Interacting jammed granular systems.
Interacting jammed granular systems.
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相互作用的堵塞颗粒系统
DOI：
10.1103/physreve.103.042901
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发表时间：
--
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Lothar Brendel
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sára Lévay;David Fischer;Ralf Stannarius;Ellák Somfai;Tamás Börzsönyi;Lothar Brendel
30多年前，Edwards和他的合作者提出了一个模型，用等概率堵塞态的集合来描述颗粒堆积的统计。到目前为止，这种模型的实验测试仍然很少。我们介绍了一个简单的系统来分析堵塞颗粒系综的统计特性，以验证爱德华兹理论。用实验和数值模拟的方法研究了在近二维几何约束中的相同球体。当被触碰时，系统向基态发展，但由于不兼容的域结构，它被困住了。分析计算相对较好地再现了我们的模拟结果，这使我们能够在具有不同性质的两个子系统的耦合系统上测试爱德华兹理论。我们发现，由于应力的约束，如果将关节系统视为单一系统，则只能用Edwards理论来描述。结果表明，在耦合系统中，序参量的变化与紧性变化的预期相反。
More than 30 years ago Edwards and co-authors proposed a model to describe the statistics of granular packings by an ensemble of equiprobable jammed states. Experimental tests of this model remained scarce so far. We introduce a simple system to analyze statistical properties of jammed granular ensembles to test Edwards theory. Identical spheres packed in a nearly two-dimensional geometrical confinement were studied in experiments and numerical simulations. When tapped, the system evolves toward a ground state, but due to incompatible domain structures it gets trapped. Analytical calculations reproduce relatively well our simulation results, which allows us to test Edwards theory on a coupled system of two subsystems with different properties. We find that the joint system can only be described by the Edwards theory if considered as a single system due to the constraints in the stresses. The results show counterintuitive effects as in the coupled system the change in the order parameter is opposite to what is expected from the change in the compactivity.
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