颗粒物的统一玻璃态流变学

颗粒流在自然界和工业应用中屡见不鲜, 但完整的连续体理论仍是长期以来的挑战。主导的经验方法, 即 {\mu}(I) 流变学, 缺乏微观基础, 在稠密、缓慢剪切的流动中变为多值, 因此需要 nonlocal 修正。利用 state-of-the-art 的高速 X 射线断层扫描技术探讨稠密颗粒流在 Couette 几何中的微观动力学, 我们建立了一种新的、通用的本构方程, 跨越准静态到惯性区间, 基于结构松弛, 从而解决原 {\mu}(I) 框架中的根本性难题。进一步建立一种非平衡统计框架用于颗粒流, 我们展示了驱动的颗粒物与硬球液体之间的内在类比, 由于其相同的 Carnahan-Starling 方程状态, 从而自然解释我们的流变学方法以及玻璃行为的出现。我们的框架将颗粒流变学与更广泛的无序系统物理统一起来, 提供了一个完整的、基于微观的稠密颗粒流理论框架。