从等静压到超静压的堵塞无摩擦圆盘堆积调控

我们使用两种不同的堆积生成协议，对二维静态双分散圆盘堆积进行了广泛的计算研究。第一种协议涉及在一定的热淬火速率 $r$ 和初始堆积分数范围内，将平衡液体构型热淬火至零温度，然后通过小步长的压缩和减压达到堵塞起始时的堆积分数 $\phi_J$。第二种协议中，我们以促进微相和宏观相分离堆积的初始构型播种系统，然后进行压缩和减压至 $\phi_J$。我们发现，在大系统极限下，非晶态等静压堆积存在于从 $\phi_{\rm min} \le \phi_J \le \phi_{\rm max}$ 的有限堆积分数范围内，其中 $\phi_{\rm max} \approx 0.853$。与之前的计算结果一致，我们得到对于 $r > r^*$，$\phi_{\rm min} \approx 0.84$，其中 $r^*$ 是 $\phi_J$ 对速率不敏感的临界速率。我们进一步比较了等静压与超静压堆积的结构和力学性质。结构表征包括接触数、键取向序以及大小颗粒的混合比。我们发现等静压堆积在位置和组成上是无序的，而对于超静压堆积，键取向序和组成序随接触数增加而增加。此外，我们计算了静态堆积的静态剪切模量和简正模频率，以理解非晶态等静压堆积的力学性质与部分有序堆积的差异程度。我们发现，随着接触数从等静压增加到超静压，堆积的力学性质连续变化。