Effect of surface roughness on rate-dependent slip in simple fluids
利用分子动力学模拟研究了分子尺度表面粗糙度对液膜滑移行为的影响。对于原子级光滑的刚性壁和液/固界面的无公度结构，滑移长度几乎随剪切速率线性增加。壁面原子的热涨落导致了有效的表面粗糙度，这使得滑移长度对剪切速率的依赖性很弱。随着壁的弹性刚度的增加，表面粗糙度平滑，并再次恢复强的速率依赖性。周期性和随机波纹刚性表面减少滑移长度和剪切速率的依赖性。
2007-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Enhanced Slippery Behavior and Stability of Lubricating Fluid Infused Nanostructured Surfaces
注入润滑流体的光滑表面的稳定性是科学家和工程师关心的问题，并且正在尝试对其进行改进。润滑油涂层的光滑表面的水滴是在这类的重要候选人之一，他们的稳定性需要提高，使他们有用的实际应用。用薄的润滑剂层遮盖水滴导致润滑剂损失，从而导致滑动性能恶化。表面粗糙度或孔隙度为润滑流体提供较大的表面积，并且会影响润滑膜的稳定性。在这里，我们报告的表面粗糙度，从几十纳米到几微米，光滑表面的稳定性的影响。具有小纳米级粗糙度的样品在接触角滞后、临界倾斜角和滑移速度方面表现出改进的性能。而大的粗糙度样品表现出较差的性能相比，小的纳米级粗糙度和光滑的样品。小的纳米级粗糙度样品也显示出相对较慢的劣化，以防止在水流过程中润滑剂的损失。一旦完全丧失，则可以简单地通过用润滑流体再次涂覆样品来再次恢复滑动行为。
2016-02-12 cond-mat.soft
Surface Roughness and Effective Stick-Slip Motion
讨论了随机表面粗糙度对粘性不可压缩流体动力学的影响。粗糙度驱动的贡献，流体动力学流动，能量耗散，和摩擦力计算在很宽的参数范围。当流体动力学衰减长度（粘性波穿透深度）大于随机表面不均匀性的大小时，可以用具有两个常数的平面上的有效粘滑边界条件来代替随机粗糙表面：粘滑长度和边界附近的粘性重整化。粘滑长度和重整化系数通过随机表面不均匀性的关联函数显式表示。有效粘滑长度总是负值，表示粗糙表面对流体动力学流动的有效减缓（粘滑运动而不是滑动运动）。一个简单的流体动力学模型作为这些一般的流体动力学结果的说明。数值分析了高斯型、幂律型和指数衰减型等不同指数衰减介质的有效边界参数。耗散的频率依赖性的最大值允许人们直接从例如扭转石英振荡器的实验中提取表面不均匀性的相关半径（特征尺寸）。
2002-05-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fluidization and wall slip of soft-glassy materials by controlled surface roughness
软玻璃材料（SGM）在受限几何形状中的运动受到表面粗糙度的强烈影响。然而，粗糙度的空间分布的影响仍然知之甚少，从一个更定量的观点。在这里，我们提出了一个全面的研究，在微流控通道，其中一个壁的图案与微米大小的均匀间隔的凹槽垂直于流动方向流动的浓缩乳液。我们表明，粗糙度引起的流化可以定量定制系统地改变宽度和分离的凹槽。我们发现，一个简单的比例定律描述了这样的流化作为一个函数的密度的凹槽，建议常见的情况下液滴捕获和释放。数值模拟证实了这些观点，并用于阐明流化和塑性重排率之间的关系。
2016-11-07 cond-mat.soft
Random-roughness hydrodynamic boundary conditions
我们报告的晶格玻尔兹曼模拟的结果之间的光滑的球体和随机粗糙的平面挤压的液体膜的高速排水。与两个光滑表面的预测相比，流体动力学阻力显着减少。然而，这种力的减小并不代表滑动。计算的力是完全相同的等效光滑表面之间遵守无滑移边界条件，但位于峰和谷的凸体之间的中间位置。流体动力学厚度的变化取决于粗糙元素的高度和密度。我们的结果不支持以前的一些实验结论非常大的和剪切相关的边界滑移类似的系统。
2010-06-07 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Hydrodynamic Interactions of Spherical Particles in A Fluid Confined by A Rough And No-Slip Wall
在这篇文章中，我们开发了一个理论框架来研究在非平坦和无滑移边界的存在下的水动力相互作用。本文计算了边界壁的小振幅和正弦变形对球形粒子自运动和两体流体动力学相互作用的影响。我们表明，表面粗糙度提高了自流动性的方式，在一个局部驼峰的表面前的运动，流动性强度降低，而它增加的运动以上的局部深度的粗糙表面。数值分析了表面粗糙度对两体水动力相互作用的影响。
2010-09-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear-dependent apparent slip on hydrophobic surfaces: The Mattress Model
最近的实验（Zhu和Granick（2001）Phys.Rev.Lett. 87096105）已经测量了在部分润湿的流体-固体表面处的大的剪切依赖性流体滑移。我们提出了一个简单的模型，这种滑动，最近的观察疏水表面上的纳米气泡的动机。该模型考虑了由于固体表面的振荡引起的流体动压变化对气泡的动态响应。气泡中气体的压缩和扩散通过"泄漏床垫“效应减小了振动表面上的力，从而产生明显的剪切相关滑移。与气泡类似的原子力显微镜观察到的日期，该模型被发现导致力减少与朱和Granick的实验测量一致。
2004-03-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Characterization of base roughness for granular chute flows
基底粗糙度对颗粒流动力学起着重要的作用，但由于其难以量化而知之甚少。对于由球体制成的凹凸基底，至少应考虑两个因素来表征其几何粗糙度，即基底与流动颗粒的尺寸比和基底颗粒的堆积。在本文中，我们提出了一个定义的基础粗糙度，Ra，这是一个功能的大小比和包装安排的基础颗粒。该函数是广义的随机和规则包装的多层球体，其中Ra的可能值的范围进行了研究，随着最佳值，以创建最大的基础粗糙度。新的定义适用于颗粒流下降槽在两个和三维配置。它被证明是一个很好的指标的滑移条件，并发生从滑移到非滑移条件的Ra增加。Ra的临界值被确定为一个防滑基地的建设。研究了接触参数对基底速度的影响，结果表明，当摩擦系数影响较小时，法向阻尼对基底速度的影响在Ra值较低时更为显著。本文还讨论了本定义在其它基础几何中的应用。
2016-06-11 cond-mat.soft nlin.AO physics.flu-dyn
Molecular dynamics simulations of oscillatory Couette flows with slip boundary conditions
采用非平衡分子动力学模拟研究了界面滑移对单原子液体稳态流动和时间周期流动的影响。流体相被限制在原子级光滑的刚性壁之间，并且通过移动其中一个壁来诱导流体流动。在稳态剪切流中，滑移长度几乎与剪切速率成线性关系。我们发现，在振荡流的速度分布很好地描述了斯托克斯流的解决方案与滑移长度取决于当地的剪切速率。有趣的是，在稳定的剪切流中获得的滑移长度的速率依赖性恢复时，在振荡流中的滑移长度被绘制为局部剪切速率幅值的函数。对于这两种类型的流动，在液体-固体界面处的摩擦系数与固体壁附近的第一流体层的结构相关。
2012-08-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Yield stress and other flow and wall slip parameters of viscoplastic fluids from steady torsional flow
粘塑性流体普遍存在的壁面滑移行为使得分析其稳态扭转流动数据以确定其屈服应力和其剪切粘度材料函数的其他参数具有挑战性。可以使用粗糙化表面以防止壁滑移，但是这样的方法经常导致样品破裂。相反，它在这里示出的屈服应力的粘塑性流体可以确定从扭矩与表观剪切速率数据的稳定扭转流使用一个单一的间隙。粘塑性流体的扭矩与表观剪切速率数据的斜率的阶跃变化标志着流体的屈服应力。为了证明，粘塑性悬浮液的剪切粘度和表观壁滑移行为的早期表征参数[He等人，J. Rheology，63，19（2019）]用于获得每个转速下的剪切应力分布和扭矩。屈服应力，确定从扭矩与表观剪切速率的数据，可以通过使用第二种方法依赖于壁滑移速度与壁速度的比较进行验证，而在同一时间，使其他参数的剪切粘度材料函数的粘塑性流体的确定。
2021-06-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Rate-dependent Stick-slips in Steady Shearing: Signature of Transition between Granular Solid and Fluid
尽管对光滑的颗粒流体流动或在慢极限下的固体状变形进行了广泛的研究，但这两个极端之间的变化在很大程度上仍未被探索。通过系统地研究稳定剪切下紧密堆积颗粒的波动，我们确定了一个过渡区与突出的粘滑雪崩。建立了状态图，提出了一种基于颗粒间摩擦和颗粒尺寸对速度依赖性的无量纲剪切速率。与流体浸没的颗粒被限制在一个固定的体积和被迫“流动”的粘性数字$J$几十年低于报告值，我们回答了如何颗粒系统可以过渡到制度的固体-固体摩擦，超越现有的范例的基础上悬浮液流变学。
2020-11-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Slip Length in Shear Flow Over a Textured Surface
本文通过二维数值模拟研究带空腔纹理表面上的剪切流，比较三种滑移长度计算方法的结果差异，揭示宏观滑移本质上是局部效应的宏观表征，并结合速度剖面和流线解释差异成因。
2024-08-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Slip boundary conditions for shear flow of polymer melts past atomically flat surfaces
采用分子动力学模拟研究了原子级光滑热表面间聚合物薄膜中滑移长度的动态行为。对于弱的壁面流体相互作用，剪切速率的滑移长度的依赖性获得一个明显的局部最小值，然后在较高的剪切速率快速增长。随着流体密度的增加，局部最小值的位置被移动到较低的剪切速率。我们发现，剪切粘度的滑移长度，它定义了在液体/固体界面处的摩擦系数的比率，经历了从一个几乎恒定的值的幂律衰减作为滑移速度的函数的过渡。在较宽的剪切速率和流体密度范围内，摩擦系数由结构因子中的表面诱导峰值与固壁附近第一流体层的接触密度的乘积决定。
2008-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Morphology of soft and slippery contact via fluid drainage
软质材料在流体中的接触形成过程伴随着流体的排出和弹性形变。因此，控制润滑压力和弹性之间的耦合提供了设计对湿表面或浸水表面具有可逆和动态粘附的材料的策略。我们的特点是弹性形变的纳米级粗糙度的软涂层，因为它的方法和接触的刚性表面在流体环境中。在接近过程中的润滑压力引起弹性形变并防止接触形成。我们观察到的变形配置文件是显着不同的弹性半空间时，所观察到的软涂层的厚度是可比的流体动力学半径。相比之下，我们表明，表面粗糙度有利于流体排水不改变的弹性形变。因此，弹性和滑动（由表面粗糙度引起）之间的耦合可能导致接触区域中的截留流体袋。
2018-09-28 cond-mat.soft
Slip, concentration fluctuations and flow instability in sheared polymer solutions
最近的实验表明，剪切增强聚合物溶液中的浓度波动的增长是强烈的固体边界的影响。我们分析了剪切聚合物溶液的模型的动力学，占应力变化对质量通量和壁滑移的影响。当（且仅当）存在这些效应时，流动表现出与实验观察一致的边界局部不稳定性。即使在流动不稳定的情况下，热驱动的浓度波动显着增强边界附近。
2001-01-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Shear rate threshold for the boundary slip in dense polymer films
用分子动力学模拟研究了聚合物薄膜中滑移长度与剪切速率的关系。聚合物熔体由线性柔性链的珠-弹簧模型描述。我们发现，在低剪切速率的速度剖面获得一个显着的曲率附近的壁和负滑移长度的绝对值近似等于粘性界面层的厚度。在较高的剪切速率下，速度分布变为线性，滑移长度作为剪切速率的函数迅速增加。从无滑移到稳态滑移流的逐渐过渡与从第一正常模式的时间自相关函数的衰减评估的壁附近的聚合物链的更快松弛相关联。我们还表明，在高熔体密度的聚合物熔体和固体壁之间的界面处的摩擦系数遵循幂律衰减作为滑移速度的函数。在大的滑移速度下，摩擦系数由结构因子中的表面诱导峰、温度和固体壁附近的第一流体层的接触密度的乘积确定。
2009-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Simulation of fluid flow in hydrophobic rough microchannels
表面效应在微流体设置中变得重要，因为表面与体积的比率变大。在这样的设置中，与系统的长度尺度相比，表面粗糙度不再小，并且壁的润湿特性对流动具有重要影响。然而，关于表面粗糙度和疏水流体-表面相互作用的相互作用的知识仍然非常有限，因为这些性质在实验中不能容易地解耦。我们调查的问题，通过晶格玻尔兹曼（LB）模拟粗糙的微通道与可调的流体壁相互作用。我们引入了一个“有效的无滑移平面”在峰和谷的表面之间的中间位置，并观察如何的壁的位置可能会改变由于表面粗糙度和疏水相互作用。我们发现，在高斯分布粗糙度的情况下，有效壁的位置线性地依赖于分布的宽度。此外，我们能够表明，粗糙度创建一个非线性效应的滑移长度的疏水边界。
2008-02-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Scaling Laws for the Slip Velocity in Dense Granular Flows
在这封信中，2维密集流动的多边形颗粒的斜面上的一个平坦的摩擦下边界进行了分析，通过接触动力学离散元模拟，以开发密集颗粒流的连续模型的边界条件。我们的证据表明，全球的滑移现象明显偏离简单的滑动：一个有限的滑移速度一般被发现低于滑动阈值的颗粒壁接触的剪切力。我们确定了简单的比例律的滑动速度的依赖剪切速率，正常和剪切应力，和材料parameters.The的重要性，正确的确定的基础上的倾斜，这是至关重要的流量计算的滑移速度的依赖关系，讨论了自然流动。
2014-01-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Surface Roughness and Hydrodynamic Boundary Conditions
我们报告的调查结果的高速排水的薄水膜之间的随机nanorough表面挤压。与泰勒方程预测值相比，水动力阻力显著减小。然而，这种力的减小并不代表滑动。测得的力与服从无滑移边界条件的等效光滑表面之间的力完全相同，但位于凸峰和凹谷之间的中间位置。流体动力学厚度的变化被证明是独立的分离和/或剪切速率。我们的研究结果不同意以前的文献数据报告非常大的和剪切相关的边界滑移类似的系统。
2006-01-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Slip flow over structured surfaces with entrapped microbubbles
在疏水表面上，粗糙度可能导致向超疏水状态的转变，其中表面处的气泡可能对检测到的滑动具有强烈影响。我们提出了两相格子玻尔兹曼模拟的Couette流结构表面与附着的气泡。尽管气泡增加了通道的光滑表面，但由于粗糙度增加，它们可能导致出现负滑动。所使用的模拟方法允许气泡由于粘性应力而变形。我们发现，检测到的滑移随着剪切速率的增加而减少，这与最近的一些实验结果相反，这些实验表明气泡变形不能解释这些实验。讨论了气泡表面在微流控器件中的可能应用。
2008-05-26 cond-mat.soft
Wall slip and bulk yielding in soft particle suspensions
我们模拟了一个密集的非热悬浮液的软颗粒之间的硬壁剪切的规定粗糙度的轮廓，使用的方法，充分考虑到流体力学的溶剂之间的颗粒，颗粒和壁之间，以及固体力学的颗粒形状的变化。因此，我们捕捉到广泛观察到的现象的弹性流体动力学壁滑移，其中的软颗粒在剪切变形和电梯远离壁轻微，留下一个薄的润滑溶剂层的高剪切。对于施加的应力低于材料的体积屈服应力，我们表明所观察到的壁滑移是由这个薄的溶剂层。在较高的应力，它是由一个额外的贡献所产生的前几层的颗粒附近的壁的fluidation增加。通过系统地改变壁的粗糙度，我们量化了随着壁粗糙度的增加而抑制滑移。对于光滑的壁，滑动从根本上改变了稳态整体流动曲线的剪切应力作为剪切速率的函数，通过赋予一个分支的表观（滑动诱导）流，甚至为$σ<σ_y$，如实验所见。我们还阐明了滑动的动态屈服后，施加一个恒定的剪切应力的影响，表征批量屈服出现的时间尺度，并在该滑移第一套。
2021-02-13 cond-mat.soft
Shear viscosity and wall slip behavior of dense suspensions of polydisperse particles
研究了有机硅聚合物与多分散粒子组成的密相悬浮液的剪切粘度和壁面滑移。使用三种类型的具有低纵横比的颗粒来实现0.86的相对高的最大填充分数。如此高的最大填充分数允许制备具有在0.62至0.82范围内的宽范围的固体体积分数的悬浮液。在稳定的扭转和毛细流动的悬浮液的壁滑移速度的特征在于，并确定是完全一致的表观滑移层形成在壁的机制。在壁面滑移修正后，发现在显著高于屈服应力的剪切应力下，悬浮液的相对剪切粘度很好地服从Krieger-Doughnard关系，该关系将致密悬浮液的相对剪切粘度行为仅与固体的体积分数与最大填充分数的比率联系起来。然而，在屈服应力附近的较低剪切应力下，相对剪切粘度成为体积分数与最大填充分数之比和剪切应力的函数。它清楚地表明，没有壁滑移分析的相对剪切粘度的稠密悬浮液的准确表征是不可能的。
2018-06-05 cond-mat.soft
Regularization of the slip length divergence in water nanoflows by inhomogeneities at the Angstrom scale
我们进行了非平衡分子动力学模拟的水在纳米通道中的流动与区分{ \it静态}从{ \it动态}贡献的固体表面的分子流的滑移长度的目的。我们表明，在高剪切速率下的滑移长度发散的正则化，以前归因于壁动力学，而不是由其静态属性控制。令人惊讶的是，我们发现，在埃尺度的原子位移是足够的，以消除滑移长度的发散，实现无滑移条件。由于在室温下的表面热波动足以产生这些位移，我们认为，水的无滑移条件也可以实现理想的表面，不存在任何表面粗糙度。
2014-02-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Competition between shear banding and wall slip in wormlike micelles
本文研究了蠕虫状胶束体系（CPyCl--NaSal）中剪切带（SB）的形成与边界条件（BC）之间的相互作用。在瞬态应变控制实验中，在光滑和喷砂几何形状的时间分辨的速度剖面记录。对于坚持BC标准SB的观察，虽然根据胶束缠结的时间波动的程度报告在高度剪切带。对于滑移BC，壁面滑移仅在剪切速率大于应力平台开始时发生。在低纠缠时，SB的形成被一个常数$Δ\dotγ$所改变，而对于更纠缠的系统，SB不断地“成核和熔化”。“壁处的胶束取向梯度可能解释了这些原始特征。
2009-11-24 cond-mat.soft
Wall slip and bulk flow heterogeneity in a sludge under shear
CEA, DES/ISEC/DPME/SEME/LFCM, Université de Montpellier（法国原子能委员会，蒙彼利埃大学）；ENSL, CNRS, Laboratoire de Physique（里昂高等师范学校，法国国家科学研究中心，物理实验室）；Institut Universitaire de France（法兰西学院）
研究通过流变学和超声成像技术揭示了污泥在剪切下的复杂流动行为，包括本体流动不均匀性和壁滑动现象，强调了局部流动表征对理解污泥流变学的重要性。
2024-11-01 cond-mat.soft
Tuning the shear-thickening of suspensions through surface roughness and physico-chemical interactions
Hatsopoulos Microfluids Laboratory, Department of Mechanical Engineering, MIT（麻省理工学院机械工程系哈特索普斯微流体实验室）；MultiScale Material Science for Energy and Environment, UMI 3466, CNRS-MIT（中法纳米研究中心能源与环境多尺度材料科学）；ENSL, CNRS, Laboratoire de physique（里昂高等师范学院法国国家科学研究中心物理实验室）
通过调节颗粒表面粗糙度和化学性质，研究了悬浮液剪切增稠行为，发现氢键对不连续剪切增稠至关重要，并展示了如何通过混合不同表面化学的颗粒实现对剪切增稠响应的精细控制。
2022-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Roughness-dependent tribology effects on discontinuous shear thickening
表面粗糙度影响胶体的许多性质，从消耗[1]和毛细管相互作用[2]，到它们的分散性[3]和用作乳液稳定剂[4]。它还影响颗粒-颗粒摩擦接触，这是最近出现的负责致密悬浮液的不连续剪切增稠（DST）[5-17]。这些接触的摩擦学特性很少通过实验获得[6，15，17，18]，特别是对于非球形颗粒。在这里，我们系统地解决了纳米级表面粗糙度的影响，通过生产一个全二氧化硅，树莓状胶体库[19]，并将其流变学与摩擦学联系起来。粗糙的表面导致DST开始的显著预期，无论是在剪切速率和固体负载方面。引人注目的是，它们还消除了连续增厚。DST在这里是由于微凸体的互锁，我们已经确定为“粘滑”摩擦接触，通过测量滑动相同的颗粒通过横向力显微镜（LFM）。因此，颗粒-颗粒摩擦的直接测量突出了工程摩擦学方法调整悬浮液增稠的价值。
2018-01-11 cond-mat.soft
Microfluidics: The no-slip boundary condition
固液界面的无滑移边界条件是我们理解流体力学的核心。然而，这个条件是一个假设，不能从第一原理推导出来，在理论上可能会被违反。我们提出了一个审查最近的实验，数值和理论研究的主题。出现的物理图像是在液体/固体界面处的复杂行为，涉及许多物理化学参数的相互作用，包括润湿、剪切速率、压力、表面电荷、表面粗糙度、杂质和溶解气体。
2005-09-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Wall slip, shear banding, and instability in the flow of a triblock copolymer micellar solution
本文研究了三嵌段共聚物胶束溶液（PEO-PPO-PEOPuronicP 84盐水溶液）在同心圆柱体中的剪切流动。我们专注于两个不同的温度低于和高于转变温度$T_c$，这是以前与应力平台的流动曲线中的幻影。(i)在$T=37.0^\circ$ C $<T_c$，整体流量保持均匀和牛顿样，尽管在转子处测量到显著的壁滑移，其可以与流量曲线中的一个反作用点相关联。(ii)在$T=39.4^\circ$ C $>T_c$下，应力平台对应于固定剪切带状态，其特征在于靠近壁的两个高剪切速率带和非常弱的剪切中心带，以及转子处的大滑移速度。在这两种情况下，流动曲线的高剪切分支的特征在于流动不稳定性。根据最近的理论模型和实验，提出了壁滑移、三能带结构和不稳定性的解释。
2009-03-31 cond-mat.soft
Disentangling the roles of roughness, friction and adhesion in discontinuous shear thickening by means of thermo-responsive particles
胶体或颗粒状颗粒的稠密悬浮液可以显示出明显的非牛顿行为，例如不连续剪切增稠（DST）和剪切堵塞（SJ）。颗粒表面粗糙度和粘附力的重要贡献证实了应力激活接触可以在这些现象中发挥关键作用。通过采用由响应性聚合物涂覆的微粒系统，允许摩擦、粘附和表面粗糙度作为温度的函数被选择性地和独立地调谐，我们提供了一种解开这些贡献的方法。我们发现，DST发生在较低的剪切速率时，颗粒之间的摩擦力和粘附力在高温下增强。此外，温度响应性聚合物在低温下提供润滑性，这可以掩盖表面粗糙度。通过侧向力显微镜，揭示了流变学相关的接触条件的性质，阐明了单颗粒性能和宏观流变学之间的联系。剪切过程中的原位温度调节允许修改接触条件，并根据需要打开和关闭DST。这些发现加强了我们对影响DST的微观参数的理解，并为智能非牛顿流体的设计确定了新的途径。
2020-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Torsional parallel plate flow of Herschel-Bulkley fluids with wall slip
本文分析了壁面滑移对Herschel-Bulkley流体扭转平行板流变仪表观流动曲线的影响，揭示了不同应力下的流动状态，并通过数值与解析方法计算了表观流动曲线等关键量，重现了实验现象。
2024-03-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Transition rates for slip-avalanches in soft athermal disks under quasi-static simple shear deformations
Tohoku University（东北大学）；WPI-Advanced Institute for Materials Research, Tohoku University（东北大学物质研究高等研究所）；Mathematics for Advanced Materials-OIL, AIST-Tohoku University（AIST-东北大学先进材料数学联合研究中心）；Center for Materials research by Information Integration, National Institute for Materials Science（国立材料研究所信息集成材料研究中心）；Kyoto University Institute for Advanced Study, Kyoto University（京都大学高等研究院）；Faculty of Engineering Technology, MESA+, University of Twente（特文特大学工程技术学院）
研究软无热盘在准静态简单剪切变形下的滑动崩塌现象，发现应力骤降由接触网络重构引起，通过力变化的过渡率分析，发现其遵循q-高斯分布，为理解准静态实验中的滑动崩塌提供了微观理论基础。
2018-09-27 cond-mat.soft
Basal layer of granular flow down smooth and rough inclines: kinematics, slip laws and rheology
Tsinghua University（清华大学）；The University of Hong Kong（香港大学）；Universidade de Brasília（巴西利亚大学）；University of Twente（特温特大学）；University of Manchester（曼彻斯特大学）
研究颗粒流沿光滑与粗糙斜面的基底层运动学、滑动定律及流变特性，揭示不同粗糙度下的流动模式及基底层行为。
2025-06-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Stick-slip instabilities in sheared granular flow: the role of friction and acoustic vibrations
本文提出了一个致密颗粒材料的剪切流理论。该理论的一个关键因素是有效温度，它决定了材料如何响应外部驱动力，如剪切应力和振动。我们表明，在我们的模型中，即使材料在较大的速率下发生速率强化，颗粒之间的摩擦也会在中等剪切速率下产生粘滑行为。此外，外部产生的声振动改变粘滑振幅，或完全抑制粘滑，这取决于压力和剪切速率。我们构建了一个相图，表明粘滑发生在一个固定的振幅和频率的声振动的存在和不存在的参数制度。这些结果将微观物理学与宏观动力学联系起来，从而产生了关于各种颗粒现象的有用信息，包括沿地震断层的破裂和滑动、不稳定性的远程触发以及材料加工中摩擦的控制。
2015-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Bulk Metallic Glasses Deform via Slip Avalanches
非弹性变形的金属玻璃发生通过滑动事件与雪崩动力学类似的地震。对于第一次在这些材料中，测量已经获得了足够高的时间分辨率，以提取指数和比例函数，描述的性质，统计和动态的滑移根据一个简单的平均场模型。这些滑移源于剪切带中的局部变形。平均场模型将滑移过程描述为剪切转变区（STZ）中原子重排的雪崩。小滑移显示预测的幂律缩放，并对应于有限的传播的剪切前，而大滑移与均匀剪切无约束剪切带。之间的协议的模型和数据跨多个独立的措施的滑移统计和动力学提供了令人信服的证据STZ的滑动雪崩的基本机制，在金属玻璃中的非均匀变形。
2013-12-21 cond-mat.soft physics.geo-ph
Parallel-disk and cone-and-plate viscometry of a viscoplastic hydrogel with apparent wall slip
水凝胶广泛用于无数应用中，包括生物医学和个人护理领域中的那些应用。通常是流变学，即，水凝胶的流动和变形特性决定了它们的功能。然而，水凝胶普遍存在的粘塑性和相关的壁滑移行为阻碍了其流变材料功能的准确表征。在这里，平行盘和锥板粘度计用于表征交联的聚（丙烯酸），PAA，水凝胶（卡波姆，特别是卡波姆）的剪切粘度和壁滑移行为。它表明，平行盘粘性，即，两平行圆盘间的定常扭转流动而不是锥板流动可以明确地确定粘塑性本构方程的屈服应力等参数和壁面滑移行为。来自平行盘粘度计的间隙依赖性数据然后可用于表征水凝胶的剪切粘度和壁滑移行为的其它参数。通过计算得到的速度分布和扭矩与实验结果的比较，验证了壁面滑移和Herschel-Bulkley型粘塑性本构方程参数在描述水凝胶流动和变形行为中的准确性。优秀的协议，发现反映了剪切粘度和壁滑移的参数的准确性，并表明，这里展示的方法提供了必要的手段，详细了解水凝胶的稳定流动和变形行为。对水凝胶的粘塑性性质和壁滑移行为的这种详细理解然后可以用于设计和开发在医疗和其他工业领域具有更广泛应用的新型水凝胶，以及用于寻找其加工和制造的最佳条件。
2021-12-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Molecular diffusion and slip boundary conditions at smooth surfaces with periodic and random nanoscale textures
采用分子动力学（MD）模拟方法研究了周期性和随机性表面织构对牛顿流体流动结构和有效滑移长度的影响。我们考虑的情况下，典型的图案尺寸小于通道的高度和局部边界条件在润湿和非润湿区域的特点是有限的滑移长度。在各向异性图案的情况下，横向流动剖面报告的不同润湿性的交替条纹的流动时，剪切流动方向是不对齐的条纹取向。从MD模拟获得的有效滑移长度的角度依赖性是在流体动力学预测提供的条纹宽度大于几个分子直径的良好协议。我们发现，沿剪切流动方向的滑移速度的纵向分量是成比例的流体单体在该方向上在平衡时的界面扩散系数。在随机纹理的情况下，有效滑移长度和流体单体在第一层的非均匀表面附近的扩散系数敏感地依赖于润湿区域的总面积。
2011-08-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Interplay between wall slip and shear banding in a thixotropic yield stress fluid
本研究针对触变屈服应力流体的非单调流动行为，结合超声测速与流变测试发现新剪切带场景，提出微分版杠杆规则模型，揭示壁面滑移作为额外自由度对剪切带的调控作用。
2024-02-19 cond-mat.soft
Wall slip in primitive chain network simulations of shear startup of entangled polymers and its effect on the shear stress undershoot
针对缠结聚合物快速剪切启动中剪切应力下冲现象，研究通过扩展纳入壁面滑移的原始链网络模型开展模拟，发现壁滑移会削弱应力过冲与下冲幅度，接枝链与本体链的解缠结不贡献应力下冲，为该现象提供了新的机理解释。
2020-11-20 cond-mat.soft physics.chem-ph
Shear zones and wall slip in the capillary flow of concentrated colloidal suspensions
我们的图像流动的一个几乎随机的紧密包装，硬球胶体悬浮液（一个“膏”）在一个正方形毛细管使用共聚焦显微镜。流动由中心的“塞子”组成，而剪切发生在邻近通道壁的局部，使人联想到屈服应力流体行为。然而，所观察到的缩放的速度分布与流速强烈对比屈服应力流体的预测。相反，速度剖面可以捕获的应力波动理论最初开发的干颗粒介质的斜槽流。我们验证了光滑和粗糙的边界条件下的这种行为。
2007-02-27 cond-mat.soft
Rheological study of polymer flow past rough surfaces with slip boundary conditions
用分子动力学和连续介质模拟方法研究了聚合物薄膜在平面和周期性波纹表面上的滑移现象。对于原子平坦的表面和弱壁面流体相互作用，剪切速率的滑移长度的依赖性有一个明显的局部最小值，其次是在较高的剪切速率迅速增加。对于波长大于聚合物链的回转半径的波纹表面，有效滑移长度随波纹振幅的增大而单调衰减。在小振幅下，这种衰减准确地再现与常数和率相关的局部滑移长度的斯托克斯方程的数值解。当λ波长与回转半径相当时，连续预测高估了从分子动力学模拟得到的有效滑移长度。构象性质的分析表明，聚合物链倾向于拉伸剪切流动的方向上的波峰的波浪表面。
2008-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Steady state cyclic behaviour of a half-plane contact in partial slip subject to varying normal load, moment, shear load, and moderate differential bulk tension
提出了一般半平面接触稳态问题的一种新解法。接触体受到一组恒定载荷-平行于界面的法向力、剪切力和体积张力-以及一组相同量的振荡载荷。预计部分滑移条件将在这些数量的范围内发生。此外，法向载荷分量的作用线不一定需要通过接触的中心线，从而在接触范围中引入力矩和不对称性。这一进步使映射之间的正常和切向问题正式。定义了一个准确且易于应用的配方。
2019-08-13 cond-mat.soft
Multifluid simulation of shear-induced migration in pressure-driven suspension flows
本研究使用多流体模型模拟半稀薄压力驱动悬浮流中的剪切诱导迁移，提出了MF-roughness应力闭合模型，并与两种MF-MB99替代模型进行对比，三种模型优化后的固相和速度分布均与实验数据高度吻合。
2024-12-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Interfacial Slip in Sheared Polymer Blends
我们发展了一个动态自洽的场论，没有任何可调参数，在剪切下的非缠结聚合物共混物。我们的模型考虑了聚合物之间的相互作用，使人们能够计算剪切自洽下的局部流变学，微观结构和聚合物链的构象的演变。利用该模型研究了聚合物共混体系的剪切界面动力学行为，并与分子动力学模拟进行了定量比较。我们发现这两种方法之间有很好的一致性。
2004-11-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rate-dependent slip boundary conditions for simple fluids
利用分子动力学模拟研究了原子光滑表面间流体流动中滑移长度的动力学行为。在弱的壁面-流体相互作用下，滑移长度随剪切速率非线性地增加，前提是液/固界面形成不可破坏的结构。随着壁面-流体相互作用的增加，逐渐过渡到线性速率依赖性。我们发现，滑移长度可以很好地描述由一个单一的变量，反过来又取决于在平面内的结构因子，接触密度和固体壁附近的第一流体层的温度的函数。大量的模拟表明，该公式是有效的，在广泛的剪切速率和壁面流体相互作用。
2007-02-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Driven colloidal suspensions in confinement and density functional theory: Microstructure and wall-slip
基于经典的密度泛函理论，我们从理论上研究了受限条件下受驱动（剪切）胶体悬浮体系的一般性质。在没有一个确切的封闭（Smoluchowski）方程的剪切下的一个粒子的密度，我们制定了一套近似的一般条件，并表明，一个简单的封闭满足他们。确定了精确的微观应力张量。举例来说，在靠近壁面（平行于剪切方向）的情况下，我们注意到微观剪应力不一定是均匀的。在Smoluchowski方程的基础上，我们又推导出了一个均匀的剪切应力方程，从而计算出了壁面附近的局部流速。这最终导致复杂流体在壁处的滑移长度。
2014-02-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
When wall slip wins over shear flow: A temperature-dependent Eyring slip law and a thermal multiscale model for diamond-like carbon lubricated by a polyalphaolefin oil
本文针对纳米DLC通道中PAO4基础油剪切流动，通过分子动力学提出温度依赖的Eyring滑移定律与界面热阻定律，并结合连续介质模型揭示在TEHL区间热致稀化占主导，滑移仅在极薄边界润滑中显著。
2025-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The intertwined roles of particle shape and surface roughness in controlling the shear strength of a granular material
单个颗粒的形状和它们的表面性质都有助于颗粒材料在剪切下的强度。在这里，我们展示了这两个方面可以交织在一起的程度。在对3D打印的凸透镜形状颗粒组装的实验中，我们测量了重复压缩载荷下的应力-应变响应，发现与其他颗粒形状相比，聚集体的剪切强度迅速下降。我们用X射线计算机断层成像和高分辨率表面计量学的$μ$ m尺度探测颗粒材料，以寻找退化的原因。我们发现，由于累积变形的磨损平滑的镜头表面在一个受控的和系统的方式，相关的组件作为一个整体观察到的剪切强度的显着损失。透镜对表面特性变化的敏感性与3D打印四面体和球体组件的结果形成对比，在相同的负载循环下，发现其强度仅略有下降。该案例研究提供了深入了解颗粒形状，表面磨损和整体材料响应之间的关系，并提出了新的策略，当设计一种颗粒状材料时，在反复变形下具有所需的性能演变。
2019-06-24 cond-mat.soft
Self healing slip pulses along a gel/glass interface
我们提出了在凝胶/玻璃界面处的自愈合剪切裂纹的实验证据。该系统表现出两种动力学状态：高速（> Vc = 100-125 μm/s）下的稳态滑动，以剪切稀化流变学为特征;低速下的周期性粘滑动力学。在这最后一种状态下，滑移通过脉冲的传播发生，当局部滑动速度达到宏观转变速度Vc时，脉冲通过“愈合不稳定性”发生再跳动。在接近低于Vc的驱动速度下，系统表现出复杂的时空行为。
2001-10-19 cond-mat.soft
Stick slip motion in grain grain friction in a humid atmosphere
本文建立了一套测量颗粒在水蒸气气氛中的摩擦应力的装置，分析了水的物理化学性质对玻璃微珠的影响及其对剪切实验的影响。在分析剪切应力信号时，我们发现了两个尺度。在一个珠的微观尺度上，实验结果显示出依赖于珠的大小，剪切速率和湿度的粘滑信号。在珠粒的整个组件的宏观尺度上，剪切应力的总振幅的行为取决于珠粒的尺寸，并且仅对于大于80%的相对湿度是湿度依赖性的。对于高湿度，在微观尺度上，水润滑珠粒的表面，导致微观剪切阻力降低，而在宏观尺度上，剪切阻力增加：非常潮湿的颗粒的组装表现为非牛顿流体。
2005-10-20 cond-mat.soft
Slip and flow of hard-sphere colloidal glasses
我们研究了流动的浓缩硬球胶体悬浮液沿光滑，不粘壁使用锥板流变仪和同步共聚焦显微镜。在玻璃制度，全球流动表现出从赫歇尔-Bulkley行为在大剪切速率的特性宾汉滑移响应在小速率，遍历胶体流体缺席的过渡。成像揭示了“固体”的微观结构在充分的滑移和“滑移剪切”过渡的局部性质。局部和全球流动的描述由一个唯象模型，和相关的宾汉滑移参数表现出特征标度的大小和浓度的硬球。
2008-11-13 cond-mat.soft
Localization and instability in sheared granular materials: Role of friction and vibration
剪切带和粘滑不稳定性在剪切颗粒材料中已被长期观察到。然而，它们的微观基础，相互依存关系和不同的负载条件下的可变性还没有得到充分的探讨。在这里，我们使用一个非平衡态热力学模型，剪切转换区理论，研究动态的应变局部化及其连接剪切，干燥，粒状材料的滑动稳定性。我们考虑摩擦和无摩擦颗粒以及声振动的存在和不存在。我们的研究结果表明，在低和中等应变率，持久的剪切带的发展只有在没有振动。在这些速率下，振动倾向于破坏颗粒网络并使滑移去局部化。粘滑现象只发生在摩擦颗粒上，且仅限于剪切带内。在高应变率下，粘滑消失，不同的系统表现出相似的应力-滑移响应。改变振动强度、持续时间或应用时间会改变系统响应，并可能导致长期的流变变化。我们分析这些观察结果之间的可能的过渡率加强和速率减弱的反应之间的竞争促进剪切诱导的膨胀和振动诱导的压实。我们讨论了我们的结果的影响，在断层泥填充带的动态触发，平静和强度演化。
2017-01-14 cond-mat.soft physics.geo-ph
Jamming Distance Dictates Colloidal Shear Thickening
我们报告的动态接触网络的胶体悬浮液剪切增稠的实验和计算观察。致密的悬浮液由空间稳定的聚（甲基丙烯酸甲酯）硬球胶体组成，其是球对称的，并具有不同的表面粗糙度。共焦流变仪和耗散粒子动力学模拟表明，剪切增稠强度与缩放赤字接触数和缩放堵塞距离呈指数关系。与光滑胶体相比，粗糙胶体经历额外的切向和滚动约束，需要平均少1.5 - 2个颗粒接触，以产生相同的剪切增稠强度。这是因为表面粗糙度增强了几何摩擦，使得粗糙胶体在堵塞点附近的自由体积不会发生大的变化。相比之下，光滑的胶体必须经历自由体积的显着减少，以支持等效的剪切应力。不同胶体粗糙度下的有效自由体积与剪切下堵塞时最大近邻数的不足有关。我们的研究结果进一步表明，每个接触的力是不同的颗粒具有不同的形态。
2021-06-03 cond-mat.soft
Slippage of water past superhydrophobic carbon nanotube forests in microchannels
在这封信中，我们提出了一个实验表征的超疏水表面的碳纳米管森林，纳入微通道的液体流动滑移。我们利用微PIV（粒子图像测速）技术，以实现准确测量表面流体动力学特性所需的流量剖面上的亚微米分辨率。我们证明边界上的卡西超疏水状态，与几微米的滑动长度，而消失的滑动长度被发现在Wenzel状态，当液体的表面。改变我们的碳纳米管森林为基础的超疏水表面的横向粗糙度尺度L，我们证明了滑动长度与L线性变化，与理论预测的图案化表面上的滑动。
2006-09-02 cond-mat.soft
