Capillary force-induced structural instability in liquid infiltrated elastic circular tubes
采用理论分析和分子动力学模拟相结合的方法研究了部分充液弹性圆管的毛细诱导结构失稳。分析表明，与不稳定性，有一个定义明确的长度尺度（弹性毛细长度），表现出缩放关系的管的特征长度，无论相互作用的细节。我们验证了这种比例关系的碳纳米管部分填充液态铁。毛细管诱导的结构转变在纳米器件方面具有潜在的应用前景。
2009-12-10 cond-mat.soft
Digital instability of a confined elastic meniscus
用作相对刚性的主体之间的接头的薄的软弹性层可以用作密封剂、热绝缘体、电绝缘体或机械绝缘体、轴承或粘合剂。当这样的接头受到应力时，即使保持了完美的粘附，薄弹性层中暴露的自由弯月面也变得不稳定，导致形成侵入弹性层的空间周期性的空气指，使人联想到薄流体层中的粘性指进。然而，弹性失稳是可逆的和速率无关的，当节点无应力时消失。我们使用理论，实验和数值模拟表明，过渡到数字状态是突然的（一阶），手指的波长和振幅与弹性层的厚度成正比，并且触发不稳定性所需的分离与层的面内尺寸成反比。我们的研究揭示了这种不稳定性的充满活力的起源，并具有影响力的聚合物粘合剂的强度，它还建议图案化薄膜可逆与任何安排的本地化的手指在数字弹性记忆，我们证实实验的方法。
2013-08-13 cond-mat.soft
Prescribed pattern transformation in swelling gel tubes by elastic instability
本文研究了管状凝胶的溶胀诱导环向屈曲。当凝胶在机械约束下膨胀时，会产生不均匀的应力，这会在没有外力的情况下引起自发的屈曲失稳。完全控制后屈曲模式的实验证明。一个简单的分析模型，开发使用弹性能预测稳定性和后屈曲模式后膨胀。分析表明，高径比是决定屈曲形态的最关键的设计参数，与实验和数值计算结果吻合较好。
2012-04-12 cond-mat.soft
Gravity driven instability in elastic solids
我们证明了面向下的软弹性固体的自由表面的不稳定性。使用恒定密度$ρ$、剪切模量为$μ$的凝胶进行实验，将其置于深度为$h$的刚性圆柱形盘中。当上下颠倒时，凝胶的自由表面经历法向向外加速度$g$。对于具有$α^*\simeq 6$的$ρg h/μ<α^* $，它保持完全平坦，而在相反的情况下自发地出现稳定的模式。这种现象是由于引力能和弹性形变能的相互作用，使瑞利波迅速衰减，并在阈值处消失。
2014-09-10 cond-mat.soft
Relaxation of curvature induced elastic stress by the Asaro-Tiller-Grinfeld instability
球表面上的二维晶体由于晶轴和曲率的不相容性而经历弹性应力。松弛弹性应力的常见机制是Asaro-Tiller-Grinfeld（ATG）不稳定性。结合数值和分析的方法，我们证明，也曲率引起的应力在表面晶体可以放松的长波长ATG不稳定性。数值结果得到使用表面相场晶体（PFC）模型，从我们确定的特征波数的ATG不稳定性的各种表面覆盖率对应于不同的曲率诱导压缩。的特征波数的解析表达式，从一个连续的方法，占六方晶体和内在PFC对称性的结果进行了比较。我们发现我们的数值结果与分析预测一致。
2015-05-21 cond-mat.soft
Elastic Rayleigh-Plateau instability: Dynamical selection of nonlinear states
弹性水凝胶的细线容易受到表面不稳定性的影响，这让人想起液体射流的经典瑞利-高原不稳定性。在实验中观察到的最后的高度非线性状态是由毛细作用和大的弹性形变之间的竞争引起的。结合细长的分析和完全三维的数值模拟，我们提出了一个不稳定的neo-Hookean圆柱体受到毛细作用力的所有可能的形态的相图。有趣的是，对于较软的圆柱体，我们发现两种不同的配置，即圆柱体上的一个字符串和珠串的共存。它示出，对于一组给定的参数，最终的图案选择通过动态演化。为了捕捉这一点，我们计算色散关系，并确定动态选择的配置文件的特征波长。通过模拟证实了“细长”结果的有效性，这些结果与弹性和粘弹性线的实验结果一致。
2020-12-15 cond-mat.soft
Confinement induced instability of thin elastic film
一个受限的不可压缩的弹性膜在受到粘性界面应力时不会均匀变形，而是具有波动，其特征波长与膜的厚度成线性比例。在经典的剥离几何形状，波动出现沿接触线低于临界膜厚度或低于临界曲率的板。应力平衡方程的扰动分析表明，对于一个临界限制膜的总过剩能量确实达到一个最小值的扰动的一个有限的振幅增长进一步增加的限制。
2005-05-02 cond-mat.soft
Kink instability of a highly deformable elastic cylinder
当软弹性圆柱弯曲超过临界曲率半径时，在其内侧出现扭结形式的尖锐折叠，而外侧保持光滑。临界半径随圆柱体的直径线性增加，同时保持与其弹性模量无关，尽管在扭结位置处的最大挠度取决于圆柱体的直径和模量。实验也做了不同的壁厚，表现出扭结和椭圆形的横截面的环形圆筒。扭折现象似乎发生在极端的曲率局部化的内侧的一个后屈曲的圆筒。
2006-10-22 cond-mat.soft
Vorticity structuring and Taylor-like velocity rolls triggered by gradient shear bands
我们提出了一种新的机制，涡度结构和泰勒样速度卷可以在复杂的流体中形成，一维梯度剪切带状流的线性不稳定性触发。我们支持这一点与扩散的Johnson-Segalman模型的数值研究。在稳定的涡结构状态下，带之间的界面的厚度在零应力扩散率的极限下保持有限，这对公认的剪切带理论提出了可能的挑战。
2007-03-06 cond-mat.soft
Contact Instability in Adhesion and Debonding of Thin Elastic Films
基于实验和三维模拟，我们发现软弹性薄膜在与刚性平面的粘附和剥离过程中，经历了柱状、柱状和空洞的形态转变，它们都具有相同的横向图案长度尺度，对于厚膜，接近λ/H ~ 3，H > 1 μ m。线性稳定性分析和实验显示了一种新的薄膜区域，其中λ/H \approx 3+ 2（γ/3 μH）^（1/4）（γ是表面张力，μ是剪切模量），因为显著的表面能损失（例如，对于H = 200 nm，λ/H = 6; μ= 1 MPa）。
2006-06-27 cond-mat.soft
Torsion instability of soft solid cylinders
已知将纯扭转施加到细长圆柱形杆上会引起扭转不稳定性，从初始扭结演变为纽结。在扭转平行板流变仪的双圆柱，几何约束强加零位移的轴的圆柱，防止发生这种扭转不稳定性。在这些实验条件下，在给定的临界角下，圆柱表面上出现褶皱。在这里，我们研究这一类弹性不稳定性-我们称之为扭转不稳定性-软圆柱体受到联合有限轴向拉伸和扭转，通过应用增量弹性形变叠加在有限应变的理论。我们制定的增量边界弹性问题的Stroh微分形式，并使用表面阻抗法建立一个强大的数值程序推导的边际稳定性曲线。我们提出了一种Mooney-Rivlin材料的结果，并研究了材料参数对弹性分叉的影响。
2020-09-21 cond-mat.soft
Criterion for purely elastic Taylor-Couette instability in the flows of shear-banding fluids
在过去的二十年里，人们已经用各种方法研究了剪切带流动，如流变仪、测速仪和流动双折射。在胶束溶液中，收集的许多数据表现出无法解释的时空波动。最近，有人提出，这些波动起源于一个纯粹的弹性不稳定性的流动。在圆柱形Couette几何形状，不稳定性是让人想起泰勒样的不稳定性粘弹性聚合物溶液中观察到的。在这封信中，我们描述了纯弹性泰勒-库埃特不稳定性的准则应如何适用于剪切带流动。我们推导出三类剪切带流与弯曲流线，根据其稳定性。
2011-08-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Elastic instability behind brittle fracture
研究无缺陷软弹性固体中脆性裂纹的形核机制，指出其源于涉及大转动和软化的几何敏感非线性弹性分岔，并用相场方法刻画亚连续尺度的应变局部化与裂纹形成。
2024-06-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Direct Measurement of the Surface Tension of a Soft Elastic Hydrogel: Exploration of Elasto-Capillary Instability in Adhesion
限制在两个刚性平坦基底之间的软水凝胶的受应力的薄膜自动粗糙化，其主波长表现出对膜厚度（H）的显著依赖性。线性稳定性分析证实，这种长波长的不稳定性（~ 7 H）是由于弹性毛细管效应，其实施需要直接测量凝胶的表面张力和弹性。凝胶的表面张力由外部噪声激发的凝胶半球帽的基本球谐函数估计。凝胶的剪切模量由其在受限几何形状中的共振剪切模式确定。在该研究过程中，发现高密度钢球通过平衡其多余重量与累积的应变诱导的弹性力而将其自身浸没在凝胶内，所述累积的应变诱导的弹性力允许对其弹性模量的另一估计。表面张力与其弹性的大比率（1.8 mm）证实了弹性毛细作用在用这种凝胶形成粘附诱导的斑图形成中的作用。实验结果符合线性稳定性分析，预测重新缩放的波长与H是线性的，这修改了传统的应力，以通过乘法因子从非常软的膜中拉出刚性平坦物体。该分析还提出了一些新的结果有关的作用的有限膨胀的材料在界面斑图形成，可能有非平凡的后果，在粘合剂分层的非常薄的和/或软的弹性膜通过自生裂纹。
2014-01-28 cond-mat.soft
Electric field Induced Patterns in Soft Visco-elastic films: From Long Waves of Viscous Liquids to Short Waves of Elastic Solids
我们表明，电场驱动的表面不稳定性的粘弹性薄膜有两个不同的制度：（1）表现得像液体的粘弹性膜显示由施加的电压和表面张力控制的长波长，而与其弹性储存和粘性损耗模量无关，以及（2）表现得像固体的膜需要用于不稳定性的阈值电压，其波长总是缩放为~ 4 ×膜厚度，与其表面张力无关，外加电压、损耗和储能模量。在这些状态之间的窄过渡区中的波长取决于储能模量。
2009-06-02 cond-mat.soft
Elastic Plateau-Rayleigh instability in soft cylinders: Surface elasticity and periodic beading
本研究基于表面弹性理论，将表面张力视为预拉伸弹性表面，揭示了软圆柱体在足够软或轴向拉伸时会发生具有有限临界波长的周期性串珠不稳定性，为软材料等领域提供了新见解。
2025-06-24 cond-mat.soft nlin.PS
Regimes of wrinkling in pressurized elastic shells
本文研究受压弹性壳的点压痕问题。它以前已经表明，这样的壳是受到一个螺旋不稳定的压痕深度是准静态增加。在这里，我们提出了详细的分析，这种螺旋不稳定性的分析技术和有限元模拟相结合。特别是，我们研究了如何在发病时观察到的皱纹的数量不稳定的增长，增加加压。我们还研究了如何，对于固定的加压，皱纹的数量变化的空间和增加压痕深度超过发病。这种“远离阈值”的分析利用了在高压下观察到的褶皱波数的巨大性，并导致与标准的“接近阈值”稳定性分析的定量差异。
2017-04-11 cond-mat.soft
Granular Elasticity without the Coulomb Condition
一个独立的弹性理论推导出既占机械屈服和剪切引起的体积屈服。它的两个基本成分是热力学不稳定性和弹性模量对压缩的依赖性。
2003-04-07 cond-mat.soft
Dehydration induced mechanical instabilities in active elastic spherical shells
主动弹性不稳定性是自然界中常见的现象，具有突然的机械变形的方面。通常，不稳定性机制的驱动力具有化学机械性质，这使得这些不稳定性与标准弹性不稳定性非常不同。本文描述和研究了一个封闭的球形膨胀壳在脱水过程中的主动弹性失稳。描述是通过几个数值实验的结果的基础上的应力扩散模型，允许一瞥的现象。这项研究是从化学力学的角度进行的，通过一些简化的假设，允许推导出一个半分析模型，该模型考虑到了应力状态和水的浓度进入壁的壳在发病时的不稳定性。此外，也被认为是不稳定的发病时，这是由于不可能瞬间改变充满水的腔体体积的腔体体积的不变性。结果表明，半解析模型与数值试验结果吻合得很好。它也示出了作为一个更广泛的机械不稳定性时，可以被认为是不均匀的壳，即使当的不均匀性可以由少量的参数来描述。
2020-11-12 cond-mat.soft
The delamination of a growing elastic sheet with adhesion
我们研究的发病分层水泡在一个不断增长的弹性片粘附到一个平坦的刚性基板。当板的端部保持固定时，其增长引起导致分层的残余应力。这种失稳可以看作是完全粘附解和屈曲解之间的不连续屈曲。给出了失稳临界变形的解析表达式。我们表明，临界阈值尺度与一个单一的无量纲参数，包括信息的几何形状的片材，材料的机械参数和基板的粘合剂功能。
2016-07-06 cond-mat.soft
Inertio-elastic instability in Taylor-Couette °ow of a model wormlike micellar system
在这项工作中，我们使用流动可视化和流变学技术来研究在同心圆柱体之间剪切的蠕虫状胶束溶液模型中二次流的动力学和演化，即，Taylor-Couette（TC）细胞。本文研究的蠕虫状胶束溶液含有十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和水杨酸钠（NaSal）。该系统可以是剪切带和高弹性，非剪切带和中等弹性，或接近牛顿的温度变化范围很窄。弹性对转变和不稳定性的影响通过在宽的弹性范围内（El<< 1、El ~1和El>>1）改变温度来探测。弹性定义为韦森伯格数与雷诺数之比。对于剪切带蠕虫状胶束溶液，其中El>> 1，观察到从基库埃特流到在剪切单元的轴向方向上均匀间隔的静止涡旋的主要转变，并且其特征在于渐近波长。CTAB/NaSal体系剪切带转变起始处的无因次波长远大于其它剪切带蠕虫状胶束体系。对于处于剪切稀化但不显示剪切带的温度的相同流体，El~1，并且对于缓慢的斜坡速度，主要转变是到不同的结构，其不是静止的而是在轴向方向上行进。在低弹性（El<< 1）下，流体表现为接近牛顿流体，记录了从纯方位角Couette流到修改的Taylor涡流和最终混沌状态的几个转变。在剪切带和非剪切带制度的行为进行了讨论，并与相关系统的结果进行了比较。
2017-04-14 cond-mat.soft
Surface Furrowing Instability in Everting Soft Solids
本文结合实验与理论研究极软弹性固体在受限挤出、持续外翻过程中出现的表面起沟不稳定性，并将其与已知弹性表面失稳现象对比。
2025-01-02 cond-mat.soft
Elastic instability in stratified core annular flow
实验研究了聚合物稀溶液与水在细毛细管中流动时的界面不稳定性。微流体装置的使用使我们能够非常详细地观察和量化流动的特征。在低速度下，流动采取直射流的形式，而在高速度下，产生稳定或平流的波浪射流。我们表明，这些流动制度之间的过渡是纯粹的弹性-它是由聚合物溶液的粘弹性只。在短波近似下的流动的线性稳定性分析定量地捕获了流程图。令人惊讶的是，不稳定的流动观察到强的速度，而对流观察到低速度。我们证明，这种不稳定性可用于测量流变性能的稀聚合物溶液，否则难以评估。
2010-10-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Critical confinement and elastic instability in thin solid films
当一个柔性板剥离薄而软的弹性膜粘合到刚性支持，均匀间隔指状图案发展沿其接触线。虽然这些图案的波长仅取决于膜的厚度，但它们的振幅随膜和粘附板的所有材料和几何性质而变化。在这里，我们已经分析了这种不稳定性的正规摄动技术，以获得超过和以上的基本量的膜的过度变形。此外，通过计算系统的过剩能量，我们表明，与不稳定性相关的这些过剩变形发生在受到严格限制的薄膜中。我们已经提出了两个不同的实验来控制限制的程度：通过预拉伸膜和通过调整膜和板之间的接触宽度。
2007-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Snap buckling of a confined thin elastic sheet
粘附到刚性基底上的生长或压缩的薄弹性片可以表现出屈曲不稳定性，形成向内的隆起。我们的研究表明，带材的形态取决于压缩能和弯曲能之间的微妙平衡。我们发现，这种不稳定性是一个一级相变之间的粘附解决方案和屈曲的解决方案，其主要控制参数有关的片材拉伸。在几乎不可拉伸的区域，我们给出了临界阈值的解析表达式.可压缩性是一个关键的假设，它使我们能够解决一个明显的矛盾的无界压力施加在外壁上的一个有限的灵活的循环。
2015-04-20 cond-mat.soft
Novel elastic instability of amorphous solids in finite spatial dimensions
近年来，人们对非晶态固体中反常振动激发的理解取得了进展。在最低频率区域，振动光谱遵循非德拜四次定律，其持续到零频率而没有任何频率间隙。这种无隙振动态密度（vDOS）表明玻璃处于不稳定的边缘。这种边缘稳定性的特征现在被强调为玻璃理论中的一个关键概念。特别地，基于边际稳定性的弹性理论预测了无间隙vDOS。然而，这个理论产生一个二次定律和\textit{not}四次定律。为了解决这个矛盾，我们提出了一种新的不稳定性，它不同于传统的不稳定性，并提出非晶态固体是边缘稳定的，考虑到这种新的不稳定性在前面的研究中。Shimada，H. Mizuno和A. Ikeda，Soft Matter，{\bf 16}，7279，2020]。在这项研究中，我们进一步扩展和详细的结果，这些不稳定性。通过分析各种例子的障碍，我们表明，真正的玻璃在有限的空间维度可以勉强稳定的建议新的不稳定性。
2020-10-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Fluid driven fingering instability of a confined elastic meniscus
当流体在临界压力下被泵入受限弹性层中的空腔时，流体的不稳定指状物沿着其弯月面侵入弹性固体（Saintyves，Dauchot和Bouchaud，2013）。这些指状物在没有断裂或失去粘附的情况下发生，并且是可逆的，当压力降低时消失。我们开发了一个渐近理论的加压高弹性层之间的刚体被困解释这些意见，与预测的临界流体压力指，和手指波长。我们还表明，该理论联系起来，而不是由横向拉伸的弹性层的流体驱动的指进与类似的过渡驱动。我们进一步验证这些预测，通过使用有限元模拟的两个系统，这表明，在这两种情况下，指状过渡是一阶（突然），因此有一个区域的双稳性。我们的预测是在很好的协议与最近观察到的经典Saffman-Taylor界面不稳定性的弹性模拟流体力学。
2014-07-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Elasticity and mechanical instability of charged lipid bilayers in ionic solutions
我们使用粗粒度的蒙特卡罗模拟来研究一价和五价反离子溶液中带电膜的弹性性质。两种情况下的仿真结果显示出相反的趋势。抗弯刚度和投影面积的增加与膜电荷密度为单价抗衡离子，而五价离子的减少。这些观察结果可能与脂质电荷的计数器筛选有关。而单价抗衡离子仅弱屏蔽库仑相互作用，这意味着排斥库仑系统，多价抗衡离子凝聚在膜上，并通过空间电荷相关性，使有效的相互作用，由于带电的脂质吸引。在一价和多价反溶液中的带电膜的弹性性质的差异反映在导致它们在高电荷密度下的机械不稳定性的机制中。在前一种情况下，膜开发孔，以减轻静电拉伸应力，而在后一种情况下，膜表现出大的波长弯曲不稳定性。
2014-07-14 cond-mat.soft physics.bio-ph
The role of elastic instability on the self-assembly of particle chains in simple shear flow
本文利用定制锥板剪切单元调节剪切速率，揭示黏弹性流体的弹性不稳定性起始会增强颗粒成链，而长时间恒定剪切会使颗粒链断裂并伴随流体弹性组分衰减。
2023-12-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Localizing polymers promotes the centre-mode elastic instability
Indian Institute of Technology Bombay（印度孟买理工学院）
该研究发现，当稀聚合物溶液流动中聚合物局域在基流速剖面最大值附近或通道流中心线附近时，会显著增强中心模式弹性不稳定性，其机制与聚合物浓度梯度产生的弹性反馈力相关。
2026-08-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Confinement controlled bend instability of three-dimensional active fluids
长波长形变的自发增长是具有取向有序的活性流体的一个定义特征。本文研究了双轴矩形约束对初始剪切取向的三维各向同性活性流体不稳定性的影响，该流体由可伸展微管束和驱动蛋白分子马达组成。在约束下，这种流体表现出有限波长自放大弯曲变形，其在与最强约束方向正交的平面中生长。不稳定波长和增长率都随着约束的减弱而增大。这些发现与最小流体动力学模型一致，该模型预测增长最快的变形是由主动驱动和弹性松弛的平衡所确定的。在高度限制制度的实验证实，不稳定波长设置的主动和弹性应力，这是独立控制的电机和非能动交联剂的浓度的平衡。
2020-07-06 cond-mat.soft
Mixing layer instability and vorticity amplification in a creeping viscoelastic flow
我们报告的定量证据混合层的弹性不稳定性的粘弹性流体流动之间的两个相距甚远的障碍物阻碍了通道流在$Re\ll1$和$Wi\gg1$。在障碍物之间的区域形成了两个剪切速度分布不均匀的混合层。混合层的不稳定性出现在附近的拐点上的剪切速度剖面上的弹性应力的急剧变化。不稳定性的结果在混合层中的小涡的间歇性外观和放大的时空平均涡的弹性湍流制度。后者的特征在于通过与$Wi$的摩擦因子的标度，以及压力和速度谱。此外，报告的观察提供了改进的理解的粘弹性流体中的混合层的稳定性在大的弹性，即$Wi\gg1$和$Re\ll1$，并反对目前的观点，抑制涡度仅由聚合物添加剂。
2018-09-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Peristaltic elastic instability in an inflated cylindrical channel
通过软固体的长圆柱形腔形成软微流体通道，或模拟血管毛细血管。我们观察实验，当这样的通道承载加压流体，它首先均匀扩张，但随后变得不稳定的蠕动弹性不稳定。我们结合理论和数值充分表征的不稳定性，通过散装新胡克固体的通道，显示不稳定性发生超临界波长$2π/k=12.278....a$时，压力超过$2.052....μ$。在有限固体中，阈值压力降低，并且蠕动之后是第二不稳定性，其剪切蠕动形状打破轴对称。这些不稳定性表明，与直觉相反，如果管道穿过散装固体，散装固体在高压下可能会不稳定而不是稳定。他们还提供了一种制造周期性起伏通道的方法，生产具有光子/声子阻带的波导。
2018-05-08 cond-mat.soft nlin.PS physics.bio-ph
Material instability and subsequent restabilization from homogenization of periodic elastic lattices
本研究通过二维均匀化推导两类周期弹性晶格等效的非线性弹性材料，发现压缩载荷下材料失稳后可因单元轴向柔度实现再稳定，为制备可调失稳特性的点阵材料与可重构材料提供新方向。
2025-03-24 cond-mat.soft physics.class-ph
Harnessing elasticity to generate self-oscillation via an electrohydrodynamic instability
在足够强度的稳定DC电场下，在具有较高电导率的介电溶剂中的弱导电介电球可以通过干草叉分叉经历自发自旋（昆克旋转）。我们设计了一个由介质球和弹性细丝组成的物体。通过数值求解弹性电流体动力学（EEH）问题，我们发现EEH不稳定性表现出不同的动态响应。通过改变灯丝的弯曲刚度，复合物体显示出三种行为：静止状态、波动游泳和稳定旋转，其中游泳是通过霍普夫分叉从自振荡不稳定性产生的。通过结合弹性流体动力学模型进行线性稳定性分析，我们从理论上预测了增长率和临界条件，这与数值计算结果吻合得很好。我们还提出了一个简化的模型系统组成的一个最小的弹性结构再现EEH不稳定性。复合材料结构的弹性-粘性响应能够将音叉分叉转变为Hopf分叉，从而导致自激振荡。我们的研究结果意味着一种新的方式利用弹性介质工程自振荡，更一般地说，操纵和多样化的分叉和相应的不稳定性。这些想法将有助于设计柔软的、环境适应性强的机器。
2020-03-12 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Geometric scaling of purely-elastic flow instabilities
我们提出了一个综合的实验，数值和理论研究的几何缩放的纯弹性流动不稳定性的蛇形通道的发病。实验之间获得了良好的定性一致性，使用稀溶液的柔性聚合物在微流体装置，和二维数值模拟，使用UCM模型。结果证实了一个简单的理论分析，根据无量纲标准提出的Pakdel-McKinley的发病纯弹性不稳定。
2011-09-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Elastohydrodynamic instability of a spinning elastic disk
Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University（哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院）
研究旋转弹性盘在粘性流体中的弹流动力学不稳定性，结合线性化方程与剪应力导出稳定性问题，经线性稳定性分析，通过无量纲参数确定屈曲起始，发现盘屈曲模式及逆行行波，揭示流体剪切使旋转弹性结构失稳的机制。
2026-07-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Flapping instability of elastic disks in Stokes flows
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；TU Delft（代尔夫特理工大学）；Paris-Saclay University（巴黎萨克雷大学）
通过实验和模拟，研究低雷诺数剪切流中自由悬浮薄弹性圆盘的扑动动力学，发现超过临界流强时圆盘发生周期性弯曲扑动，并揭示其亚临界不稳定性机制。
2026-06-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Instability of toroidal nematics
环形向列相是被限制在圆环内并且在圆环的边界上受到平面简并锚定的非线性液晶。它们可能是漂浮在各向同性环境中的液滴，也可能是从固体基质中雕刻出来的空腔。弗兰克弹性自由能的普适解是指向矢场的平衡位形，与弹性常数的值无关，其矢量线是环面的共轴平行线。我们探索这种配置的局部稳定性，并确定了一个范围内的参数，其中的主要驱动不稳定性不来自表面的弹性常数$K_{24}$是大的，但从扭曲弯曲弹性常数的比例$K_2/K_3$是小的，这也使我们的研究相关的有色液晶。
2018-04-10 cond-mat.soft math-ph math.MP
Non-uniform electro-osmotic flow drives fluid-structure instability
我们证明了存在的流体结构的不稳定性所产生的电渗流与弹性基板的相互作用。考虑到软流体室中的流动的情况下，我们表明，在一定的电场阈值以上，由电渗流引起的负表压导致其弹性壁的崩溃。我们结合实验和理论分析来阐明不稳定的潜在机制，并确定几个不同的动态制度。这种不稳定性的理解是重要的电动系统的设计包含软元件。
2019-06-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Multiple-length-scale elastic instability mimics parametric resonance of nonlinear oscillators
空间受限的刚性膜重新组织它们的形态以响应所施加的约束。褶皱的弹性片材呈现出聚集变形能量的随机折叠的复杂图案，同时压缩搁置在软基础上的膜，从而产生具有广泛能量分布的正弦褶皱的规则图案。在这里，我们研究了高度限制膜的能量分布，并显示了一个新的形态不稳定性的出现，由倍周期分岔触发。周期性的自组织聚焦的变形能量观察提供了一个上下对称性破缺，引起的弹性方程的内在非线性，发生。该物理模型与非线性振子中的参数共振类似，是理解各种受限系统（如涂层材料或活组织）形态的新理论工具，皱纹皮肤，肺的内部结构，动脉的内部弹性，脑回或指纹的形成。此外，它开辟了一种新的微加工设计的多周期或混乱（非周期性）的表面形貌通过自组织的方式。
2010-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.AO
Finite wavelength surface-tension driven instabilities in soft solids, including instability in a cylindrical channel through an elastic solid
我们部署线性稳定性分析，以找到阈值波长（$λ$）和表面张力（$γ$）的瑞利-高原型“蠕动”不稳定性在不可压缩的neo-Hookean固体在一个范围内的圆柱形几何半径$R_0$。首先，我们考虑一个固体圆柱体，并恢复众所周知的，无限波长不稳定性的$γ\ge6 μR_0$，其中$μ$是固体的剪切模量。其次，我们考虑体积守恒（例如\流体填充和密封的）圆柱形腔穿过无限固体，并证明了$γ\ge 2 μR_0$的无限波长不稳定性。第三，我们考虑了一个固体圆柱嵌入一个不同的无限固体，并发现了一个有限波长的不稳定性与$λ\propto R_0$，在表面张力$γ\propto μR_0$，其中常数依赖于两个固体的模量比。最后，我们考虑一个空的圆柱形通道（或充满可排出的流体）通过一个无限的固体，并找到一个不稳定性与有限波长，$λ\approx2 R_0$，$γ\ge 2.543... μR_0$。使用有限应变数值，我们表明这样的通道跳跃在不稳定的高度蠕动状态，可能会沉淀它的堵塞或故障。我们认为，有限的波长是通用的弹性毛细不稳定性，与简单的圆柱体的无限波长是例外，而不是规则。
2016-07-19 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Elastic Surface Instability as a Topological Phase Transition
Tianjin University（天津大学）
将宏观有限应变固体力学与量子拓扑物理结合，证明超弹性半空间在有限压缩下的表面失稳本质上是拓扑相变，通过Stroh形式与Dirac哈密顿量映射，揭示表面褶皱对应绕数量子化跃迁及零能边缘态。
2026-06-18 cond-mat.soft math-ph math.MP
Stagnation points at grain contacts generate an elastic flow instability in 3D porous media
本研究通过成像两种几何结构（SC、BC）的3D有序多孔介质中聚合物溶液流动，发现弹性流动不稳定性源于颗粒接触处驻点而非单颗粒极性表面，揭示其几何依赖性及驻点诱导应力对宏观阻力的主导作用。
2024-12-04 cond-mat.soft nlin.CD physics.flu-dyn
Harnessing an elastic flow instability to improve the kinetic performance of chromatographic columns
本研究通过向HPLC柱流动相中添加半稀量HPAM聚合物产生弹性流动不稳定性，证实其可降低峰不对称性、提升柱效率，为开发提升HPLC分离度的聚合物方案奠定基础。
2024-07-16 cond-mat.soft nlin.CD physics.app-ph
Electrostatic-Elastic Softening and Ultraviolet Instability Driven by Non-DLVO Interactions in Charged Colloidal Crystals
Wenzhou Institute, University of Chinese Academy of Sciences（温州研究院，中国科学院大学）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）
研究揭示了非DLVO相互作用如何通过静电-弹性耦合引起胶体晶体的短波长机械失效，同时阐明了均匀相稳定性极限及弹性模量随波矢的变化。
2026-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Subcritical finite-amplitude solutions in plane Couette flow of visco-elastic fluids
粘弹性流体的平面Couette流显示出一个纯粹的弹性亚临界不稳定性，尽管是线性稳定的。提出了这种不稳定性的机制，并给出了上对流麦克斯韦流体平面库埃特流的非线性稳定性分析。据发现，以上的临界Weissenberg数，一个小的有限尺寸的扰动是足够的，以创建一个二次流，和阈值的扰动的振幅随着Weissenberg数的增加而减小。结果表明，弱湍流粘弹性流的情况下，这是一个类似的牛顿流体作为雷诺数的函数。
2004-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Fluid-induced snap-through instability of spherical shells
本研究通过实验、模拟与理论分析，揭示了粘性流动下球形壳体突跳失稳的阈值规律，并据此设计了被动式突跳阀门，实现无源流动控制，为软水力学提供新范式。
2025-10-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Elastic instability of wormlike micelle solution flow in serpentine channels
本研究通过实验可视化半稀释蠕虫状胶束溶液在蛇形通道中的流动，揭示了流速超过临界阈值时引发的弹性不稳定性及其三维流动特征，阐明了流变学与通道几何相互作用对流动行为的影响。
2025-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.CD
