Wrinkling of microcapsules in shear flow
弹性胶囊在外部剪切流中可以表现出短波长的扭曲。我们分析这种胶囊形状的不稳定性，并使用胶囊半径和螺旋波波长之间的长度尺度分离，以获得剪切速率的阈值和螺旋波的临界波长的分析结果。这些结果可用于从实验中推断弹性参数。
2006-01-25 cond-mat.soft
Elastometry of Deflated Capsules: Elastic Moduli from Shape and Wrinkle Analysis
由附着在毛细管上的液滴或气泡制备的弹性胶囊（如悬滴张力计）可以通过毛细管的抽吸而放气。我们研究这种通缩，并表明，形状和变形特性的综合分析，使我们能够确定在原位的弹性性能。利用非线性膜壳理论导出的形状方程对膜的形状轮廓进行分析和拟合，得到膜的弹性模量、泊松比和应力分布。我们将通常在放气时形成的褶皱包括在形状分析中。测量褶皱的波长并使用计算的应力分布给出膜的弯曲刚度。我们比较这种方法与以前的方法使用拉普拉斯-杨方程和说明两个非常不同的胶囊材料的方法：聚合的十八烷基三氯硅烷（OTS）胶囊和疏水蛋白（HFBII）涂层的气泡。我们的结果与现有的流变数据一致。对于疏水蛋白包被的气泡，该方法揭示了一个有趣的非线性行为与疏水蛋白分子具有一个刚性的核心包围一个较软的外壳。
2013-09-12 cond-mat.soft
Osmotic buckling of spherical capsules
本文研究了弹性球壳在渗透压作用下的屈曲问题。我们比较我们的结果的分叉行为与结果的机械压力控制下的屈曲，也就是说，与空胶囊内部。我们发现渗透和机械屈曲的屈曲状态之间的显着差异。机械压力控制总是导致相对侧接触的完全塌陷状态，而具有单个有限凹坑的未塌陷状态对于渗透压控制是通用的。对于足够大的内部渗透剂浓度，渗透压控制在质量上类似于体积控制下的屈曲，其中体积由壳内外的渗透剂浓度规定。我们提出了一个定量的理论，它也捕捉壳的弹性渗透压和体积之间的关系的影响。这些发现是相关的屈曲形状的控制在应用中。我们展示了如何渗透浓度可以用来控制屈曲壳的体积。导出了渗透压、弹性模量与胶囊体积之间关系的精确解析式。这也允许使用弹性胶囊作为渗透压传感器或从响应于渗透压变化的形状变化推断弹性性质和内部渗透剂浓度。我们将我们的研究结果应用于已发表的实验数据。
2014-09-11 cond-mat.soft
Effect of thermal noise on vesicles and capsules in shear flow
我们不断增加热噪声减少模型的不变形囊泡和胶囊在剪切流，并推导出相应的随机运动方程的解析。我们计算了稳态的概率分布函数，并构建了相应的相图为不同的动力学制度。对于流体囊泡，我们预测，在小的剪切速率热波动引起的任何粘度对比度的翻滚运动。对于弹性胶囊，由于热混合，间歇性制度出现在确定性模型预测只有纯坦克踩踏或翻滚的区域。
2012-07-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Impact of shear and dilational membrane viscosities on capsule shape and dynamics under shear flow: a theoretical study
Aix Marseille Univ, CNRS, CINaM（艾克斯-马赛大学，法国国家科学研究中心，CINaM）
本理论研究聚焦剪切流下胶囊的形状与动力学，采用Kelvin-Voigt膜力学模型，结合剪切与扩张膜粘度，分析不同本构定律下的胶囊运动模式及变形规律，明确两类粘度的不同作用。
2026-10-14 cond-mat.soft
Elasticity of polyelectrolyte multilayer microcapsules
我们提出了一种新的方法来探测多层微胶囊的弹性性能。该方法是基于原子力显微镜的胶囊的负载-变形曲线的测量。实验表明，在低施加载荷下，胶囊壳的变形是弹性的。使用膜的弹性理论，我们涉及力，变形，弹性模量，和胶囊的特征尺寸。拟合模型的预测产生的杨氏模量的下限的顺序为1-100 MPa的多层膜的，这取决于用于其溶解的模板和溶剂。这些值对应于弹性体的杨氏模量。
2003-10-23 cond-mat.soft
The dynamics of inextensible capsules in shear flow under the effect of the nature state
本文研究了在简单剪切流中，自然状态对不可伸展胶囊运动的影响。除了胶囊的内部流体和外部流体的粘度比之外，当改变剪切速率时，自然状态效应也对具有两种公知运动之间的过渡起作用，所述运动为翻滚和罐踩踏（TT），其中长轴围绕固定倾角振荡（摆动模式）。在较窄的毛细管数范围内，获得了双凹静止胶囊摆动模式下翻滚和TT之间的间歇区域。在该区域内，胶囊的动力学是翻滚和TT的混合，具有摆动模式;当具有翻滚运动时，膜罐在小范围内前后踩踏。由于毛细管数非常接近且低于具有摆动模式的纯TT的阈值，因此胶囊在每个循环中的若干TT周期之后翻滚一次。一个循环中的TT周期的数量相对于毛细管数的减少而减少，直到胶囊交替地具有一个翻滚和一个TT周期，并且这种交替运动存在于毛细管数的范围内;然后当进一步减少毛细管数时，胶囊在两个连续的TT周期之间进行更多的翻滚，并且最终显示纯翻滚。估算了出现间断区的临界溶胀比。
2014-07-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Multiplicity of stable orbits for deformable prolate capsules in shear flow
本文研究了无限剪切流场中充液可变形扁长胶囊的轨道动力学。胶囊的运动是模拟使用模型，结合剪切弹性，面积扩张，和抗弯曲。在此，胶囊的可变形性由毛细管数Ca表征，毛细管数Ca表示粘性应力与弹性恢复应力的比率。对于具有小弯曲刚度的胶囊，在给定的Ca下，取向随时间收敛到独立于初始取向的唯一稳定轨道。随着Ca的增加，稳定轨道有四种动力学模式：滚动、摆动、摆动-摆动和摆动。对于具有大弯曲刚度的胶囊，观察到轨道动力学的多重性。当粘度比为$λ\lesssim 1$时，胶囊的长轴总是趋向于流动梯度平面内的稳定轨道，根据Ca.当$λ\gtrsim 1$时，无论初始取向如何，在低Ca下，胶囊的稳定轨道都是翻滚运动。随着Ca的增加，在翻滚轨道外出现了一个破环分叉，并观察到胶囊根据初始取向采用了多种稳定的轨道模式，包括非对称进动和滚动。随着Ca的进一步增加，非对称稳定轨道在鞍结分叉处失去存在，并且在高Ca处滚动成为唯一的吸引子，而在Ca的中间值处滚动状态与非对称状态共存。随着Ca的减小，在远离滚动轨道处也出现了一个破缺分岔。多个吸引子的区域随着胶囊长宽比的增加而变宽，而随着粘度比的增加而变窄。我们还报告了粒子对应力的贡献，这也显示了多重性。
2019-11-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Large deformation electrohydrodynamics of a Skalak elastic capsule in AC electric field
利用解析和边界积分理论研究了均匀交流电场作用下带电容膜的弹性胶囊的轴对称电流体动力变形问题。低毛细管数（不稳定的剪切或电力的比例稳定的弹性力）制度显示时间平均的长球体和扁球体变形，和时间周期性的长球体，扁球体呼吸模式是相称的时间平均变形。由于有限的膜充电时间和AC场的场反转的相互作用，观察到一种新的长扁呼吸模式。这项研究，当扩展到高毛细管数，显示新的呼吸模式的圆柱体，扁长，圆柱体，和双凹，扁长变形。这是两极的高压缩法向麦克斯韦应力的结果，并得到了弱压缩赤道应力的帮助，这是电容膜的特征。这项工作的发现应该成为理解更复杂的生物细胞和工业应用合成胶囊的基础。
2017-11-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Spheroidal and conical shapes of ferrofluid-filled capsules in magnetic fields
本文采用数值和解析相结合的方法研究了在固定体积的均匀磁场中填充铁磁流体的软球弹性胶囊的变形。我们开发了一种基于非线性弹性形状方程的数值迭代求解策略来计算拉伸胶囊的形状数值和耦合的有限元和边界元方法来解决相应的静磁问题，并采用解析线性响应理论，近似能量最小化，细长体理论。所观察到的变形行为定性地类似于均匀磁场中的铁磁流体液滴的变形。均匀的磁场使胶囊伸长，并且在临界场强下发生从球形形状到圆锥形形状的不连续形状过渡。我们研究胶囊弹性如何修改这种滞后形状过渡。我们表明，圆锥形胶囊的形状是可能的，但涉及发散的拉伸因子的提示，这会导致真正的胶囊材料破裂。在一个细长体近似，我们发现，临界磁化率以上的圆锥形状发生的铁磁流体胶囊是相同的液滴。在小的领域胶囊保持球形，我们的特点是变形的球形胶囊的分析和数值。最后，我们确定在磁场中的拉伸过程中是否会发生球状胶囊的扭曲，以及它如何改变拉伸行为。我们发现之间的非平凡的依赖性的程度的褶皱区域和胶囊的伸长率。我们的研究结果可以帮助，以定量确定胶囊或磁流体材料的磁变形实验的性质。所有的结果也适用于弹性胶囊填充的介电液体在外部均匀电场。
2018-04-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Strong deformation of ferrofluid-filled elastic alginate capsules in inhomogenous magnetic fields
我们提出了一个新的系统的基础上藻酸盐凝胶的封装的铁磁流体滴，这使我们能够创建毫米大小的弹性胶囊，是高度可变形的不均匀磁场。我们结合实验和理论工作来表征和量化这些充满铁磁流体的胶囊的变形行为。介绍了一种利用海藻酸钠直接包埋非极性液体的新方法。极性醇分子的加入使我们能够将铁磁流体封装为单相。这种封装方法增加了封装的磁性纳米颗粒的量，导致高变形，并提供了胶囊作为致动器，开关或阀门在密闭空间如微流体装置中的可能应用。我们确定两个弹性模量的胶囊壳，杨氏模量和泊松比，通过采用两个独立的机械方法，旋转胶囊测量和胶囊压缩之间的平行板。然后，我们表明，所观察到的磁变形，可以完全理解从磁力施加在胶囊外壳上的磁流体的磁场分布和磁化特性是已知的。使用一个迭代的解决方案，耦合有限元/边界元方法的磁场计算的弹性形状方程的解决方案，我们实现理论和实验之间的定量协议变形胶囊形状使用的杨氏模量从机械表征和表面泊松比作为拟合参数。这种详细的分析证实了从机械表征的结果，即藻酸盐壳的表面泊松比接近于1，即，藻酸盐壳的变形几乎是面积守恒的。
2019-02-25 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Rheology of dense suspensions of elastic capsules: normal stresses, yield stress, jamming and confinement effects
我们研究了弹性胶囊的致密悬浮液的剪切流变学，以无聚集的红细胞作为生理相关的例子。粒子是非布朗运动的，并且仅通过流体动力学和短程排斥力相互作用。在悬浮液中的不同的应力机制的分析表明，粘度是由胶囊的剪切弹性，而排斥力是次要的。提供了高于临界体积分数的动态屈服应力的证据，并且与胶囊的弹性性质有关。剪切应力被发现遵循一个关键的干扰的情况下，是相当不敏感的翻滚到坦克踩踏过渡。颗粒压力和法向应力的差异显示出一定的敏感性的细胞的动态状态，并表现出特征缩放，以下的行为的一个单一的颗粒，在坦克踩踏制度。在有效介质模型方面的流体相的粘度的行为是合理的。此外，限制效应，这增加了整体的幅度和增强剪切变稀的粘度的作用，进行了讨论。
2014-05-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.med-ph
Structure and rheology of suspensions of spherical strain-hardening capsules
我们研究了加工硬化球形胶囊的流变学，从稀到浓的制度下的约束剪切流，使用三维数值模拟。我们考虑了毛细管数、体积分数和膜不可伸展性对颗粒变形和有效悬浮粘度以及悬浮液法向应力差的影响。悬浮液显示剪切稀化行为，这是软颗粒如乳液液滴、囊泡、应变软化胶囊和红细胞的特征。我们发现，膜的不可伸展性对流变性起着重要的作用，几乎可以抑制剪切变稀。对于浓悬浮液的膜的不可扩展性上的正常应力差的非单调依赖性被观察到，反映了类似的行为的颗粒形状。相反，有效悬浮液粘度增长并最终饱和，达到非常大的不可扩展性，接近固体颗粒极限。从本质上讲，我们的研究结果表明，加工硬化胶囊共享的流变学特性取决于面积膨胀剪切弹性模量的比例与软颗粒和固体颗粒。此外，悬浮液粘度表现出一个普遍的行为，由毛细管数和膜的不可扩展性所定义的参数空间，当引入颗粒的几何形状的变化在稳态的体积分数的定义。
2020-11-06 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Deformation and sorting of capsules in a T-junction
我们的实验研究的运动和变形的单个胶囊运输的恒定体积流量流的低雷诺数，通过T形连接的矩形截面的通道。我们使用毫米级卵清蛋白-藻酸盐胶囊，我们独立于流动实验制造和包装。居中的胶囊以恒定速度沿直通道向下行进，导致T形接头，在那里它们减速并沿展向方向膨胀，然后转向两个相同的子通道之一。在那里，非惯性升力的作用是使它们重新居中并放松它们的形状，直到它们达到稳定的传播状态。我们发现，我们的通道几何形状内的固定大小的胶囊的动力学是由定义为粘性剪切力的比率弹性回复力的毛细管数Ca。我们通过在平行板之间将胶囊静态压缩至其初始直径的50%而不是通过封装膜的杨氏模量来量化弹性力，以考虑不同的膜厚度、预膨胀和非线性弹性形变。我们发现，在不同刚度的胶囊的T-连接的最大扩展崩溃到一个主曲线在Ca。因此，它提供了在恒定流速下胶囊的相对刚度的灵敏测量，特别是对于较软的胶囊。我们还发现，T-结可以根据其刚度来分类固定大小的胶囊，因为胶囊被夹带到子通道中的T-结中的位置唯一地取决于Ca。我们证明，T型接头可以用作分选装置，通过扩散器增强这种初始胶囊分离。
2019-06-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Large deformation electrohydrodynamics of an elastic capsule in DC electric field
研究了在均匀直流电场作用下，一个含有牛顿流体的球形弹性胶囊在一个弹性膜和另一个牛顿流体中的动力学行为。诸如内部和外部流体介质的电导率以及膜的电容和电导率的电特性的不连续性导致净界面麦克斯韦应力，其可以引起这种弹性胶囊的变形。我们调查这个问题，考虑良好的膜法律薄的弹性膜，充分解决流体力学的斯托克斯流量限制和描述的静电使用的电容器模型。在小变形的极限下，解析理论对动力学的预测相当令人满意。然而，在高毛细管数下的大变形需要数值方法（在本例中为边界元法）来解决这个高度非线性的问题。类似于囊泡，在中间时间，高度非线性的双凹形状以及正方形和六边形的形状时，观察到外部介质更导电。该研究确定的重要性，如高膜电容，低膜电导，低流体动力学时间尺度和高毛细管数观察这些形状转变的参数。过渡是由于大的压缩麦克斯韦应力在两极在中间时间。因此，这种形状转变可以在允许电容的球形小球中看到，可能与界面回复力的性质无关。
2017-08-29 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Segregation by membrane rigidity in flowing binary suspensions of elastic capsules
本文研究了在平面狭缝中受压力驱动流动的含有Neo-Hookean胶囊二元混合物的悬浮液在壁面法线方向上的空间偏析。二元混合物的两种组分具有不等的膜刚度。这个问题进行了数值研究，使用加速执行的边界积分法。各种参数的影响进行了研究，包括毛细管数，刚性比之间的两个物种，体积分数，约束比，和更多的软颗粒$X_f$在混合物中的数量分数。据观察，在纯物质的悬浮液中，刚性和柔性颗粒的平均壁法线位置是相当的。然而，在混合物中，发现刚性颗粒随着$X_f$的增加而越来越多地向壁移位，而发现软颗粒随着$X_f$的减少而越来越多地在中心线附近积聚。这种隔离的起源被追踪到的效果的数量分数$X_f$上的刚性和软颗粒在近壁区域的本地化-的概率逃逸的刚性颗粒从近壁区域的内部大大减少与增加$X_f$，而完全相反的趋势是观察到一个软颗粒与减少$X_f$。简单的模型研究涉及一个刚性和一个软粒子的异质对碰撞的机制解释了这一观察。这些研究中的关键结果是，刚性粒子经历了更大的横流位移比软粒子在非均匀碰撞。本文提出了一个统一的机制，它包括壁诱导的可变形粒子迁移和与异质和同质对碰撞相关的粒子通量。
2011-12-23 cond-mat.soft
Sorting of capsules according to their stiffness: from principle to application
我们通过实验评估了一个简单的基于流动的分选装置的能力，该装置最近由Zhu等人，软物质，2014，10，7705 - 7711]，以根据胶囊的硬度分离胶囊。该装置由具有半圆柱形横截面的单个支柱组成，该支柱部分地阻塞流动通道，使得初始居中的传播胶囊变形并绕过障碍物进入膨胀通道（或扩散器）。我们进行实验与毫米胶囊的固定尺寸，这表明在扩散器中的胶囊的偏差单调变化的毛细管数-粘性弹性应力的比率-其中的弹性应力独立测量，包括预充气，膜厚度和材料性能的影响。我们发现，软胶囊的变形阻力不同的因素为1.5，可以可靠地分离在扩散器，但实验的可变性显着增加胶囊刚度。我们的研究扩展到人口的微胶囊的大小多分散性。我们发现，随着胶囊尺寸的增加，胶囊变形能力的增加和装置的相对收缩的组合效应使得能够调节施加的流，使得胶囊可以基于它们的剪切模量分离，但与它们的尺寸无关。
2020-12-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Buckling of Spherical Capsules
我们研究屈曲软弹性胶囊在负压下或胶囊体积减少。基于非线性壳理论和超弹性膜壳假设，推导了轴对称和初始球形膜壳的形状方程，并进行了数值求解。发现了丰富的分叉行为，这是在分叉图。能量优选的稳定配置推导出从最小能量的原则都规定的体积和规定的压力。我们发现，屈曲形状是积极有利的已经在较小的负压和较大的临界体积比经典屈曲不稳定性预测。通过防止自相交强烈减少体积，我们得到了一个完整的图片的屈曲过程，并可以遵循的形状从初始未变形状态通过屈曲不稳定到完全崩溃的状态。有趣的是，分叉和稳定胶囊形状的顺序不同，规定的体积和规定的压力。在屈曲状态下，我们发现压痕边缘的曲率和弯曲模量之间的关系，它可以用来确定弹性模量从实验形状分析。
2011-09-12 cond-mat.soft physics.chem-ph
Tunable Thin Elasto-Drops
PMMH, CNRS, ESPCI Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université de Paris（PMH实验室，法国国家科学研究中心，巴黎国立高等物理化工学院，巴黎文理研究大学，索邦大学，巴黎大学）
该研究通过可调厚度和表面张力的弹性胶囊，展示了可操控的大规模弹性液滴模型，用于液滴类比的参数研究。
2026-03-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Cross-stream transport of asymmetric particles driven by oscillating shear
我们研究了非对称的，可变形的粒子在振荡的，线性剪切流中的动力学。通过模拟哑铃，环状聚合物和胶囊的运动，我们表明，即使在线性剪切流中，如果剪切速率随时间变化，也会发生不对称弹性颗粒的横流迁移。迁移是通用的，因为它不依赖于粒子尺寸。重要的是，迁移速度和迁移方向对初始颗粒取向的变化是鲁棒的，使得我们提出的方案适合于对具有不对称材料特性的颗粒进行分选。
2016-08-19 cond-mat.soft
Deformation and orientation of a capsule with viscosity contrast in linear flows: a theoretical study
Aix Marseille Univ, CNRS, CINAM（艾克斯-马赛大学，法国国家科学研究中心，核磁共振与分子相互作用中心）
研究了具有粘性对比的胶囊在线性流中的变形与取向，通过扰动理论分析弹性响应和表面张力的影响，揭示了泰勒参数与弹性毛细数及弯曲刚度的关系。
2026-02-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Inertio-elastic instability of non shear-banding wormlike micelles
众所周知，均质聚合物溶液表现出粘弹性流动不稳定性：当惯性可忽略时为纯弹性，否则为惯性弹性。最近，剪切带蠕虫状胶束溶液也被发现遵循类似的现象。在剪切带区，惯性通常可以忽略不计，因此只报道了纯弹性流动。在这里，我们调查一个非剪切带的解决方案，惯性变得显着，导致类似于稀聚合物溶液的惯性弹性制度的流型。我们发现，不稳定性如下的超临界分岔，我们调查的惯性弹性涡的结构，发展以上发病。
2013-11-28 cond-mat.soft
Connecting Shear Thinning and Dynamic Heterogeneity in Supercooled Liquids by Localized Elasticity
本研究通过二维和三维模型液体模拟，提出以弹性响应瞬态团簇表征的局域弹性连接剪切变稀与动态非均质性，并发现二者间的标度律。
2025-05-16 cond-mat.soft
Plasmonic elastic capsules as colorimetric reversible pH-microsensors
本文提出将等离子体金纳米粒子与pH响应薄壳结合制成“等离子体胶囊”，利用pH变化引起的溶胀或收缩改变金纳米粒子间距，实现宽pH范围内可逆、可重复使用的比色微传感器，并验证其可用于检测细菌生长。
2019-09-23 cond-mat.soft physics.app-ph
Kinematic and dynamic forcing strategies for predicting the transport of inertial capsules via a combined lattice Boltzmann-Immersed Boundary method
对不同流动方案下的可变形胶囊的运输进行建模在各种领域中至关重要，包括油流变学，血液流动和污染物的分散。本研究的目的有两个。首先，发展了一种用于预测惯性变形胶囊输运的LBM-IB方法。一个移动最小二乘法（MLS）计划已实施相关的压力，速度和力场的流体域与胶囊动力学。这种计算策略被命名为LBM Dynamic IB。其次，这种策略直接与更传统的方法进行比较，称为LBM Kinematic IB，其中胶囊以与周围流体相同的速度移动。已经考虑了多个测试用例来评估动态IB方案的准确性和效率，包括剪切流中圆形胶囊的拉伸，圆形和双凹胶囊在平面Poiffille流中的运输，有和没有惯性。通过监测随时间推移的胶囊几何形状，已经证明这两种方案非常一致，特别是在非惯性胶囊的情况下，对于低毛细管数（Ca $\leq$ 0.01）。尽管计算负担适度增加，所提出的LBM动态IB方案是唯一能够预测非惯性和惯性可变形胶囊的动力学。所提出的方法可以有效地用于研究血细胞，癌细胞和纳米/微胶囊在毛细管流内的运输。
2019-03-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Elastic turbulence in shear banding wormlike micelles
本文研究了剪切带蠕虫状胶束的泰勒-库埃特流动动力学。我们专注于高剪切速率分支的流动曲线，并表明，足够高的韦森伯格数，这个分支变得不稳定。这种不稳定性是强烈的亚临界，并与剪切应力跳变。我们发现这种流动阻力的增加与湍流的成核有关。流动模式显示出与弹性湍流的相似性，到目前为止，只观察到聚合物溶液。这个分支的不稳定性使我们提出了一个方案，可以解释最近观察到的泰勒涡在剪切带流动的蠕虫状胶束。
2010-04-26 cond-mat.soft
An elastic, plastic, viscous model for slow shear of a liquid foam
我们建议一个标量模型的变形和流动的无定形材料，如泡沫或乳液。为了描述弹性、塑性和粘性行为，我们使用三个标量变量：弹性形变、塑性形变率和总变形率;以及三个材料特定参数：剪切模量、屈服变形和粘性。我们得到的方程适用于不同类型的变形和流动慢于松弛速率朝向机械平衡。特别是，它们在瞬态或稳态流动状态下都是有效的，甚至在大的弹性形变下也是有效的。我们讨论为什么粘度可以相关，即使在这个缓慢的剪切（通常称为“准静态”）的限制。存储和损耗模量的预测与实验文献一致，并解释了简单的参数的非线性大幅度的趋势。
2007-07-06 cond-mat.soft
Shear Thickening and Scaling of the Elastic Modulus in a Fractal Colloidal System with Attractive Interactions
具有吸引力的范德华相互作用的分形炭黑颗粒的稀油分散体在高剪切速率下显示连续的剪切增稠，然后是剪切变稀。剪切增稠转变发生在$\dotγ_{c}\approx 10^{2}-10^{3}s^{-1}$处，并由团簇的流体动力学破碎驱动。在剪切速率下的预剪切分散体$\dotγ>\dotγ_{c}$产生增强模量的凝胶，其中$G' \sim σ_{pre-shear}^{1.5-2}$和与在固定样品年龄下测量的凝胶中的残余应力成正比。观察到的数据可以解释为使用一个简单的缩放模型的分形集群在剪切应力下的破碎。
2008-05-13 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
Spontaneous rotation and propulsion of suspended capsules in active nematics
Universidade de Lisboa（里斯本大学）；University of Vienna（维也纳大学）；Hiroshima University（广岛大学）；Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas（巴西物理研究中心）
研究通过格子玻尔兹曼模拟探讨了弹性胶囊在二维活性凝胶中的动力学行为，揭示了胶囊形状、变形能力和缺陷动态如何协同产生软活性物质的自组织运动。
2025-10-20 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Strain energy function for isotropic non-linear elastic incompressible solids with linear finite strain response in shear and torsion
我们发现各向同性不可压缩固体的应变能函数表现出线性关系的剪切应力和剪切量之间，扭矩和扭曲量之间，当受到大的简单剪切或扭转变形。它包含了著名的新胡克模型和穆尼-里夫林模型，但也可以容纳其他项，作为主应变不变量的某些任意函数。有效地，额外的条款可以用来解释实验观察到的几个非线性效应，但没有捕捉到的新胡克和穆尼-里夫林模型，如应变硬化效应，由于限制链的延伸性。
2020-09-09 cond-mat.soft
Investigating the relation between elastic and relaxation properties of dry, frictional granular media during shear deformation
本研究通过离散元模拟揭示干摩擦颗粒介质在剪切变形中弹性刚度持续存在且部分退化，应力弛豫呈压缩指数，并指出其流变行为存在依赖损伤的粘弹塑性向粘性转变的复杂机制。
2025-02-24 cond-mat.soft
Shear induced normal stress differences in aqueous foams
弹性固体的有限简单剪切变形引起不相等的法向应力。这种被称为坡印廷效应的非线性现象由剪切应变和第一法向应力差之间的普遍关系控制，对非耗散弹性材料有效。我们提供的第一个实验证据表明，类似的坡印亭效应存在于水性泡沫中，除了弹性应力，有显着的粘性或塑性应力。这些结果被解释的本构模型的框架内，来自泡沫流变学的物理描述。
2006-09-27 cond-mat.soft
Local Elasticity in Nonlinear Rheology of Interacting Colloidal Glasses Revealed by Neutron Scattering and Rheometry
胶体悬浮液的流动在自然界和工业中普遍存在。胶体悬浮液具有广泛的流变行为，这与体系的微观结构密切相关。利用原位小角中子散射和流变学测量，研究了电荷稳定胶体玻璃在稳态剪切作用下的变形行为。一个短暂的，局部的弹性响应在粒子水平，称为瞬态弹性区（TEZ），被确定从中子谱。TEZ的存在是动力学不均匀性的标志：剪切下的流体在TEZ的空间范围内表现得像弹性固体，但在TEZ之外则像流体。在剪切变稀区，随着剪切速率的增加，TEZ的尺寸逐渐减小，表明剪切变稀伴随着动力学不均匀性的减小。更有趣的是，TEZ被发现是结构单元，它提供了对所施加的剪切力的抵抗力，这可以通过TEZ所承受的局部弹性应力与在低和中等剪切速率下流变学测量的宏观应力之间的定量一致性来证明。除了荷电稳定的胶体悬浮液，硬球胶体悬浮液在相同的体积分数和剪切速率也进行了测量。结果表明，粒子间的静电斥力在提高局部弹性中起着关键作用。我们的研究结果提供了一个理解的非线性流变相互作用的胶体玻璃从微观力学的观点。
2018-12-12 cond-mat.soft
Inhomogeneous shear of orthotropic incompressible non-linearly elastic solids: singular solutions and biomechanical interpretation
本文在正交各向异性非线性弹性力学框架内，在狄利克雷边界条件和混合边界条件下，对直线剪切变形进行了详细的研究。我们采用由软基质制成的板，用两种可延伸纤维增强。我们考虑的情况下，剪切发生沿两个优先方向与纤维对齐之间的角度的平分线。我们表明，如果两个家庭的平行纤维是机械等效的，那么只有光滑的解决方案是可能的，而如果两个家庭的纤维之间的机械差异是显着的，那么应变奇点可能会发展。我们确定的标准加强正交各向异性模型的奇异解存在的精确条件。然后，我们将我们的研究结果扩展到生物力学应用中感兴趣的一些正交各向异性模型，并讨论了奇异解与生物力学的可能相关性。
2013-03-06 cond-mat.soft
Deformation of a biconcave-discoid capsule in extensional flow and electric field
除了理解红细胞（RBC）在血流中的行为之外，双凹盘状（红细胞的经验形状）胶囊在生物流体动力学和流变学领域中有许多应用。因此，进行了详细的分析，以了解单轴拉伸流和电场的RBC和双凹盘状聚合物胶囊在轴对称制度的变形的影响。采用Stokes流的轴对称边界积分方法，以Skalak膜本构关系作为区域不可压RBC/双凹盘状囊膜的模型，数值计算了瞬态变形。当弹性能被粘性或麦克斯韦电应力克服时，观察到显著的双凹盘状到长球形的转变。此外，膜应力的意义，在变形过程中，并在稳定状态和不同的变形模式。这项研究将有助于设计一个在电场作用下的生物细胞人工系统。
2018-02-11 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Surface waves in a stretched and sheared incompressible elastic material
本文分析了边界垂直于剪切滑移面的不可压缩各向同性弹性半空间中，纯均匀应变与剪切主平面内的简单剪切的组合对表面波传播的影响。这推广了以前的工作，其中，分别考虑纯均匀应变和简单剪切。对于一类特殊的材料的长期方程得到明确的形式，然后专门恢复先前获得的结果，上述两种情况下。然后概述了获得一般形式的应变能函数的久期方程的方法。一般来说，这是很长的，结果没有列出，但是，对于在半空间边界上没有法向应力的情况，为了说明，给出了关于所谓的广义Varga材料的结果。数值结果表明，面波速度取决于下伏的纯均匀应变和叠加的简单剪切。进一步的数值结果提供了限制链的扩展性的Gent模型。
2013-04-23 cond-mat.soft
Elastic turbulence in highly entangled polymers and wormlike micelles
University of Cambridge（剑桥大学）；Durham University（杜伦大学）；Georgetown University（乔治城大学）
本研究通过理论和模拟揭示了高纠缠聚合物和蠕虫状微胶束中弹性湍流的形成机制，展示了二维不稳定性导致的剪切带动态行为。
2026-02-20 cond-mat.soft
Shear thickening inside elastic open-cell foams under dynamic compression
本文通过动态压缩实验和光学测量，研究了填充剪切增稠悬浮液的开孔泡沫的力学响应，揭示了有效内部剪切速率、孔径分布与能量耗散之间的关系。
2024-10-03 cond-mat.soft
Measuring the linear and nonlinear elastic properties of brain tissue with shear waves and inverse analysis
我们利用超声剪切波成像（SSI）技术测量脑物质的线性和非线性弹性性质。在这里，我们测试了六个猪脑离体和测量的平面剪切波的速度声辐射力在不同的预变形状态时，超声探头被推入软组织。我们依赖于一个逆方法的基础上的理论，小振幅的声波在变形固体中的传播来解释实验数据。我们发现，取决于受试者，所得到的初始剪切模量μ 0从1.8到3.2 kPa变化，超弹性Demiray-Fung模型的刚化参数b从0.13到0.73，弱非线性弹性的三阶（A）和四阶（D）常数分别从-1.3到-20.6 kPa和从3.1到8.7 kPa。对大脑左右叶的实验结果进行配对t检验，结果无显著性差异。这些值与文献中报道的脑组织，表明SSI方法，结合逆分析，是一个有效的和强大的工具，脑组织的力学特性，这是非常重要的计算机模拟创伤性脑损伤和虚拟神经外科手术。
2020-08-31 cond-mat.soft
Modelling ternary fluids in contact with elastic membranes
本文提出了一个三元流体与弹性膜相互作用的热力学自洽模型。遵循自由能建模方法，并考虑到热力学定律，我们推导出三元流体流动和膜动力学方程。我们还提供了数值框架，模拟这样的流固耦合问题。它是基于格子玻尔兹曼方法，用于解决在欧拉描述的三元流体的演化方程，耦合到浸没边界法，允许膜运动方程求解拉格朗日系统。出于验证目的，考虑了放置在流体-流体界面处的弹性胶囊的配置。系统的模拟进行了详细的比较与参考的数值结果得到的表面进化，并证明了伽利略不变性的建议模型。所提出的方法是通用的，和广泛的几何形状可以模拟。为了证明这一点，在这里研究两个可变形胶囊之间形成的毛细管桥的问题。
2019-05-28 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Drastic slowdown of shear waves in unjammed granular suspensions
本文对剪切弹性波沿稠密颗粒悬浮体表面的传播进行了实验研究。使用超快超声扫描仪，我们监测软化的剪切波速度内的光学不透明的介质作为驱动振幅的增加。对于这样的非线性行为两个政权被发现：在第一个政权，我们观察到一个显着的剪切模量减弱，但没有可见的晶粒重排。在第二个政权，有一个明确的晶粒重排伴随着模量下降高达88%。提出了一个摩擦模型来描述非线性弹性和塑性之间的相互作用，突出了接触断裂前的接触滑移的关键作用。对这些非线性剪切波的研究可以弥补两种不相交的方法之间的差距，用于描述非干扰附近的动力学：线性弹性软模式和非线性碰撞冲击。
2018-10-19 cond-mat.soft
Localized elasticity governs the nonlinear rheology of colloidal supercooled liquids
我们提出了一个理解具有软排斥势的过冷液体非线性流变学的微观图像。基于布朗动力学模拟的过冷电荷稳定胶体悬浮液，我们的分析表明，在足够大的剪切速率（sr）下，粘度（eta）的剪切变稀（表示为eta~sr^（-lambda））源于局域弹性区（LER）的演化。LER是由参考粒子的前几个配位壳层组成的瞬态区域。为了响应外部剪切，LER内的颗粒在LER屈服之前经历近仿射位移。LER的特征应变（gamma）和尺寸（xi）分别由gamma~sr^（-nu）和xi~sr^（-nu）决定。三个指数lambda、nu和nu通过lambda=1-nu =4*nu相关。这个简单的关系将非线性流变学与系统的弹性性质和微观构型畸变联系起来。LER的弛豫是通过沿剪切几何形状的延伸方向的大步长非仿射颗粒位移来促进的，步长为0.4颗粒直径。流动中LER的弹性形变和松弛是普遍存在的，是控制体非线性粘弹性的基本过程。我们应用这个模型来分析剪切电荷稳定的胶体悬浮液的流变小角中子散射数据。可以看出，我们的模型很好地解释了中子能谱和流变数据。
2022-09-23 cond-mat.soft
Dynamic Modes of Microcapsules in Steady Shear Flow: Effects of Bending and Shear Elasticities
采用基于泰勒变形参数$α_{\rm D}$、倾斜角$θ$和膜旋转相位角$ϕ$的理论方法研究了稳态剪切流中微胶囊的动力学。结果表明，动态相图随薄膜剪切弹性和弯曲弹性比值的增大而发生显著变化。流体囊泡（无剪切弹性）表现出三种动态模式：（i）在内部流体的低粘度$η_{\rm {in}}$下的坦克踩踏（TT）（$α_{\rm D}$和$θ$松弛至恒定值），（ii）在高$η_{\rm {in}}$下的翻滚（TB）（$θ$旋转），和（iii）在中$η_{\rm {in}}$和高剪切速率$\dotγ$下的摆动（SW）（$θ$振荡）。所有三种模式都伴随着膜（$ϕ$）旋转。对于低剪切弹性的微胶囊，$ϕ$转动的能垒诱导了无$ϕ$转动的TB相以及SW和TB运动的共存相。$ϕ$旋转与TB旋转或SW振荡的同步以旋转频率的整数比发生。在高剪切弹性下，势能中的鞍点消失，中间相消失，并且发生$ϕ$或$θ$旋转。这种相行为与最近的模拟结果，低弯曲弹性的微胶囊。
2010-03-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear-enhanced elasticity in the cubic blue phase I
我们目前的立方蓝相I（BPI）的线性和非线性流变学的结果。BPI的弹性主要由组装在体心立方晶格中的双扭柱体控制，体心立方晶格可以由向错线来描述。我们发现，通过施加预剪切，BPI的弹性增强了一个数量级。剪切增强的弹性归因于在亚稳态中被捕集的向错线的重排。我们的研究结果是相关的立方蓝相位的向错的动力学的理解。
2021-04-29 cond-mat.mtrl-sci 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
Shear jamming and fragility of suspensions in a continuum model with elastic constraints
在施加的牵引力下，流体中高度浓缩的固体颗粒悬浮液可以从它们流动的状态转变为它们作为弹性固体抵消牵引力的状态：剪切堵塞状态。值得注意的是，悬架可以通过简单地反转牵引力来恢复流动状态。一个张量模型，并在范例的情况下进行测试。我们表明，要再现剪切堵塞的现象，在通用的几何形状，它是必要的链接这种效果的弹性响应所支持的悬浮微结构，而不是分散的粘度。
2021-09-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Surface effects on anti-plane shear waves propagating in magneto-electro-elastic nano-plates
在纳米尺度下，材料表面对磁电弹（或多铁性）结构的力学行为有着显著的影响。本文利用状态空间理论，建立了一种描述磁电弹性纳米板材料表面运动的表面磁电弹性理论（或有效边界条件公式）。研究了考虑表面效应的纳米厚度横观各向同性磁电弹性板中反平面剪切波的传播特性。给出了反对称和对称SH波的色散关系。分析了考虑表面效应时的厚度剪切频率和色散关系的渐近特性。数值结果表明，表面效应对弹性波在磁电弹性纳米板中的传播起着非常显著的作用，其色散特性与所选择的磁电弹性纳米板表面材料参数密切相关.因此，可以通过表面工程来调制磁-电-弹性纳米板中的波。
2021-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A new peridynamic formulation with shear deformation for elastic solid
本文提出了一种新的线弹性固体剪切变形的周波方程。其关键思想在于从总变形中减去刚体旋转部分。基于经典局部模型与非局部模型应变能的等效性，推导了键合力矢量。提出了一种新的弹性脆性断裂的最大偏粘结应变损伤准则，以同时考虑拉伸损伤和剪切损伤。二维和三维数值算例验证了本文所提出的方法的准确性。新的损伤规则被应用于模拟模式I，II和III裂纹的扩展。
2016-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Time dependent elastic response to a local shear transformation in amorphous solids
通过分子动力学模拟研究了二维非晶态固体对诱导的局部剪切相变的弹性响应，这种相变模拟了变形玻璃中发生的基本塑性事件。我们表明，对于不同的空间实现的变换，尽管相对波动的顺序之一，长时间的平衡响应平均预测的Eshelby包含问题的连续弹性介质。我们的基本动力学的弹性信号的传播上的影响的特征。交叉传播传输的情况下，弱阻尼动力学的扩散传输强阻尼的证据。在后一种情况下，全时变弹性响应与理论预测一致，通过求解弹性介质中位移场的扩散方程获得。
2014-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Stress and Displacement Fields in the Surface of an Elastic Half-Space under the Action of a Constant Shear Load over a Circular Contact Domain
本文通过叠加对应圆形接触域刚性切向平移的增量摩擦牵引力，推导出弹性半空间在圆形区域恒定剪切载荷下表面应力与位移场的封闭解析解，可作为数值基准并用于软材料黏附滑动接触分析。
2024-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Elastic consequences of a single plastic event: towards a realistic account of structural disorder and shear wave propagation in models of flowing amorphous solids
剪切变换（即，颗粒的局部重排导致样品的小区域的剪切变形）是无序固体流动的中尺度模型的构件。为了计算固体材料对这种剪切变换的时间相关响应，适当考虑弹性不均匀性和剪切波传播，我们提出并实现了一种非常简单的基于有限元（FE）的方法。二元Lennard-Jones玻璃的分子动力学（MD）模拟被用作比较的基准，并且关于微观粘度和局部弹性常数的信息直接从MD系统提取并用作FE中的输入。我们发现FE和MD之间关于由剪切变换引起的无序平均位移场的时间演化的非常好的协议，这与均匀弹性介质的响应相吻合。然而，波动是相对较大的，其幅度是令人满意的捕获的弹性非均匀系统的有限元模拟。此外，在这方面，考虑中尺度上的弹性各向异性并不重要。因此，所提出的方法铺平了道路的非晶态固体，这是计算效率和现实的流变学模型，在结构紊乱和惯性效应占。
2015-03-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Non-trivial effect of the in-plane shear elasticity on the phase transitions of fixed-connectivity meshwork models
我们数值研究了两种三角形球面模型的相结构，其中包括一个面内剪切能量的哈密顿量，我们发现，相结构的模型的面内剪切弹性的存在有很大的影响。该模型经历了一阶崩溃过渡和一阶（或二阶）过渡的表面波动，后者的过渡被报道为第一个模型中的二阶没有面内剪切能。这使我们得出结论，面内弹性加强了表面波动的过渡。我们还发现，在没有面内能量的第二种模型中，面内弹性减少了相的变化。第一种模型的哈密顿量由高斯键势、一维弯曲能和面内剪切能的线性组合给出。第二个模型是由第一个模型通过用Nambu-Goto势代替高斯键势得到的，Nambu-Goto势是由三角形面积的总和定义的。
2008-11-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
