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摩擦颗粒体系各向同性压缩过程中的堵塞行为
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O482[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]北京科技大学物理系,北京100083, [2]清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京100084
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB731504); 国家自然科学基金重点项目(批准号:11034010); 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室基金(批准号:2010-TC-1); 中央高等学校基本科研基金(批准号:FRF-BR-11-015A)资助的课题
中文摘要:

利用分子动力学方法,模拟了5000个表面轻微摩擦(μ=1×10-4)的弹性颗粒组成的体系在各向同性压缩过程中的堵塞(jamming)现象,研究了颗粒体系对边壁压强P和对关联函数第一个峰的高度g1随体积分数的变化规律.结果表明,当体系的体积分数大于临界体积分数c时,P()曲线表现出明显的黏滑(stick-slip)行为,法向的力-力关联函数、切向的力-力关联函数和颗粒的位置-位置关联函数同时发生跳变,说明宏观黏滑现象源自内部的力位形和几何构形的调整.体系在缓慢增大过程中得到了不同的堵塞态,随着颗粒粒径的缓慢减小,体系得以松弛(unjamming),实现松弛过程并得到相应的c.对于不同堵塞态,其边壁压强P与-c遵从幂律标度P∝(-c)0.964.

英文摘要:

In this paper,the jamming/unjamming processes of the system composed of 5000 elastic disks with small friction μ=1×10-4 are simulated by using the molecular dynamics method.The variations of sidewall pressure P and the height of the first peak of the pair correlation function,g1,with packing fraction  are studied.The result shows that the P() curve exhibits an obvious stick-slip-like behavior.The normal force-force correlation function,the tangential force-force correlation function,and the position-position correlation function are found to jump simultaneously during the stick-slip process.By relaxing jammed states obtained as the system undergoes the compression process,we observe that the P is related to -c by the power scaling law P∝(-c)0.964,although the different sidewall pressures corresponds to different values of c.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876