角状颗粒的剪切流：声学效应与体积的非单调速率依赖性

天然存在的颗粒材料通常由角状颗粒组成，其形状和摩擦特性可能对宏观流变学产生重要影响。在本文中，我们对最近实验中观察到的角状颗粒剪切带体积随剪切速率非单调变化的奇特现象——自声致密化——提供了理论解释。我们的方法基于这样一个概念：颗粒材料的体积由一种称为压实度的有效无序温度决定。驱动颗粒材料中的噪声源耦合了其各种自由度与环境，导致它们之间的熵流。颗粒尺度动力学由颗粒流的剪切变换区 (STZ) 理论描述，该理论用局部流动缺陷来解释不可逆塑性变形，其密度由构型无序状态控制。为了模拟颗粒形状和摩擦特性的影响，我们提出了一种类似 Ising 的内部变量来解释最近邻颗粒的互锁和几何阻挫，并将摩擦效应解释为声学噪声强度。我们展示了实验测量与理论预测之间的定量一致性，并提出了额外的实验方案，为新理论要素提供严格的检验。