具有幂律粒径分布的大规模无摩擦阻塞态
软凝聚态物质
2022-09-14 v1
摘要
由于显著的计算开销，尺寸比大于 1:10 的尺寸离散球体的阻塞堆积的离散元方法模拟一直难以实现，限制了模拟与具有大尺寸分散度的真实颗粒材料之间的对应。借助最近开发的邻域分箱算法，我们生成了具有幂律尺寸分布的无摩擦球体的机械稳定阻塞堆积，包含多达近四百万个粒子，尺寸比高达 1:100。通过系统改变底层幂律的宽度和指数，我们分析了粒径分布对阻塞堆积结构的作用。最稠密堆积出现在平衡大-大/中粒子与小-小粒子接触相对丰度的尺寸分布下。尽管颤动粒子比例和平均配位数强烈依赖于尺寸分布，非颤动粒子的平均配位数在所有情况下均达到无摩擦等静力值六。参与承载网络的非颤动粒子的尺寸分布，对于低幅值指数幂律，在总粒径分布宽度超过临界粒径后不再依赖其宽度。这意味着只有尺寸大于临界粒径的粒子才有助于机械稳定性。然而，对于高幅值指数幂律，所有尺寸的粒子都参与堆积的机械稳定性。
引用
@article{arxiv.2208.07263,
title = {Large-scale frictionless jamming with power-law particle size distributions},
author = {Joseph M. Monti and Joel T. Clemmer and Ishan Srivastava and Leonardo E. Silbert and Gary S. Grest and Jeremy B. Lechman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.07263},
year = {2022}
}