剪切椭圆与圆盘的动态特性：粒子形状效应

近期的许多工作集中在球形粒子的玻璃态和堵塞特性上。关于非球形粒子的此类现象知之甚少，我们通过研究椭圆迈出了第一步。我们发现，在连续 Couette 剪切作用下，圆盘和二维椭圆的动力学和结构性质存在重要差异。特别是，椭圆在平均速度、局部密度、取向序和局部应力方面表现出缓慢的动力学演化，而圆盘则没有这种现象。从非堵塞态开始，椭圆可以在剪切下先发生堵塞，然后缓慢解堵。这种缓慢的解堵过程被理解为是其取向逐渐变化的结果，从而导致更紧密的堆积。对于圆盘，粒子的旋转仅有助于摩擦力的松弛，因此不会引起显著的结构变化。对于剪切堵塞态，以应力雪崩形式发生的应力全局建立和松弛，在圆盘和椭圆之间存在质的不同，并表现为椭圆与圆盘具有不同形式的率依赖性。与许多颗粒系统典型的弱率依赖性不同，椭圆显示出对剪切速率 ${\Omega}$ 的幂律依赖性。