A dynamic jamming point for shear thickening suspensions
我们报告的流变测量，以表征两个模型的剪切增稠悬浮液的临界行为：玉米淀粉在水中和玻璃球在油中。粘度曲线的剪切增稠部分的斜率随填充分数的增加而急剧增加，并在临界填充分数φ c处发散。粘度和屈服应力的大小也被发现有标度，发散在φ_c。只要屈服应力小于粘度最大值时的应力，我们就观察到剪切增稠。在该点以上，悬浮液转变为纯剪切稀化。基于这些数据，我们提出了一个动态堵塞相图悬浮液，并表明，剪切增稠的极限情况下对应于堵塞状态。
2009-04-04 cond-mat.soft
Microscopic mechanism for the shear-thickening of non-Brownian suspensions
我们提出了一个简单的模型，支持接触动力学模拟以及流变学和摩擦测量，链接从连续到不连续的剪切增稠致密颗粒状糊状物中的颗粒接触不同的润滑制度的过渡。我们确定了一个本地索末菲数，确定从牛顿的剪切增稠流的过渡，然后表明，悬浮液的体积分数和边界润滑摩擦系数控制的剪切增稠过渡的性质，无论是在模拟和实验。
2013-08-05 cond-mat.soft
Shear thickening regimes of dense non-Brownian suspensions
我们提出了一个统一的非布朗球的稠密悬浮液的流变框架，预测粒子摩擦和粒子惯性作为不同的剪切增稠机制的发作，同时捕获准静态和软粒子流变学在高体积分数和剪切速率分别。离散元方法模拟，适当考虑流体动力学和颗粒接触相互作用证实了模型的预测，证明了剪切增稠的两种机制，并表明它们可以同时发生与精心选择的颗粒表面性质在一定的流动条件下。与摩擦剪切增稠的显微结构转变。我们发现非常独特的分歧的微观结构和动态变量的体积分数在增厚和非增厚状态。
2015-09-15 cond-mat.soft
Experimental observation of shear thickening oscillation
本文报道了剪切增稠振荡现象的实验观测，即强剪切增稠流体剪切流动中自发的宏观振荡现象。剪切增稠振荡是由流体动力学和剪切增稠之间的相互作用引起的，并且已经由本作者使用澄清剂流体的唯象流体动力学模型从理论上预测，但从未在实验上报道。使用密度匹配的淀粉-水混合物，在几厘米流宽的圆柱形剪切流中，我们观察到频率在20 Hz左右的强烈振动，这与我们的理论预测一致。
2013-07-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear thickening and migration in granular suspensions
我们研究了非布朗粒子的稠密悬浮液中剪切增稠的出现。我们结合局部速度和浓度测量使用磁共振成像与宏观流变实验。在稳定状态下，我们观察到的材料是异质的，我们发现，局部流变性呈现出连续的过渡，在低剪切速率从粘性剪切增稠，Bagnoldian，行为与剪切应力成比例的剪切速率平方，预测的缩放分析。我们发现，从一个出乎意料的快速迁移的晶粒，我们归因于Bagnoldian流变学的出现的异质性的结果。迁移过程中观察到伴随着宏观瞬态不连续剪切增稠，因此这不是一个固有的性质的颗粒悬浮液。
2011-05-03 cond-mat.soft
Shear Thickening of Dense Suspensions: The Role of Friction
颗粒悬浮液的剪切增稠的特征在于颗粒之间的润滑接触和摩擦接触之间的过渡。利用三维数值模拟，我们研究了颗粒间摩擦系数如何影响有效的宏观摩擦系数，从而影响致密剪切增稠悬浮液的微观结构和流变性。我们提出了有效的摩擦系数的表达式在距离堵塞不同的剪切应力和颗粒摩擦系数值。我们发现有效摩擦系数是相当不敏感的颗粒间摩擦，这也许是令人惊讶的，但同意最近的理论和实验。
2019-05-23 cond-mat.soft
Hydrodynamic and contact contributions to shear thickening in colloidal suspensions
剪切增稠是悬浮液流动中的一种普遍现象，尽管持续的研究，仍然是许多争论的主题。长期以来的观点，剪切增稠是由于流体动力学集群已受到挑战，最近的理论和模拟表明，接触力占主导地位，不仅在不连续的，而且在连续剪切增稠。在这里，我们解决这一争议，使用剪切反转实验微米级的二氧化硅和乳胶胶体颗粒直接测量的流体动力学和接触力的贡献剪切增稠。我们发现，接触力占主导地位，甚至连续剪切增厚。计算机模拟表明，这些力很可能来自摩擦相互作用。
2015-09-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear thickening in Electrically Stabilized Colloidal Suspensions
提出了一种理论的剪切增稠的胶体悬浮液中的颗粒，稳定的静电斥力的发病。基于活化模型的临界剪切应力可以推导出一个恒定的电位和恒定的电荷的方法的球体在稠密的悬浮液中的剪切增稠的开始。与以前的模型不同，考虑了总的相互作用势（吸引力和排斥力之和）。临界剪切应力与总相互作用势的最大值有关，该最大值由每个颗粒的自由体积缩放。与实验研究的比较表明了理论的适用性。
2011-07-25 cond-mat.soft
On the addition of micron-size intruders in a shear-thickening suspension of nanoparticles
本文研究向纳米颗粒剪切增稠悬浮液中加入大颗粒的影响，发现高粒径比会使增稠提前并削弱，促使DST转为CST，揭示了粒径比对流变行为的关键调控作用。
2025-01-07 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
Shear thickening of cornstarch suspensions
我们研究了玉米淀粉悬浮液的流变学，这是一种非布朗粒子系统，具有不连续的剪切增稠特性。使用磁共振成像（MRI），通过确定库埃特池中的局部速度分布和浓度来获得流动的局部特性。对于低转速，我们观察到剪切局部化的屈服应力流体的特性。当总剪切速率增加时，剪切区域的宽度增加。不连续的剪切增稠被发现设置在这个剪切本地化制度结束时，所有的流体被剪切：一个非流动区域的存在，因此，似乎防止或延迟剪切增稠。使用不同测量几何形状的宏观观察表明，剪切单元的间隙越小，剪切增稠开始的剪切速率越低。因此，我们提出，玉米淀粉悬浮液的不连续剪切增稠是一个后果的brachancy：下流系统试图扩张，而是经历了一个堵塞的过渡，因为它是有限的。这一命题是证实了一个独立的测量的膨胀的悬浮液作为一个函数的剪切速率。这也解释了MRI观察结果：当流动局部化时，非流动区域起着“粘性储库”的作用，允许材料在不堵塞的情况下被剪切。
2012-06-08 cond-mat.soft
Constitutive relations for shear fronts in shear-thickening suspensions
我们研究出现的前，当剪切增稠悬浮液提交到一个突然的驱动力在边界。使用一个准一维的实验几何形状，我们提取的前形状和传播速度从悬浮液流场和映射出它们的依赖于施加的剪切。我们发现，应力和速度之间的关系是二次的，通常是真实的液体中的惯性效应，但与前因子，可以远远大于材料密度。我们表明，这些实验结果可以解释的Wyart-Cates模型，这是最初开发来描述稳态剪切增稠的扩展。这是通过引入一个唯一的附加参数来实现的：控制从启动响应到稳态行为的交叉的特征应变尺度。我们得到的理论框架统一的瞬态和稳态性能的剪切增稠材料。
2017-11-06 cond-mat.soft
Discontinuous shear-thickening in Brownian suspensions
稠密悬浮液中的不连续剪切增稠自然地出现在接近堵塞的非布朗体系中，由剪切流引起的摩擦力的激活。然而，这种物理图像是不完整的，因为大多数实验研究的是受到热波动影响的软胶体颗粒。为了解释胶体悬浮液中的不连续剪切增稠，我们使用计算机模拟来提供非热干扰，摩擦力，热运动，颗粒柔软度和剪切流之间的竞争的完整描述。我们有意忽略流体力学、静电学、润滑和惯性，但仍然可以获得与实验结果定量一致的结果。特别是，剪切增稠对应于无摩擦和摩擦堵塞制度之间的交叉，这是由热波动和颗粒柔软度控制，并发生在一个柔软度依赖Péclet数。我们还探讨了恒压实验的结果，并严格讨论了“S形”流动曲线的出现报告。我们的工作提供了最小的成分，定量解释了大量的实验工作不连续剪切增稠的胶体悬浮液。
2018-07-26 cond-mat.soft
Shear thickening in granular suspensions: inter-particle friction and dynamically correlated clusters
我们考虑非布朗摩擦颗粒的浓悬浮液的剪切流变学。我们的研究的关键结果是出现了一个明显的剪切增稠制度，无摩擦的颗粒通常会经历剪切稀化。我们澄清，在我们的模拟剪切增稠是由于增强能量耗散通过摩擦颗粒间的力量。此外，我们的证据形成的动态相关的颗粒簇的大小$ξ$，这有助于通过增加\emph{viscous}耗散的剪切增稠。标度参数给出了$η\sim ξ^2$，它与数据非常吻合。
2013-11-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ring-Driven Shear Thickening in Wormlike Micelles?
蠕虫状胶束的剪切增稠行为，在浓度低于重叠，仍然无法解释。在某些情况下，最近已经证实，即使在静止状态下也必须存在非常缓慢的弛豫-例如，剪切增稠性能可能取决于早期的热循环。我们提出了一个推测性的情况下，存在的基础上，略低于（表观）重叠阈值，大环的连接和脱链动力学控制的剪切增稠过程。环和开链之间的平衡反过来控制缓慢弛豫。
2001-07-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear jamming, discontinuous shear thickening, and fragile states in dry granular materials under oscillatory shear
数值研究了二维摩擦颗粒材料在振荡剪切作用下的线性响应。在零应变速率极限下的储能模量$G'$和损耗模量$G''$取决于测量前振荡剪切的初始应变幅度。剪切堵塞状态（满足$G'>0$）可以在大于临界初始应变幅度的幅度下观察到。根据初始剪切力的形式，脆性状态由液态和固态的出现来定义。在该状态下，应变振幅减小后的观测到的$G'$取决于外部剪切应变的相位。损耗模量$G''$表现出对应于脆性状态下的不连续剪切增稠的不连续跳跃。
2020-02-27 cond-mat.soft
Instability and spatiotemporal rheochaos in a shear-thickening fluid model
我们模拟的剪切增稠流体相结合的趋势，形成不均匀的，剪切带流与流体微观结构的缓慢松弛动力学。这些因素之间的相互作用产生了丰富的动态，周期性的制度（振荡带，旅行带，更复杂的振荡）和时空流变混沌。这些现象，所产生的本构非线性，而不是惯性，可以发生，即使在稳态流动曲线是单调的。我们的模型还显示流变混沌在低维截断尖锐定义的剪切带不能形成。
2004-10-20 cond-mat.soft
Shear thickening in concentrated suspensions: phenomenology, mechanisms, and relations to jamming
剪切增稠是一种非牛顿行为，其中剪切流体所需的应力随着剪切速率比线性增加得更快。许多颗粒的浓缩悬浮液表现出一种特别引人注目的形式，称为不连续剪切增稠（DST），其中应力随着剪切速率的增加而突然跳跃，并产生类似固体的行为。这种对施加的应力的反直觉反应的最著名的例子发生在玉米淀粉在水中的混合物中。在过去的几年里，这种剪切诱导的固体状行为与其他各种不寻常的流体现象一起，产生了相当大的兴趣，在物理学的密集包装悬浮液。本文讨论了剪切增稠体系的共同物理性质，描述剪切增稠的不同机理和模型，提出了这些机理的联系和推广，并提出了剪切增稠体系的一般相图。我们还讨论了最近的工作如何将剪切稠化的物理学与颗粒材料和堵塞系统的物理学联系起来。由于DST描述的模型，只需要简单的通用粒子之间的相互作用，我们概述了更广泛的背景下，其他集中的多粒子系统，如泡沫和乳液，并解释了为什么DST被限制到硬颗粒悬浮液的参数制度。最后，我们讨论了一些突出的问题和新出现的机会。
2013-07-01 cond-mat.soft
Kinetic theory of discontinuous shear thickening
提出了一个描述不连续剪切增稠过程的简单动力学理论。该模型包括碰撞积分和环境摩擦力以及由$T_{\rm ex}$表征的恒温器项。该模型的粘度与$\dotγ^2$成正比对于大的剪切速率$\dotγ$，而它是牛顿的低$\dotγ$。对于较低的密度和较低的非零$T_{\rm ex}$，DST的出现增强。
2017-02-20 cond-mat.soft
S-Shaped Flow Curves of Shear Thickening Suspensions: Direct Observation of Frictional Rheology
研究了简单球形颗粒浓悬浮液的流变行为。在受控应力下，该系统表现出S形流动曲线（应力与剪切速率），在低粘度牛顿制度和剪切增稠制度之间具有负斜率。在控制剪切速率下，观察到两种状态之间的不连续转变。用一种新的荧光探针进行的应力可视化实验表明，摩擦是剪切增稠的起源。应力可视化显示，如果施加介于高应力分支和低应力分支之间的应力，则系统中的应力保持均匀（无剪切带）。S形剪切增稠则是由于在增加应力时颗粒之间摩擦力网络的不连续形成。
2015-06-03 cond-mat.soft
Shear thickening of cornstarch suspensions as a re-entrant jamming transition
我们研究了玉米淀粉悬浮液的流变学，玉米淀粉悬浮液是一种非布朗粒子的致密体系，具有剪切增稠性，即粘度随着剪切速率的增加而增加。使用MRI测速仪，我们表明，悬浮液具有屈服应力。从经典流变学可以得出，作为所施加应力的函数，悬浮液首先是固体（屈服应力），然后是液体，然后当其剪切增稠时再次是固体。发现增稠的起始剪切速率取决于测量几何形状：剪切单元的间隙越小，发生增稠的剪切速率越低。剪切增稠则可以解释为雷诺双折射的结果：在流动下的系统想要膨胀，但相反地经历了堵塞转变，因为它是受限的，如通过测量作为剪切速率的函数的悬浮液的膨胀所证实的。
2007-09-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear Thickening in Polymer Stabilized Colloidal Suspensions
本文采用作者提出的剪切增稠活化模型对空间稳定的胶体悬浮液进行了研究。当颗粒沿剪切悬浮液的压缩轴排列时，它们可以克服排斥相互作用并形成与剪切增稠相关的水簇。利用聚合物刷涂层和范德华吸引力的总相互作用潜力，活化模型的适用性示出的连续理论的有效范围内。为了与广泛的实验研究进行比较，其中一些参数是不可用的，剪切增稠的发生可以预测与模型参数的现实假设。
2012-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Macroscopic Discontinuous Shear Thickening vs Local Shear Jamming in Cornstarch
我们研究了玉米淀粉中不连续剪切增稠（DST）的出现，通过结合宏观流变学和局部磁共振成像（MRI）测量。我们带来的证据表明，宏观DST观察到只有当流分离成低密度流动和高密度堵塞区域。在剪切增稠稳定状态下，流动区域的局部流变性不是DST，而是显著的剪切稀化。因此，我们的数据表明，在DST期间测得的应力跳，在玉米淀粉，不捕获一个次要的，高粘度的分支的本地稳定流变学，但结果从剪切堵塞限制的存在，在体积分数相当显着低于随机紧密包装。
2015-01-22 cond-mat.soft
Shear thickening in densely packed suspensions of spheres and rods confined to few layers
我们调查有限的剪切增稠悬浮液的样品厚度是可比的颗粒尺寸。流变测量提出了密集包装的悬浮液的球体和杆的纵横比为6和9。通过在恒定剪切速率下沿剪切梯度的方向改变悬浮液厚度，我们发现应力的明显振荡。随着间隙尺寸的减小，这些振荡变得更强，并且当样品厚度与整数个颗粒层相称时，应力最小化。尽管这种约束诱导的效果，粘度曲线显示剪切增稠，保持散装行为下降到样品薄至两个粒径的球体，低于该悬浮液堵塞。棒表现出与颗粒宽度相称的类似行为，但当厚度减小到低于约颗粒长度时，它们表现出额外的效果，因为它们被迫对齐;应力在固定剪切速率下随着间隙尺寸的减小而增加，而剪切增稠机制逐渐过渡到牛顿缩放机制。这种削弱的剪切增稠作为一个有序的配置接近对比剪切增稠的加强时，填充分数增加在无序的散装限制，尽管事实上，这两种类型的限制最终导致堵塞。
2010-03-22 cond-mat.soft
The Impact of non-DLVO Forces on the Onset of Shear Thickening of Concentrated Electrically Stabilized Suspensions
本文揭示了作者以前发表的激活模型的扩展。当颗粒沿剪切悬浮液的压缩轴排列时，它们可以克服静电斥力并形成与剪切增稠相关的力链。基于渗流的考虑，允许估计力链对流动悬浮液的影响。它表明，类似于模式耦合模型，悬浮液变得不稳定之前，从激活模型评估的临界应力达到。该理论是只适用于不连续剪切增稠，和预测的结果进行了比较，从两个实验研究的无机氧化物的水悬浮液;在其中一个水合排斥和在其他疏水吸引力可以预期。结果表明，纳入非DLVO力大大提高预测的剪切增稠不稳定性。
2011-07-25 cond-mat.soft
Generality of shear thickening in suspensions
悬浮液具有广泛的兴趣，并形成许多智能流体的基础。对于大多数悬浮液，粘度随着剪切速率的增加而降低，即它们剪切变稀。很少有报道做相反的，即剪切增稠，尽管长期以来的期望，剪切增稠是一种通用类型的悬浮行为。在这里，我们解决这个明显的矛盾。我们表明，剪切增稠可以被掩盖的屈服应力，并可以恢复时，屈服应力降低到阈值以下。我们展示了这一论点的一般性，并量化了流变学实验中的阈值，我们控制屈服应力所产生的各种来源，如从颗粒表面相互作用的吸引力，从施加的电场和磁场诱导偶极子，以及在高包装分数的硬颗粒的限制。这些发现开辟了智能悬浮液的设计，结合剪切增稠与电或磁流变响应的可能性。
2010-02-05 cond-mat.soft
Topological insights into dense frictional suspension rheology: Third order loops drive discontinuous shear thickening
本文通过二维模拟研究稠密悬浮液剪切增稠，发现摩擦接触网络中的三阶环边数与黏度强相关，且该关系不受堆积分数、应力和颗粒间摩擦影响，揭示了介观网络拓扑对宏观流变的根本调控作用。
2025-01-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Glass transitions and shear thickening suspension rheology
我们介绍了一类简单的模型剪切增稠和/或“堵塞”的胶体悬浮液。这些都是基于示意模式耦合理论（MCT）的玻璃化转变，具有记忆项，取决于密度变量，并在剪切应力和剪切速率。（为了简单起见，流变学的张量方面，例如法向应力，被忽略。我们计算了稳态流动曲线和关联函数。根据模型参数，我们发现了一系列的流变行为，包括“S形”的流动曲线，表明不连续的剪切增稠，和应力诱导的过渡从流体到一个nonergodic（堵塞）的状态，显示零流速在施加应力的间隔。剪切增稠和堵塞的情况下，我们探索出现广泛一致的致密胶体接近玻璃化转变的实验，尽管事实上，我们忽略了流体动力学相互作用。特别是，堵塞过渡，我们提出的概念是完全不同的各种流体动力学机制的剪切增稠在文献中，虽然后者可能仍然适用于较低的胶体密度。我们的堵塞状态是一个应力诱导的玻璃，但其非遍历性转变具有不同于传统的MCT玻璃化转变的分析结构。
2004-06-18 cond-mat.soft
Hysteresis and Lubrication in Shear Thickening of Cornstarch Suspensions
玉米淀粉的水悬浮液和盐水悬浮液显示出显著的不连续剪切增稠。我们发现，当应变率降低时，整个剪切增稠的悬浮液可能保持在堵塞增稠状态，但不堵塞的锋面可能从任何不堵塞的区域传播。在应变速率低于增厚阈值时观察到瞬时剪切增厚，而在应变速率高于增厚阈值时，应力波动。堵塞的剪切增稠状态可以持续到低应变速率，应力类似于滑动摩擦，有效粘度与应变速率成反比。在增稠阈值处，流体压力使悬浮液的接触线在固体边界上脱钉，使得悬浮液滑动、剪切、膨胀和堵塞。在油悬浮液中，润滑和封闭表面的完全润湿消除了接触线力，并防止堵塞和剪切增稠，就像向盐水悬浮液中添加不混溶的液体表面活性剂一样。淀粉在甘油-水溶液中的悬浮液是粘性的，但不完全润湿，具有中间性质。
2014-05-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Mean-field microrheology of a very soft colloidal suspension: inertia induces shear-thickening
胶体悬浮液具有丰富的流变性，并且可以表现出剪切稀化以及剪切增稠。最近的数值模拟表明，剪切增稠可能归因于胶体的惯性，除了它们之间的流体动力学相互作用。在这里，我们考虑理想的极限的稠密浴软胶体以下的欠阻尼朗之万动力学。我们使用平均场方程的胶体密度得到的阻力的解析表达式所感受到的探针通过悬浮液在恒定速度拉动。我们的研究结果表明，惯性确实可以通过允许密度波传播通过悬浮液诱导剪切增稠。
2015-04-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Liquid migration in shear thickening suspensions flowing through constrictions
稠密的颗粒悬浮物在向下游移动通过收缩部时通常变得更稀。我们发现，作为剪切增稠悬浮液挤出通过一个狭窄的模具，并经历这样的液体迁移，挤出物保持稳定的浓度$ϕ_c$，独立于时间或初始浓度。该浓度$ϕ_c$随体积流率$Q$和模头半径$r_{\rm d}$而变化，但在低$Q$下，$ϕ_c$坍缩到$Q/r_{\rm d}^3$的通用函数上，即模头中的特征剪切速率。我们定量地解释了在挤出液体迁移的发病耦合最近的模型不连续剪切增稠和“悬浮平衡模型”溶剂渗透通过颗粒。
2019-09-17 cond-mat.soft
The role of dilation and confining stresses in shear thickening of dense suspensions
许多密集堆积的悬浮体和胶体表现出称为不连续剪切增稠的行为，其中剪切应力随着剪切速率的增加而急剧且可逆地跳跃。我们对各种悬浮液进行了流变仪和视频显微镜测量，以确定这种行为的机制。剪切剖面和法向应力测量表明，在剪切增稠制度，应力是通过摩擦，而不是粘性相互作用，并得出令人惊讶的结论，应力和剪切速率之间的局部本构关系不一定是剪切增稠。如果悬浮颗粒足够重以沉降，我们发现剪切增稠的起始应力τ_min对应于来自颗粒堆积的重量的流体静压力，其中相邻颗粒开始相对于彼此剪切。在τ_min以上，看到膨胀导致颗粒穿透剪切样品的液体-空气界面。剪切增稠制度的上应力边界τ_max被示出为大致匹配的表面张力除以曲率半径的顺序上的颗粒尺寸的比率。这些结果表明，一个新的模型中，在剪切增稠制度的耗散增加来自摩擦应力，出现的膨胀是挫败的限制应力从表面张力在液体-空气界面。当悬浮液被固体壁限制并且没有液体-空气界面时，我们发现τ_max由阻碍膨胀的最顺应边界的刚度设定。这种流变学可以通过非局部本构关系来描述，其中应力和剪切速率之间的局部关系是剪切稀化，但是其中应力增加来自取决于全局膨胀的法向应力项。
2012-01-05 cond-mat.soft
Chaotic Dynamics in Shear-thickening Surfactant Solutions
我们报告的动态行为在稀溶液中的表面活性剂CTAT（十六烷基三甲基铵对甲苯磺酸盐），低于重叠浓度c $^{\star}$的观察。在这些浓度下，CTAT形成圆柱形胶束，并在浓度依赖性临界剪切速率$\dotγ_{c}$以上显示出明显的剪切增稠转变。在剪切增稠制度的控制剪切速率的应力松弛的时间序列的分析表明，存在的相关维数大于2和积极的李雅普诺夫指数。这表明在这些浓度和剪切速率下，应力松弛动力学中存在确定性混沌。所观察到的混沌行为可以归因于在剪切表面活性剂溶液中形成的剪切诱导结构（SIS）与共存的稀相之间的粘滑。在更高的剪切速率，当SIS跨越库埃特，有一个过渡到高维动力学所产生的断裂和重组的SIS。
2001-08-21 cond-mat.soft
Friction-induced Shear thickening: a microscopic perspective
我们开发了一个微观图片的剪切稠化在稠密的悬浮液，强调摩擦力的作用，耦合旋转和平移的自由度。仅用接触力和粘性阻力进行的模拟显示出明显的剪切增稠，同时接触数和摩擦力引起的能量耗散增加。在高密度下，当平移运动受到严重约束时，我们观察到类似液体的齿轮状态，其中颗粒具有明显的相对旋转，与作为整体旋转的类似固体的区域共存。后者通过受抑环稳定，所述受抑环随着压力的增加而变得更加众多和持久，从而引起这种马赛克状结构的长度增加和粘度的相应增加。
2016-09-25 cond-mat.soft
Constitutive model for time-dependent flows of shear-thickening suspensions
我们开发了一个张量本构模型的致密，剪切增稠颗粒悬浮液进行时间相关的流动。我们的模型结合了最近提出的演变方程的悬浮微观结构的速率无关的材料与以前开发的想法来解释剪切增稠的稳定流动，从而摩擦扩散之间的压缩接触在大颗粒应力。我们应用我们的模型剪切反转，并找到良好的定性协议与粒子级，离散元模拟的结果，我们也提出。
2020-07-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Tunable Shear Thickening in Suspensions
剪切增稠，即粘度随剪切速率的增加，是悬浮材料中普遍存在的现象，具有广泛的技术应用。控制这种增稠行为仍然是一个主要的挑战，并导致经验策略，从改变颗粒表面和形状，以修改溶剂的性质。然而，这些方法都不允许在剪切本身期间调节流动性质。在这里，我们表明，通过战略强加的高频率和低振幅的剪切扰动正交的主要剪切流，我们可以在很大程度上消除剪切增稠。正交剪切有效地成为控制悬浮液增稠的调节剂，允许粘度根据需要降低多达二十倍。在一个单独的设置中，我们表明，这种效果可以通过简单地搅拌横向于主剪切方向的样品。总的来说，剪切增稠的原位操作能力为制造机械性能可控的材料铺平了道路。
2016-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear thickening in electrically stabilized non-aqueous colloidal suspensions
作者以前介绍了一个激活模型的电稳定胶体悬浮液中的剪切增稠的开始。它预测，剪切增稠发生时，沿压缩轴排列的颗粒在剪切悬浮液克服静电斥力在临界剪切应力，并被捕获在初级最小的DLVO相互作用势。与非水二氧化硅悬浮液的实验研究，由Maranzano和瓦格纳进行的比较，进行。对于理论适用范围内的粒子系统，实验数据和模型预测之间可以找到一个很好的吻合。
2012-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A microscopic theory for discontinuous shear thickening of frictional granular materials
本文推广了无摩擦颗粒材料流变学的一个新理论[K. Suzuki和H. Hayakawa，Phys. Rev. Lett. 2015，115，098001]的情况下，摩擦盘在两个维度上。采用分子动力学模拟的摩擦接触模型，从广义Green-Kubo公式出发，推导出剪切应力、颗粒温度和自旋温度的差分方程，其中所有项均由微观表达式给出.差分方程的数值解不仅描述了流动曲线，而且再现了剪切应力的滞后，这可以是摩擦盘的不连续剪切增厚的签名。
2017-03-07 cond-mat.soft
Using Acoustic Perturbations to Dynamically Tune Shear Thickening in Colloidal Suspensions
工业过程中的胶体悬浮液通常表现出难以主动控制的剪切增稠。在这里，我们使用压电换能器施加声扰动，以动态调整剪切增稠制度中的悬浮液粘度。我们属性的减稠机制的剪切诱导力链的破坏，通过扰动是大的相对于颗粒粗糙度尺度。该技术可以适应各种流动几何形状的容易性使其成为主动控制悬浮液流动特性和研究系统动力学的有力工具。
2019-09-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Universal scaling of shear thickening suspensions under acoustic perturbation
本研究通过实验将声学扰动对悬浮液粘度的影响纳入普适标度框架，揭示了声学扰动等效于有效粒子间排斥力，实现了对剪切增稠行为的定量预测与实时控制。
2025-10-13 cond-mat.soft
Localized Stress Fluctuations Drive Shear Thickening in Dense Suspensions
分散在牛顿流体中的固体颗粒的机械响应表现出广泛的非线性现象，包括粘度\cite{1-3}随着应力的增加而急剧增加。如果固相的体积分数是中等高的，悬浮液将经历连续剪切增稠（CST），其中悬浮液粘度随着施加的剪切应力平稳地增加;在更高的体积分数下，悬浮液可以显示不连续剪切增稠（DST），其中粘度在增加施加的应力时突然改变几个数量级。提出的模型来解释这种现象是基于两种不同类型的粒子相互作用，流体动力学\cite{2,4,5}和摩擦\cite{6-10}。在这两种情况下，体积粘度的增加归因于某种形式的局部聚集\cite{11,12}。然而，这些异质性的物理性质和动力学行为仍然不清楚。在这里，我们表明，连续的剪切增稠源于动态本地化定义良好的区域的颗粒具有高粘度，随着浓度迅速增加。此外，我们发现，这些区域的空间范围在很大程度上取决于剪切面之间的距离。我们的研究结果表明，连续剪切增稠产生越来越频繁的本地化的不连续过渡共存的低粘度和高粘度牛顿流体相之间。我们的研究结果提供了一个关键的物理联系之间的微观动力学过程，确定颗粒之间的相互作用和剪切增稠流体的体流变响应。
2017-02-08 cond-mat.soft
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
Negative pressure in shear thickening band of a dilatant fluid
本文通过实验和数值模拟研究了在恒定外切应力作用下，剪切型Taylor-Couette流动的压力空间分布。在一定的剪切应力范围内，流动在20 Hz附近发生剪切增稠振荡。我们发现，在振荡过程中，一个局部增厚带旋转轴与流动。{通过实验和数值模拟，我们发现，即使在不连续剪切增厚的情况下，增厚带的大部分也处于负压下}，这表明增厚是由雷诺粘性引起的;粘性引起间隙流体中的负压，从而在颗粒介质中产生接触结构。则摩擦阻力阻碍结构的重新排列并固化介质。
2016-12-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Transients in shear thickening suspensions: when hydrodynamics matters
本文通过粒子数值模拟研究了剪切增稠悬浮液在剪切阻塞下的瞬态膨胀动力学，发现应力水平保持有限且由粒子网络膨胀与Darcy回流耦合决定，系统应力差随系统尺寸呈二次标度，并提出连续介质模型定量预测应力水平，为局部剪切阻塞的不均匀流动建模提供了新方法。
2024-08-27 cond-mat.soft
Analysis of Shear-Thickening in Physical Gel. A Stochastic Theory for Polymer Networks
通过引入物理交联网络（物理凝胶）动力学模型，导出了稳态剪切粘度的计算公式，并成功地分析了Jenkins，Sileibi和El-Aasser在HEUR水溶液中观察到的剪切增稠行为。我们考虑到环链的影响，在交界处脱离他们的一端从交界处的剪切速率增加，由于与其他链的碰撞。这一过程产生了链的数量的微弱和广泛的增加，其两端粘到单独的连接点（活性链），导致剪切粘度的微弱增加。研究还表明，活性链所承受的非线性力导致稳态剪切粘度的强烈和急剧的增强。
2002-12-04 cond-mat.soft
Dynamics and memory of boundary stresses in discontinuous shear thickening suspensions during oscillatory shear
我们报告直接测量的空间分辨的表面应力的致密悬浮液在大振幅振荡剪切（LAOS）在不连续剪切增稠制度使用边界应力显微镜。与先前的研究一致，本体流变学显示出在频率依赖性临界应变以上的复数粘度的急剧增加。我们发现，粘度的增加是一致的，大的异质边界应力的出现，表明形成的瞬态固体状相（SLP）的空间尺度大的颗粒尺寸相比。SLP出现的临界应变在很大程度上取决于峰值振荡应力，其取决于峰值剪切速率和频率依赖性悬浮液粘度。SLP在每个周期中消散和重新形成，其空间模式在低频下变化很大，但在测量的最高频率（$ω= 10$ rad/sec）下非常持久。
2020-10-28 cond-mat.soft
Shear thinning and thickening in spherical nanoparticle dispersions
我们提出了一个分子动力学研究刚性球形纳米粒子在简单流体中的流动。我们评估作为剪切速率和纳米颗粒体积分数的函数的分散体的粘度。我们观察到在低体积分数下的剪切变稀行为，随着剪切速率的增加，剪切力克服了布朗力，导致纳米颗粒之间的碰撞更频繁，更激烈。这反过来又导致更多的耗散。我们表明，为了在剪切稀化制度的纳米粒子有秩序自己成层纵向的流动，以尽量减少碰撞。随着纳米颗粒体积分数的增加，形成有序层的空间更小，因此随着剪切速率的增加，纳米颗粒碰撞更多，这又导致剪切增稠。最有趣的是，我们表明，在中间体积分数的系统表现出亚稳态，有序和无序状态沿同一轨迹的继承。我们的研究结果表明，在一个简单的流体中的纳米粒子的水簇合现象是不存在的，相反，有序-无序的转变是从剪切变稀到剪切增稠的过渡的主要机制。
2020-03-24 cond-mat.soft
Shear thickening and jamming in densely packed suspensions of different particle shapes
我们研究了颗粒形状对密堆积悬浮液剪切增稠的影响。制造不同纵横比的杆和非凸钩形杆。粘度曲线和法向应力使用流变仪测量各种形状的填充分数。每种形状的悬浮液表现出定性相似的不连续剪切增稠。应力/剪切速率关系的对数斜率随着填充率的增加而急剧增加，并在取决于颗粒形状的临界填充率phi_c处发散。当填充率用φ c归一化时，不同凸形的粘度曲线对填充率的依赖性可以被瓦解。有趣的是，非凸形颗粒的粘度曲线不塌陷在与凸形颗粒相同的集合上，在更宽的填充分数范围内显示出强烈的剪切增稠。发现phi_c的值与堵塞转变处屈服应力的开始一致，表明堵塞转变也控制剪切稠化。屈服应力对应于悬浮液中的滞留空气，并且应力的规模可以归因于界面张力，由于堵塞的几何约束，界面张力在phi_c以上急剧增加。在剪切增稠和堵塞两种情况下，剪切应力与法向应力的关系都是线性的，表明剪切应力来自于摩擦。在零剪切速率的极限下，由于低于phi_c的液体的表面张力，法向应力将流变仪板拉在一起，但是由于高于phi_c的堵塞，法向应力将流变仪板推开。
2012-01-06 cond-mat.soft
Discontinuous Shear Thickening of Frictional Hard-Sphere Suspensions
不连续剪切增稠（DST）观察到在许多稠密的非热悬浮液已被证明是难以理解的，并通过数值模拟再现。通过引入一个数值方案，包括相关的流体动力学相互作用和granularlike接触，我们表明，接触摩擦是至关重要的DST。在临界体积分数以上，我们观察到两种状态的存在：低粘度，无接触（因此，无摩擦）状态，和高粘度摩擦剪切卡住状态。这两种状态被临界剪切应力分开，临界剪切应力与DST发生的临界剪切速率相关。剪切堵塞状态使人联想到颗粒物质的堵塞阶段。连续剪切增稠被视为堵塞转变的较低体积分数痕迹。
2013-10-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Incorporating tunability into a universal scaling framework for shear thickening
最近，我们提出了一个通用的缩放框架，表明在稠密悬浮液中的剪切增稠是由两个临界点之间的交叉：一个与无摩擦各向同性干扰和第二个对应于摩擦剪切干扰。在这里，我们表明，正交扰动的流动，一个有效的方法来调整剪切增厚，也可以折叠到这个通用的缩放框架。具体而言，我们表明，添加正交剪切扰动（OSP）的效果可以通过简单地改变尺度变量，包括一个乘法项，减少与归一化的OSP应变速率。这些结果证明了我们的缩放框架的广泛适用性，并说明了如何修改它，以纳入其他复杂的流场。
2022-05-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interaction network analysis in shear thickening suspensions
当固体填充分数$ϕ$增加到临界体积分数以上时，粘性液体中的致密、稳定、摩擦颗粒悬浮液经历越来越强的连续剪切增稠（CST），并且对于甚至更高的填充分数观察到不连续剪切增稠（DST）。最近的研究表明，随着应力的增加，剪切增稠与从主要润滑接触到主要摩擦接触的转变有关。研究了剪切增稠悬浮液的流变学和摩擦力网络。这些分析使用网络的拓扑结构的措施，包括持久同源性的工具。我们观察到，在低应力的摩擦相互作用网络主要是准线性沿压缩轴。随着应力的增加，力网络变得更加各向同性，除了链状结构之外还形成环。Betti数和总持久性的拓扑测度提供了一种描述摩擦力网络平均性质的紧凑方法，并提供了宏观流变学和微观相互作用之间的关键联系。总持久性措施描述的意义的循环的力量网络结构，作为应力和包装分数的函数，表现出类似的行为，相对粘度和显示的缩放比例的规律附近的干扰分数模拟的两个维度。
2019-03-20 cond-mat.soft
Shear-thickening induced by Faraday waves in dilute wormlike micelles
本文研究了在垂直振动下，由法拉第不稳定性产生的表面波对剪切增稠表面活性剂溶液的影响。我们表明，一个长期的振荡的表面以上的不稳定性发病导致流体粘度的增加。通过比较静止时流体中不稳定性发展所需的时间和一旦流体在开始时被摇动所需的时间来证明这种现象：预摇动可以将不稳定性延迟两个数量级。一个简单的模型的基础上的时间依赖性的粘度，提出了定量占实验观察。
2009-03-31 cond-mat.soft
The Role of Hydrogen Bridging Bonds in the Shear-Thickening and Jamming of Dense Suspensions
The University of Chicago（芝加哥大学）；Dankook University（檀国大学）；ExxonMobil Technology and Engineering Company（埃克森美孚技术与工程公司）
研究通过改变溶剂分子结构影响粒子-溶剂和溶剂-溶剂相互作用，揭示氢键对悬浮液剪切增稠和阻塞行为的调控作用。
2026-05-13 cond-mat.soft
Global topology of contact force networks: new insight into shear thickening suspensions
高度浓缩或“致密”的颗粒悬浮液在施加应力下可经历粘度的急剧增加或剪切增稠。了解导致稠密悬浮液中这种流变变化的基本特征对于优化流动条件或设计用于浆料加工的流动改性剂至关重要。虽然在施加的剪切下颗粒环境的局部变化可能与粘度的变化有关，但更广泛地需要将剪切增稠过渡与导致长程组织的颗粒相互作用力的基本组织联系起来。特别是，在高体积分数的颗粒，最近的证据表明接触颗粒之间的摩擦力是重要的。在此，摩擦接触力的网络内模拟的二维剪切增稠悬浮液进行了分析。研究了两种拓扑度量来表征接触力网络（CFN）在不同剪切应力下的响应。的度量，测地线指数和空隙参数，反映互补方面的CFN：一个是连通性的接触网络，第二个是分布的空间区域没有粒子-粒子接触。考虑到粘度的变化，拓扑度量表明，网络均匀地增长，在大尺度上，但与许多局部地区缺乏接触，清楚地表明应力链的增长中的作用，导致在剪切增稠过渡的流变学响应的大的变化。
2018-09-12 cond-mat.soft
