受限磁性排斥颗粒的静态与动态有序化:圆盘与条形之比较
软凝聚态物质
2025-07-15 v1 应用物理
经典物理
流体动力学
摘要
我们通过实验探究了二维磁性排斥颗粒阵列的静止自组织与压缩动力学,采用了两种颗粒几何形状,即圆盘与矩形条。尽管相互作用为非接触式,两种颗粒形状均呈现出颗粒材料的典型静态特征:具有休止角的堆积形成以及压力饱和(Janssen 效应),这可由磁致扭矩在颗粒与约束壁之间产生摩擦来解释。颗粒形状的影响主要在压缩过程中显现:圆盘通过重排提高六角有序度,而条形颗粒则增强其取向有序,形成更大的非接触力链;然而,在两种情形下,压缩阻力均持续上升,这与以颗粒间接触为特征的颗粒体系所表现的波动式压缩动力学(粘滑运动或周期性振荡)形成对比。压缩响应的连续性以及非接触相互作用所降低的颗粒磨损,是设计磁性颗粒阻尼器时所期望的特性。
引用
@article{arxiv.2507.08816,
title = {Static and dynamic ordering of magnetic repelling particles under confinement: disks vs bars},
author = {M. Aguilar-González and L. F. Elizondo-Aguilera and Y. D. Sobral and F. Pacheco-Vázquez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.08816},
year = {2025}
}
备注
18 pages, 12 figures, Granular matter