Simulation of Hierarchical Viscous Fingering Pattern in Lifting Hele-Shaw Cell
粘性手指在提升Hele-Shaw细胞形成一个层次的模式，由于在收敛的几何形状生长的手指之间的竞争。如果防护流体是粘塑性的，则形成永久的三维图案，其通常近似为准二维。我们在这里提出了一个蒙特卡罗模拟，试图重现真正的三维图案在矩形几何形状使用一个非常简单的算法。我们研究的手指长度分布，覆盖的入侵流体的增加率，最终图案的高度轮廓，并观察这些如何与流体的特性的变化。
2002-12-21 cond-mat.soft
Fluctuations and Pinch-Offs Observed in Viscous Fingering
我们在Hele-Shaw通道中的粘性指进实验揭示了一些在以前的实验中没有观察到的现象。在低流速下，生长的指状物经历宽度波动，当它们演变时间歇地使指状物变窄。这些波动的幅度与Ca^{-0.64}成比例，其中Ca是毛细管数，其与指速度成比例。这种关系适用于所有的长宽比研究的尖端不稳定性的发病。在较高的流速下，观察到手指夹断和重新连接事件。这些事件似乎是由活跃生长的手指和通道后部的抑制手指之间的相互作用引起的。波动和夹断现象都是鲁棒的，但目前的理论无法解释。
2002-10-14 cond-mat.soft
Gas compression systematically delays the onset of viscous fingering
该研究揭示气体压缩性通过无量纲压缩数C控制非稳态注入速率，并在高毛细数下系统性地延迟粘性指进的起始，表明压缩性是气体驱动指进中一个被忽视但关键的因素。
2023-11-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Phase-field simulations of viscous fingering in shear-thinning fluids
建立了非牛顿流体Hele-Shaw流动的相场模型。它将以前的牛顿流体模型扩展到广泛的剪切相关流体。应用该模型对剪切变稀流体的粘性指进进行了模拟，发现该模型能够描述从低剪切速率下的牛顿体系到高剪切速率下的强剪切变稀体系的完全过渡。详细研究了2-plateaux剪切稀化定律（Carreau定律）在其弱剪切稀化极限和强剪切稀化极限下单个稳态指状物的宽度选择，所得结果与以前的分析结果一致.在强烈的剪切变稀制度的重新缩放幂律（Ostwald-de-Waehle）流体，允许模拟和实验之间的直接比较，没有任何可调参数，并获得良好的协议。
2009-12-01 cond-mat.soft
Stick-slip instability for viscous fingering in a gel
在线性Hele-Shaw池中研究了粘弹性凝胶（PVA/PVA水溶液）中空气指的生长动力学。除了标准的Saffmann-Taylor不稳定性，我们观察到-随着手指速度的增加-存在两个新的制度：（a）粘滑制度，其中指尖速度在2个不同的值之间振荡，以规则的间隔产生局部捏手指，（b）“蝌蚪”制度，其中观察到一个蝌蚪型传播。提出了一个缩放参数来解释粘滑频率的依赖性与测得的凝胶的流变性能。
2002-01-09 cond-mat.soft
Pattern Formation During Deformation of a Confined Viscoelastic Layer: From a Viscous Liquid to a Soft Elastic Solid
我们研究了受限粘弹性层拉伸变形过程中的斑图形成。模型系统（具有不同交联度的PDMS）的使用使我们能够连续地从粘性液体到弹性固体。我们观察到两个不同的制度指不稳定性：一个制度称为“弹性”的界面裂纹扩展的指波长只与膜厚度的比例，和一个散装制度称为“粘弹性”的指不稳定性显示了萨夫曼-泰勒的行为。在这两种情况下，我们发现良好的定量协议与理论，并提出了一个减少的参数描述两个政权之间的过渡，并允许在整个范围内的粘弹性预测所观察到的模式。
2008-08-28 cond-mat.soft
Viscous fingering patterns in ferrofluids
粘性指进发生在两种不混溶的粘性流体在Hele-Shaw池的板之间的流动中。由于压力梯度或重力，分离两种流体的初始平面界面经历Saffman-Taylor不稳定性并形成指状结构。当其中一种流体是铁磁流体并施加垂直磁场时，该不稳定性补充了通常的粘性指进不稳定性，导致视觉上引人注目的复杂图案。我们认为这个问题在一个矩形流动的几何形状，使用微扰模式耦合分析。我们推导出两个一般结果：流体之间的粘度差驱动界面不对称，而没有来自磁力的贡献;铁磁流体内的磁排斥产生指尖分裂，这在普通流体的矩形几何形状中是不存在的。
1998-02-18 cond-mat.soft nlin.PS patt-sol
Influence of pore-scale disorder on viscous fingering during drainage
我们研究粘性指进在排水实验中线性Hele-Shaw细胞填充随机多孔介质。发现细胞的中心区在统计学上比平均值更被占据，并且具有系统宽度的40%的横向宽度，而与毛细管数$Ca$无关。交叉长度$w_f \propto Ca^{-1}$分离较低的尺度，其中侵入者的分形维数$D\simeq1.83$与毛细指进相同，以及较大的尺度，其中发现维数是$D\simeq1.53$。横向宽度和大尺度尺寸小于扩散限制聚集的结果，但可以用介质击穿模型来解释。事实上，我们表明，当平均在毛细阈值淬火无序，一个有效的法律$v\propto (\nabla P)^2$涉及的平均界面生长速率和局部压力梯度。
2005-01-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Numerical simulations of viscous fingering in fractured porous media
本文通过高分辨率数值模拟研究了裂缝性多孔介质中非均质性对黏性指进的影响，发现裂缝与基质间的渗透率差异会促使低黏度流体优先在裂缝中流动，从而稳定驱替前缘并抑制黏性指进。
2023-09-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.geo-ph
Viscous fingering in liquid crystals: Anisotropy and morphological transitions
我们表明，一个极小模型，粘性指进与液晶的各向异性被认为是进入通过两个不同的粘度在两个垂直的方向，可以映射到一个双重的表面张力的各向异性。我们数值集成的动力学与相场的方法来找到和表征尖端分裂和侧支作为各向异性和无量纲表面张力的函数之间的过渡问题。这种各向异性的依赖性可以解释实验观察到的（重入）转变温度和施加的压力是不同的。我们的观察结果也是一致的，与以前的实验证据中的粘性指内蚀刻细胞和凝固的模拟。
1999-12-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.PS
Fluctuations in viscous fingering
我们的实验在Hele-Shaw通道的粘性（Saffman-Taylor）指进揭示手指宽度的波动，没有观察到在以前的实验中，具有较低的纵横比和较高的毛细管数Ca。这些波动间歇性地使手指从其预期宽度变窄。这些波动的幅度由幂律Ca^{-0.64}描述，该定律适用于直到尖端不稳定性开始的所有研究的纵横比。此外，对于大的纵横比，平均指宽表现出最大值作为Ca的减少，而不是预测的单调增加。
2001-10-16 cond-mat.soft nlin.PS physics.flu-dyn
Viscous Fingering Instability of Complex Fluids in a Tapered Geometry
粘性指进（VF）是一种界面不稳定性，发生在狭窄的限制或多孔介质中，当较低粘度的流体推动更粘性的流体时，产生手指状图案。控制VF不稳定性对于提高各种技术应用的效率至关重要。然而，VF不稳定性的控制一直是具有挑战性的，并且迄今为止集中于恒定粘度的简单牛顿流体。在这里，我们扩展到复杂的屈服应力流体和检查控制的可行性进行线性稳定性分析，使用径向细胞收敛的间隙梯度。我们避免了对小宾厄姆数Bn << 1的主要假设，即，的屈服剪切应力的一个可忽略的比率，而是提供了一个新的稳定性判据预测表观复杂VF。该标准不仅取决于复杂流体的流变性、界面张力和与润湿壁的接触角，而且还取决于间隙梯度、半径、间隙厚度和流体-流体界面处的速度。最后，我们比较这个理论标准与我们的实验数据与氮气推动一个复杂的屈服应力流体在一个锥形，并找到很好的协议。
2022-05-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Periodic forcing in viscous fingering of a nematic liquid crystal
我们研究了在径向Hele-Shaw单元中，当周期性地打开和关闭电场时，空气-水界面的粘性指进，该指进使水重新定向，从而改变其粘度，以及表面张力和其各向异性（主要由单元中的单个凹槽强制执行）。我们观察到波动的手指，这与开关频率和尖端振荡，最大的速度，最小的曲率的两侧。这些横向波动似乎是去耦自发（噪声引起的）侧分支。我们的结论是，横向波动是由两个限制手指宽度之间的连续松弛。这两个选定图案尺度之间的变化主要是由于各向异性的变化。这种情况下证实了在通道几何形状的数值模拟，使用各向异性粘性指进相场模型。
2002-06-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.PS
Viscous Fingering-like Instability of Cell Fragments
我们提出了一种新的流动不稳定性，可能会出现在细胞骨架液的薄膜，如果与基板上的薄膜所在的摩擦是足够强的。我们考虑一个二维的，膜结合的片段包含肌动蛋白丝，从其最初的圆形状态，其中肌动蛋白聚合在边缘和径向向内流动，而解聚的片段被扰动。进行线性稳定性分析的初始状态，由于扰动的碎片边界，我们发现，在非常大的摩擦的限制，扰动肌动蛋白的速度和压力场服从非常相同的法律管辖的粘性指进不稳定性之间的界面不混溶流体在Hele-Shaw细胞。这种不稳定性的一个特点是显着的背景下，细胞运动，是它的存在是独立的强度之间的相互作用的细胞骨架丝和肌球蛋白马达，而且，它是完全驱动的自由能肌动蛋白聚合在片段边缘。
2008-04-04 cond-mat.soft q-bio.SC
Fjords in viscous fingering: Selection of width and opening angle
我们的实验对空气粘性指进包含在紧密间隔的板之间的油揭示了两个选择规则的峡湾的石油，分离手指的空气。（峡湾是零表面张力拉普拉斯增长方程解的基石。）在矩形和圆形几何形状的实验产生的峡湾与基地宽度1/2 λ_c，其中λ_c是最不稳定的波长从线性稳定性分析。此外，峡湾以8.0度± 1.0度的角度开放。这些选择规则适用于各种抽水率和峡湾长度、宽度和方向。
2006-08-01 cond-mat.soft nlin.PS physics.flu-dyn
Crossover from viscous fingering to fracturing in cohesive wet granular media: a photoporomechanics study
本研究应用光孔隙力学方法，揭示了内聚湿颗粒介质中流体注入引发的变形与断裂机制，发现并阐明了粘性指进与断裂两种模式间的竞争与交叉现象。
2023-09-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Inverse Saffman-Taylor experiments with particles lead to capillarity driven fingering instabilities
用空气置换Hele-Shaw盒中的粘性流体，当毛细管数超过某一临界值时，在流体界面处会产生指进现象。这种萨夫曼-泰勒不稳定性被重新访问的粘性流体取代空气的逆情况下，当部分亲水性颗粒躺在墙上。虽然相反的情况下，否则是稳定的，在低毛细管数的指进不稳定性的颗粒的存在下的结果。这种毛细驱动的不稳定性是由颗粒整合到界面中驱动的，这是由界面能最小化引起的。轴对称和矩形几何形状被认为是为了量化这种现象。
2016-01-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Analytical approach to viscous fingering in a cylindrical Hele-Shaw cell
本文报道了半径为a、厚度为b的圆柱形Hele-Shaw盒中粘性指进不稳定性发展的分析结果。我们推导出一个广义版本的达西定律在这样的圆柱形的背景下，并发现它恢复通常的达西定律的流动在平坦的，矩形的细胞，在b/a的高阶修正。我们的兴趣集中在细胞的曲率半径的不稳定性特征的影响。线性和轻微的非线性流态进行了研究，通过模式耦合分析。我们的分析结果表明，线性增长率和手指的竞争抑制越来越大的曲率半径。在圆柱形细胞尖端分裂事件的情况下进行了讨论。
2002-01-31 cond-mat.soft math-ph math.DG
Weak solution of the Hele-Shaw problem: shocks and viscous fingering
在Hele-Shaw流动中，流体之间的边界形成不稳定的粘性指状物。当表面张力为零时，指状物进一步演化为尖状奇点。我们发现，该问题承认{ \it弱解}，其中由奇点引发的冲击波阵面与流体一起传播。激波形成了一个不断增长的质量亏损的分枝树，以及一个涡量的线分布，其中流体的压力和速度具有有限的不连续性。在宏观尺度上，强制流动保持无卷曲，这决定了激波图的结构。我们提出了一个自相似的解决方案，描述冲击出现一个通用的（2，3）-尖点奇点-一个基本的分支事件。
2010-06-30 cond-mat.soft math-ph math.MP
Radial fingering in a Hele-Shaw cell: a weakly nonlinear analysis
当Hele-Shaw单元中的窄间距平行板之间的粘性流体取代粘性流体时，发生Saffman-Taylor粘性指进不稳定性。径向流动几何形状的实验形成扇形图案，其中不同长度的指状物竞争、扩散和分裂。我们的弱非线性分析的不稳定性预测这些现象，这是超出了线性稳定性理论的范围。手指的竞争出现通过增强增长的次谐波扰动，而传播和分裂发生通过谐波模式的增长。非线性模式耦合增强了这些微扰的增长与适当的相对相位，我们通过模式耦合方程的对称性分析证明。我们对比模式耦合在径向流与矩形流几何形状。
1998-02-19 cond-mat.soft nlin.PS patt-sol
Cell motility: a viscous fingering analysis of active gels
肌动蛋白网络从径向对称到纵向对称的对称性破缺已被确定为角膜细胞（鱼细胞）在固体基质上运动的主要机制。对于强摩擦系数，二维肌动蛋白流，其中包括聚合在边缘和解聚在散装可以建模为达西流，细胞的形状和动力学，然后通过标准的复杂的分析方法建模。我们用活性凝胶的理论来描述的取向顺序的细丝，从边界到散装。我们分析表明，重组的皮层是足以解释的细胞的运动，并找到作为一个函数的方向序参量在散装的速度。
2011-02-08 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Toward the zero surface tension limit: The granular fingering instability
自Saffman和Taylor以来，当粘性较小的流体取代限制在两个平行板之间的粘性较大的流体时发生的指状分支图案已经被广泛地研究为一个典型的易处理的流体动力学不稳定性的例子。这种Hele-Shaw几何形状中的指进不仅由牛顿流体产生，而且也由各种非牛顿流体产生，包括被气体、液体或大颗粒置换的细颗粒材料。在这里，我们研究了一个颗粒Hele-Shaw系统，以探讨是否在干燥的颗粒材料中没有cohesion内聚力可以产生一个理想的场所，用于研究迄今无法实现的奇异流体动力学预测的零表面张力极限。我们证明，颗粒-气体界面确实表现出分形结构和尖锐的尖点与有限时间奇点。以上的屈服应力，缩放的手指宽度是不同的，从普通的流体，反映了独特的颗粒特性，如摩擦引起的耗散，而不是粘性阻尼。尽管有这样的差异，全球分形结构的尺寸和界面上的奇异尖点的形状同意的理论基础上简单的拉普拉斯增长的传统流体指进在零表面张力的限制。我们的研究不仅对两相致密颗粒流的动力学和颗粒斑图形成提供了新的见解，而且对零表面张力极限下的流体动力学也提供了新的见解。
2007-12-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unstable fingering patterns of Hele-Shaw flows as a dispersionless limit of the KdV hierarchy
我们表明，不稳定的指进模式的二维粘性流体的开放边界的KdV系列的无色散极限描述。在这个框架中，指状不稳定性与一个已知的不稳定性，导致正则化的冲击解的非线性波，在色散介质。流的可积结构表明有限时间奇点的色散正则化。
2006-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft hep-th
Extensive tip-splitting of injected organic liquid into an aqueous viscoelastic fluid
研究在 Hele–Shaw 槽中将有机液体注入蠕虫状胶束粘弹性流体时出现的广泛尖端分裂，指出细指进源于流体从基底剥离，并强调界面能作用。
2024-01-19 cond-mat.soft
Competing gravitational and viscous efects in 3D two-phase flow investigated with a table-top optical scanner
我们目前的实验和理论描述的过渡，从粘度稳定的流动重力不稳定的指进两相流在三维合成多孔介质。观察是可能的，通过使用我们新开发的桌面3D扫描仪的基础上，光学指数匹配和激光诱导荧光，这是详细描述。在实验中，从流动池顶部的点源以固定流速注入的更稠密、更粘性的流体置换粘性较低、密度较低的流体。我们观察到一个稳定的入侵区附近的入口，随着流量的增加而增加的大小，并提出了最初的接近半球形。在后期，侵入锋过渡到不稳定模式和指进流状态。该过渡发生在预测的临界半径Rc处，该临界半径Rc对应于组合的粘性和重力压力梯度的零。
2022-05-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Transition from viscous fingers to foam during drainage in heterogeneous porous media
本研究采用孔隙网络模型探究非均质多孔介质排水过程，发现粘性指流到泡沫的转变，揭示转变距离的幂律衰减规律及泡沫降低流动性的特性与失稳机制。
2023-07-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Criterion for fingering instabilities in colloidal gels
我们将胶体凝胶夹在两块平行板之间，通过以恒定速度提升上板来诱导径向流。这种拉伸试验产生两种不同的情况：（$i$）稳定流动，在此期间凝胶经历拉伸变形而不屈服，以及（$ii$）不稳定流动，其特征在于空气指状物径向生长到凝胶中。我们发现，不稳定的政权发生超过临界能量输入，独立的凝胶的宏观屈服应力。这意味着在增长的手指的尖端的凝胶的局部流化，并在最不稳定的波长的图案表现出典型的粘性指进不稳定性的特征缩放的结果。我们的工作提供了一个定量的标准，在胶态凝胶的基础上的局部剪切诱导屈服的指进的发病，在延迟故障框架协议。
2020-04-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Weakly nonlinear investigation of the Saffman-Taylor problem in a rectangular Hele-Shaw cell
我们分析了矩形几何中的Saffman-Taylor粘性指进问题。我们调查发病的非线性效应和模式耦合方程的基本对称性，突出界面不对称性和粘度对比度之间的联系。对称性破缺是通过次谐波扰动的增强增长而发生的。我们的研究结果解释了没有指尖分裂的早期流动阶段，和饱和的增长率相比，线性稳定的预测。
1998-02-20 cond-mat.soft
Phase-field models in interfacial pattern formation out of equilibrium
从将自由边界问题转化为一组耦合偏微分方程的一般观点出发，对相场法进行了评述。它的主要优点是，它避免了使用相场来定位波前跟踪。这些领域之间的插值不同的恒定值在每个体相通过扩散界面的有限厚度。在凝固过程中，相场可以被理解为序参量，并且模型通常被导出为动态地最小化自由能泛函。然而，这不是一个必要的要求，和涉及自由能（基本凝固模型）和不（第一粘性指进模型）的推导。在任何情况下，模型都需要在界面厚度为零的限制下再现原始自由边界问题。这两个例子的限制和高阶修正，重要的模拟和实验之间的定量联系，进行了讨论。应用波动凝固，液晶中间相的生长，和粘性指在Hele-Shaw细胞。
2003-05-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Droplet actuation induced by coalescence: experimental evidences and phenomenological modeling
本文考虑了两个液滴之间的相互作用放置在基板上的紧邻。我们在这里表明，当两个液滴是不同的流体，特别是当一个液滴是高度挥发性的，可以观察到丰富的迷人的现象。特别地，相互作用可导致液滴系统的致动，即其在有限长度上的位移。为了控制这种位移，我们认为液滴被限制在由等离子体处理的PDMS基板所产生的亲水性条纹上。这种受控致动在微流体领域开辟了未探索的机会。为了解释所观察到的致动现象，我们提出了一个简单的唯象模型的基础上牛顿第二定律和一个简单的平衡所产生的驱动力之间的表面能梯度和粘性阻力。这个简单的模型能够定性和定量地再现所观察到的液滴动力学。
2012-08-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
