非晶固體的Jamming轉(zhuǎn)變及流變的研究.pdf

1、本文對非晶固體的Jamming轉(zhuǎn)變及流變進(jìn)行了研究。相變是生活中很常見的現(xiàn)象，比如氣液相變、液固相變。平衡態(tài)系統(tǒng)中的相變已經(jīng)被很好的理解了，甚至可以從理論上給出很精確定量的預(yù)測，但是在非平衡態(tài)系統(tǒng)中，還有很多未知的東西，比如非晶固體到流體的轉(zhuǎn)變。符合這種描述的轉(zhuǎn)變有很多，有玻璃化轉(zhuǎn)變、顆粒物質(zhì)的流變、交通流的堵塞等等，他們都有一個共性，就是發(fā)生轉(zhuǎn)變的時候結(jié)構(gòu)幾乎沒有變化，但是力學(xué)和動力學(xué)性質(zhì)都發(fā)生了巨大的變化。為了理解這一類的相變，Ja

2、mming轉(zhuǎn)變這一簡單模型被提了出來。在這個模型中，一共有三個參數(shù)，分別是密度，溫度和剪切應(yīng)力，通過減小密度，增大溫度和剪切應(yīng)力都可以使非晶固體轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w。在Jamming轉(zhuǎn)變模型中，由純排斥相互作用的粒子構(gòu)成的體系（如膠體、顆粒物質(zhì)）存在一個Jamming轉(zhuǎn)變密度，通常被稱為點J，它混合了一級相變以及連續(xù)相變兩種特征。在點J以上，通過改變系統(tǒng)密度可以看到勢能、壓強(qiáng)、剪切模量、體彈性模量都是連續(xù)從0開始增長，配位數(shù)在該點卻是一個跳變。為

3、了完整的理解轉(zhuǎn)變點的性質(zhì)，另外兩個參量，溫度和剪切應(yīng)力也有必要考慮進(jìn)來。我們的工作正是從剪切的角度考慮了點J的臨界性質(zhì)，并且間接的給出了臨界點的發(fā)散尺度。除此之外，由于我們開發(fā)的尋找恒定剪切力穩(wěn)定位形的方法，可以快速尋找到具有恒定剪切力Jammed態(tài)的優(yōu)勢，我們可以對大量的具有同樣剪切力的位形進(jìn)行系綜平均，這使得我們可以定量測量剪切力對系統(tǒng)造成的影響。我們測量了系統(tǒng)的勢能、壓強(qiáng)、相互作用力的分布、力網(wǎng)絡(luò)的各向異性，發(fā)現(xiàn)了恒定剪切力方法和