密集顆粒物質的介觀結構

摘要：密集顆粒物質由大量顆粒組成的多體相互作用體系，在一定條件下，顆粒互相連接，形成相對穩定的介觀尺度結構，其幾何和動力學性質較大程度上決定了顆粒體系的宏觀物理和力學性質，因此開展顆粒的介觀結構研究具有重要的理論價值，是科學的前沿之一．自然界的堆石壩、堰塞體和碎屑流，以及工程中的高溫氣冷堆堆芯顆粒流和先進核裂變能系統（ADS嬗變）的顆粒散裂靶等都是典型的顆粒體系，研究顆粒體系宏觀力學性質是災害預測和調控技術的關鍵．本文首先介紹顆粒接觸力理論和簡化模型的研究進展，接著介紹介觀尺度結構分析方法與測量技術，顆粒體系Jamming轉變、軟點和顆粒微位移測量技術等，最后列舉了幾個關鍵的科學問題．顆粒介質中很多基本力學問題的解決需要借鑒物理和數學等學科的最新成果，建立新的概念和范式，從新的角度、思路、理念去認識顆粒介質的基本問題．同時，顆粒介質的基礎研究還要緊密結合工程應用領域的大量相關的核心技術，與工程領域專家共同合作，使得顆粒介質的研究有的放矢，更具生命力．