪扩散由一个随机微分方程描述，其中漂移速度和扩散张量与斑点密度非局域耦合。相同的数学形式也可能作为空穴（或空洞）随机游走的一个引人注目的替代方案，应用于玻璃态弛豫。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0307379,
title = {A Theory of Cooperative Diffusion in Dense Granular Flows},
author = {Martin Z. Bazant},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0307379},
year = {2007}
}
备注
completely rewritten, 26 pages, 13 figs, 157 refs