致密颗粒介质中力网络的演化

我们引入了一组新的度量，旨在描述致密颗粒系统中力网络的动力学性质。所提出的方法基于持久同调，能够提取精确的定量度量来描述粒子间力的几何特征的演化，而无需考虑与粒子间单独接触相关的细节。所考虑的网络源自由可压缩摩擦圆盘组成的二维颗粒系统的离散元模拟。我们量化了经历阻塞转变的缓慢压缩系统的网络演化。主要发现包括：揭示了未阻塞系统中力网络显著但局部的变化，系统在经历阻塞过程中的全局（系统范围）变化，以及随后阻塞状态下显著较不剧烈的演化。我们同时考虑了与力链在松散意义上相关的连通分量和回路，发现这两种度量都能为力网络的演化提供重要见解。除了法向力外，我们还考虑了粒子间的切向力，发现它们以一致的方式演化。对摩擦系统和无摩擦系统的考虑使我们得出结论：摩擦在决定所考虑网络的动力学性质中起着重要作用。我们发现，所提出的方法以精确且易于处理的方式描述了所考虑的网络，能够识别使用其他方法难以或无法描述的新特征。