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
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
Simulation of dense non-Brownian suspensions with the lattice Boltzmann method: Shear jammed and fragile states
采用格子玻尔兹曼方法，对考虑流体动力学相互作用和颗粒间摩擦接触的稠密非布朗悬浮体系在简单剪切和振荡剪切作用下进行了数值研究.我们成功地再现了不连续剪切增稠（DST）下的一个简单的剪切散装三维系统。对于我们的模拟的振荡剪切在准二维系统中，我们测量的机械响应时，我们减少了初始振荡后的应变振幅与较大的应变振幅。在这里，我们发现存在的剪切堵塞状态下，该协议中的储能模量$G^{\prime}$是有限的高初始应变振幅$γ_0^{I}$。我们还发现存在的脆弱状态，其中流体和固体样的响应可以检测到一个相同的面积分数和初始应变振幅$γ_0^{I}$取决于初始阶段$Θ$（或所施加的应变的不对称性）的振荡剪切。我们还观察到在脆性状态下的振荡剪切下的DST样行为。此外，我们发现，应力各向异性变大的脆性状态。最后，我们确认的接触力的角分布的基础上的应力公式恢复的接触贡献的应力张量为简单的和振荡剪切大应变。
2019-11-12 cond-mat.soft
Shear and normal stress measurements in non-Brownian monodisperse and bidisperse suspensions
数据简化中存在错误，导致图1和图2所示的法向应力差$N_1$和$N_2$的值不正确。7-10，并在这里显示了更正后的数字。特别地，改变了$N_1$的代数符号，也改变了$N_1$和$N_2$的相对大小。这些非剪切增稠悬浮液的$N_1$负值的大小比其他工作者报道的要大，但$N_1$和$N_2$都与Sierou和Brady的加速Stokes动力学计算基本一致[1]。
2017-09-22 cond-mat.soft
Controlled self-aggregation of polymer-based nanoparticles employing shear flow and magnetic fields
具有磁性官能化端基的星形聚合物是一种新型的聚合物体系，其形态、自聚集和取向可以通过将这些大分子同时暴露于外部磁场和剪切力来容易地调节。我们的调查是基于一个专门的模拟技术，忠实地考虑到周围的流体动力学相互作用，牛顿溶剂。我们发现，磁场（包括强度和方向）和剪切速率的组合控制的平均磁簇的数量，这反过来又是主要负责的静态和动态行为。虽然有些性能类似于可比的非磁性星形聚合物，其他表现出新的现象，后者的例子包括超过临界剪切速率的集群的分裂和重组，和强烈的依赖性的效率与剪切速率被转换成全身旋转的方向上的磁场。
2019-04-02 cond-mat.soft
Non-Equilibrium relation between mobility and diffusivity of interacting Brownian particles under shear
本文利用模式耦合近似，研究了布朗粒子在玻璃化转变附近的稳态剪切作用下的迁移率和扩散率之间的关系。对于垂直于剪切方向的两个方向，颗粒运动在长时间内是扩散的，并且迁移率达到有限常数。然而，爱因斯坦关系只适用于短时间的笼内运动，并违反了很长一段时间。为了得到扩散率和迁移率之间的关系，我们对先前导出的关系进行了小波矢量的限制[Phys. Rev. Lett. 102（2009），135701]，无需进一步近似。我们发现很好的协议模拟结果。此外，我们以一种精确的方式将迁移率中的额外项分解为三项。其中两个用均方位移表示。第三个是根据力-力关联函数给出的（不太方便）。
2009-11-09 cond-mat.soft
Discontinuous shear thickening without inertia in dense non-Brownian suspensions
一个共识是，在稠密悬浮液中的不连续剪切增稠（DST）标志着从流动状态的过渡，其中颗粒保持良好的分离的润滑层，一个占主导地位的摩擦接触。我们在这里表明，合理的假设接触增殖预测两种不同类型的DST在惯性的情况下。第一种情况发生在密度高于摩擦颗粒的堵塞点时;在这里，增厚状态完全堵塞，并且（除非颗粒变形）不能在没有不均匀性或破裂的情况下流动。第二种状态显示应变率滞后，并在较低密度下出现，其中增厚相平滑流动。DST预计会出现时，有限范围的排斥推迟接触形成，直到超过一个特征应力水平。
2013-11-16 cond-mat.soft
Tagged-particle motion in glassy systems under shear: Comparison of mode coupling theory and Brownian Dynamics simulations
研究了剪切作用下玻璃体系中标记粒子的动力学行为。最近发展的集成通过瞬态方法的基础上模式耦合理论，是继续到达的标记粒子散射和均方位移的方程。方程数值求解的二维系统，包括玻璃溶液的非线性稳定性分析，所谓的β-分析。我们进行布朗动力学模拟在2-D和比较与理论。接通后，瞬态玻璃关联函数显示出强烈的指纹的应力过冲的情况下，包括，除了以前研究的超指数衰减，肩状放缓后的过冲。我们还发现了一种新的类型的泰勒分散在玻璃态具有有趣的相似性，已知的低密度的情况下。该理论定性捕获的剪切诱导的时间尺度与定量偏差的模拟的大部分功能。我们将这些偏差归因于对理论中的过冲情况的低估。
2011-07-06 cond-mat.soft
Nonequilibrium fluctuation dissipation relations of interacting Brownian particles driven by shear
我们提出了一个详细的分析波动耗散定理（FDT）接近玻璃化转变的胶体悬浮液在稳态剪切使用模式耦合近似。第一个问题是多粒子Smoluchowski方程。在剪切下，细致平衡被打破，并且在稳态下的响应函数在长时间内小于从平衡FDT估计的。一个渐近常数的关系连接的剪切驱动衰减过程中的响应和波动，恢复的FDT的形式，但是，从平衡的比例不同。在短时间内，平衡FDT保持不变。我们遵循两个独立的方法，其结果是在定性协议。为了讨论导出的波动耗散比，我们显示了一个精确的重新表述的磁化率，其中包含不完整的Smoluchowski运营商在平衡，但只有其定义良好的厄米部分。这个厄米部分可以被解释为支配与概率流共动的框架中的动力学。我们提出了一个简单的玩具模型，说明剪切胶体系统中的FDT破坏。
2009-10-12 cond-mat.soft
Time correlations and persistence probability of a Brownian particle in a shear flow
本文给出了简单剪切流中自由布朗粒子和受简谐约束的布朗粒子的两次关联函数的结果。对于一个自由布朗粒子，沿剪切方向的运动表现出两种不同的动力学，与均方位移扩散在短期内，而在后期的时间尺度为$t^3$。相比之下，互相关$\la x(t) y(t) \ra $对于所有时间均二次缩放。在谐波捕获的布朗粒子的情况下，均方位移表现出由约束和剪切的强度确定的平台。此外，分析扩展到布朗粒子链通过谐波和弯曲势相互作用。最后，从两个时间的关联函数构造持续概率。
2012-09-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory of activated-rate processes under shear with application to shear-induced aggregation of colloids
使用一种新的近似方案内的对流扩散（两体Smoluchowski）方程的框架，我们揭示了剪切驱动的聚集机制在剪切胶体系统的结构形成的起源。该理论，验证了对数值和实验，解释了诱导时间，其次是爆炸性的（不可逆的）上升的粘度观察到的电荷稳定的胶体和蛋白质系统在稳定的剪切。这里推导出的具有剪切力的Arrhenius型方程，扩展了存在剪切力的Kramers理论，是第一个分析结果，清楚地表明了剪切驱动在软凝聚态中遇到的活化速率过程中的重要作用。
2010-02-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mechanically Interlocked Polymers in Dilute Solution under Shear and Extensional Flows: A Brownian Dynamics Study
Wayne State University（韦恩州立大学）
本研究通过布朗动力学模拟，探讨了机械互锁聚合物在剪切和拉伸流中的流变学特性，揭示了机械键对流体响应的影响。
2025-12-18 cond-mat.soft
Integration through transients for Brownian particles under steady shear
从稳态剪切作用下相互作用布朗粒子的微观Smoluchowski方程出发，得到了与剪切相关的稳态平均值、关联函数、结构函数和双折射率的精确表达式，它们的形式为广义Green-Kubo关系.它们需要瞬态动力学的集成。从同一微观出发，导出了瞬态密度涨落函数的具有记忆效应的运动方程。我们认为，推导出的正式表达式提供了有用的近似出发点，以描述稳定剪切致密胶体分散体的静态非平衡态。
2005-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear-driven solidification of dilute colloidal suspensions
我们表明，剪切诱导的稀电荷稳定（DLVO）胶体的固化是由于剪切诱导的形成和破碎的大的非布朗集团之间的相互作用。虽然它们的尺寸受到破碎的限制，但它们的数密度随着剪切时间的增加而增加。在流动停止时，簇的密集堆积通过粒状键互连成刚性状态，每个键涉及大量的初级胶体键。在稀胶体悬浮液中出现的剪切驱动固化的图像结合了布朗体系的凝胶化和非热体系的堵塞。
2011-03-09 cond-mat.soft
Viscous resuspension of non-Brownian particles: determination of the concentration profiles and particle normal stresses
我们进行本地测量的剪切速率和颗粒分数研究粘性再悬浮在非布朗悬浮液。将分散在较轻牛顿流体（Triton X100）中的PMMA球形颗粒的悬浮液在垂直库埃特池中剪切。在Shields数为10 - 3 ~ 1的范围内，测量了颗粒体积分数的垂向分布，并推导了颗粒正应力沿颗粒体积分数涡量方向的变化规律。
2019-07-03 cond-mat.soft
Memory-induced motion reversal in Brownian liquids
利用事件驱动的布朗动力学模拟和幂泛函理论研究了空间非均匀剪切下硬球的布朗动力学。我们研究密度和电流分布的稳态和瞬态动力学后，打开和关闭外部方波剪切力场。我们发现，一个致密的硬球流体（体积分数$\approx$ 0.35）进行全球运动反转后关闭剪切力场。我们使用幂泛函理论与空间非局部记忆内核来描述超绝热力的贡献，并获得良好的定量协议的理论结果与模拟数据。该理论为运动反转提供了一种解释：由于关闭后的记忆，内部超绝热非平衡力与外部驱动的电流相反。这种效应是真正的粘弹性：在稳定状态下，粘性力与电流相反，但在关闭后，它们弹性地产生相反的电流。
2019-10-08 cond-mat.soft
A unifying mechanism to explain the rate dependent rheological behavior in non-Brownian suspensions: One curve to unify them all
我们提出了一个统一的机制的基础上的Stribeck曲线的颗粒之间的摩擦系数捕捉剪切稀化-牛顿平台-剪切增稠-剪切稀化流变行为在低-中间-超过临界-高剪切速率，分别为一个典型的致密的非布朗悬浮液。我们建立的模型的准确性，通过比较数值计算结果与实验数据。非DLVO（Derjaguin和Landau，Verwey和Overbeek）的力量和摩擦系数的存在下，减少与粗糙变形解释的存在下，牛顿平台在中等剪切速率和第二剪切稀化制度，在高剪切速率，分别。
2020-11-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dynamics of two trapped Brownian particles: shear-induced cross-correlations
研究了线性剪切流中两个布朗粒子被两个相邻的调和势捕获的动力学。在这个系统中的位置关联函数的解析计算和分析的剪切速率和陷阱的距离的函数。剪切诱导的交叉相关粒子波动沿正交方向在剪切平面内发现，它们是线性的剪切速率，时间不对称，并发生在一个粒子以及两个粒子之间。此外，剪切速率进入作为一个二次校正的公知的相关性的随机位移沿平行的空间方向。关联函数取决于潜在最小值之间的连接矢量相对于流动方向的方向。因此，正交波动之间的粒子间互相关可以具有作为时间的函数的零个、一个或两个局部极值。可能的实验检测这些预测的相关性进行了说明。
2010-09-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Hard discs under steady shear: comparison of Brownian dynamics simulations and mode coupling theory
本文用布朗动力学方法模拟了双分散硬盘在给定的稳态均匀剪切流中的二维运动。剪切熔融玻璃的固定结构功能和应力进行了定量比较，通过瞬态框架内的集成使用模式耦合理论的单分散硬盘的无参数数值计算。理论定性地解释了屈服玻璃的性质，但定量地高估了剪切驱动应力和结构各向异性。
2010-01-19 cond-mat.other cond-mat.soft
Testing the Wyart-Cates model for non-Brownian shear thickening using bidisperse suspensions
有一个越来越多的共识，剪切稠化的浓缩分散体是由应力引起的摩擦接触的形成驱动。这种现象的Wyart-Cates（WC）模型，其中接触的微观物理仅通过摩擦接触的分数$f$进入，可以成功地拟合弱多分散球体悬浮液的流动曲线。然而，它对“现实生活”、多分散悬浮液的有效性尚未得到认真的测试。通过对球的双分散混合物进行系统的模拟，我们表明，WC模型只适用于单分散的限制和失败时，大量的双分散性引入。我们追踪失败的模型，它无法区分大-大，大-小和小-小摩擦接触。通过拟合我们的数据，使用多分散类似物的$f$，分别取决于这些接触类型的每一个的分数，我们表明，剪切增稠的WC图片是不完整的。模型剪切增稠悬浮液的系统实验证实了我们的研究结果，但突出的重要挑战，严格测试WC模型与真实系统。我们的研究结果提出了新的问题的微观物理增稠的单分散和多分散系统。
2019-11-26 cond-mat.soft
Short-time motion of Brownian particles in a shear flow
通过对颗粒流的直接数值模拟，研究了剪切作用下不可压缩牛顿流体中布朗颗粒的短时运动，其中流体惯性变得很重要。进行了三维模拟，其中引入外力以在整个系统中近似形成具有周期性边界条件的库埃特流。为了检验该方法的有效性，计算了单个球形颗粒在简单剪切流中的均方位移，并将这些结果与包括流体惯性影响的流体动力学解析解进行了比较。最后，由排斥性球形颗粒组成的单分散分散体的动力学行为进行了研究，在短时间尺度上，剪切诱导的扩散系数进行了测量，为几个体积分数高达0.50。
2009-01-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flow regime transitions in dense non-Brownian suspensions: rheology, microstructural characterisation and constitutive modelling
采用离散元方法模拟了考虑颗粒接触和流体动力润滑的稠密非布朗悬浮液的剪切流动。由此产生的流态被映射在固体体积分数，剪切速率，流体粘度和颗粒刚度的参数空间中。在临界体积分数$ϕ_c$以下，流变学由Stokes数控制，Stokes数区分粘性和惯性流动状态。高于$ϕ_c$，低和中等剪切速率下存在准静态区域。在非常高的剪切速率下，失去了对$ϕ$的依赖性，并探索了软颗粒流变学。流变状态之间的过渡与润滑对悬浮应力的贡献有关。微观现象的转变，如粒子间的力分布，织物和相关长度被发现对应于那些在宏观流动。受整体流变学的启发，提出了一种本构模型，该模型将粘性压力项与Chialvo，Sun和Sundaresan提出的干颗粒模型相结合[Phys.Rev.E.2004]。\textbf{85}，021305（2012）]。该模型成功地捕捉流态过渡。
2014-12-11 cond-mat.soft
Brownian dynamics of a self-propelled particle in shear flow
通过求解朗之万方程和数值模拟，研究了线性剪切流中自推进颗粒的布朗动力学。颗粒沿着波动的取向具有恒定的传播速度，并且另外受到恒定的扭矩。在两个空间维度中，平均轨迹和均方位移（MSD）被解析地计算为时间t的函数。一般来说，平均轨迹是由有限温度效应修改的摆线。关于MSD，确定了不同的机制，其中MSD与t^a成比例，其中a = 0，1，2，3，4。特别地，如果颗粒沿着剪切流的梯度方向自推进，则出现加速（a = 4）运动。
2011-06-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective temperatures of a driven, strongly anisotropic Brownian system
我们使用布朗动力学的计算机模拟的一个中等密度的胶体系统进行稳定的剪切流调查的唯一性，所谓的有效温度。我们比较有效的温度计算的波动耗散比和线性响应的静态，长波长，外部扰动沿两个方向：剪切梯度方向和涡度方向。在高剪切速率下，当系统为强各向异性时，由涨落耗散比导出的有效温度近似与波矢无关，但沿梯度方向的温度略高于沿涡量方向的温度。从静态线性响应中得到的温度与从波动耗散比中得到的温度对方向的依赖性相同。然而，前者和后者的温度是不同的。我们的研究结果表明，目前使用的有效温度公式可能不适用于强各向异性，驱动系统。
2011-06-28 cond-mat.soft
Mean first passage times for bond formation for a Brownian particle in linear shear flow above a wall
出于细胞粘附在流体动力学流，在这里，我们研究键形成之间的线性剪切流携带受体的配体覆盖边界壁的球形布朗粒子。我们推导出适当的朗之万方程，其中包括乘性噪声，由于位置相关的迁移率函数产生的斯托克斯方程。我们提出了一个数值方案，允许模拟它与所有模型参数，包括剪切速率和三个参数描述受体几何形状（距离，大小和高度的受体补丁）的高精度。在均匀涂层的情况下，平均首次通过时间问题可以精确求解。在位置分辨的受体-配体结合的情况下，我们确定不同的缩放制度，并讨论其生物相关性。
2007-07-16 cond-mat.soft q-bio.CB
Strain-transport superposition in shear-thinning dense non-Brownian suspensions
Monash University（莫纳什大学）
研究揭示了稠密非布朗悬浮液中剪切稀化现象与应变控制的运输机制，发现非仿射速度波动是主导剪切驱动运输的核心动力学尺度。
2026-01-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Discontinuous Shear Thickening in Brownian Suspensions By Dynamic Simulation
动态颗粒尺度的数值模拟被用来表明，在致密的胶体或布朗悬浮液中观察到的剪切增稠与在非胶体悬浮液中观察到的剪切增稠具有相似的性质，即，从润滑的近接触颗粒流到润滑的颗粒接触网络流的应力诱导转变。突然（或不连续）剪切增稠被认为是一个几何而不是流体动力学现象，它源于堵塞体积分数的悬浮颗粒之间的接触力的性质的强烈敏感性。在纯硬摩擦球的胶体悬浮液中获得的增稠在性质上与实验观察相似。然而，该协议不能仅用流体力学，摩擦接触和布朗力进行定量。因此，一个短程排斥势模仿的稳定化的实际悬浮液上的增稠的作用进行了研究。布朗力和排斥力对起始应力的影响可以以相加的方式组合。包括布朗力和稳定力的模拟显示出良好的协议与实验数据的粘度$η$和第二法向应力差$N_2$。
2015-12-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Criticality of the viscous to inertial transition near jamming in non-Brownian suspensions
Cornell University（康奈尔大学）
研究非布朗悬浮液接近阻塞时粘性到惯性转变的临界性，揭示微结构发散长度尺度对转变的影响
2024-10-16 cond-mat.soft
Flow-Switched Bistability in a Colloidal Gel with Non-Brownian Grains
本研究通过混合胶体凝胶与非布朗颗粒，发现流动切换双稳态：适度剪切致液化，快速剪切形成屈服应力凝胶，并绘制了状态图，展示了该行为的普适性。
2022-03-12 cond-mat.soft
Shear thickening in non-Brownian suspensions: an excluded volume effect
剪切增稠表现为稠密悬浮液的粘度随剪切速率的增加而增加，在高体积分数时有时突然而剧烈。对于惯性效应不可忽略的非胶体悬浮体，其起源仍有争议。在这里，我们考虑一个简单的剪切流，并证明流体惯性导致强烈的微观结构各向异性，导致在形成的阴影区域，没有相对通量的颗粒。我们表明，在有限的惯性剪切增厚可以解释为增加的有效体积分数时，考虑到动态排除的体积，由于这些阴影区
2013-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Normal viscosity and Viscous resuspension of non-Brownian suspensions
本文通过数值模拟研究非布朗悬浮液的法向应力，验证悬浮平衡模型在稳态描述中的适用性，并针对半稀区提出新的法向黏度表达式，揭示惯性效应和体积分数对法向应力各向异性的影响。
2024-10-01 cond-mat.soft
Tunable shear thickening in active frictional non-Brownian suspensions
School of Engineering, University of Edinburgh（爱丁堡大学工程学院）；Department of Physics, Indian Institute of Science Education and Research Pune（印度科学教育研究所浦那分校物理系）
研究通过活性颗粒自推进调控悬浮液剪切增稠行为，揭示了活性对流变学的增强作用及无量纲应力参数的调节作用。
2026-10-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reentrant transition in the shear viscosity of dilute rigid rod dispersions
本文用最近发展起来的颗粒分散体直接数值模拟方法研究了刚性杆稀分散体的特性粘数。在Peclet数${\rm Pe}=150$附近，成功地再现了从剪切稀化到第二牛顿体系的再入转变，这与我们理论预测的${\rm Pe}=143$相一致，在该数值下，旋转杆的旋转运动发生了从布朗行为到非布朗行为的动力学交叉.在我们的模拟中观察到的粘度下冲达到第二牛顿政权之前。这些行为背后的物理机制进行了详细的分析。
2011-02-17 cond-mat.soft
Brownian dynamics simulations of planar mixed flows of polymer solutions at finite concentrations
在多链布朗动力学模拟算法的背景下，实现了平面混合流的周期边界条件。剪切速率$\dotγ$和延伸速率$\dotε$对聚合物链的尺寸，$\left<R_e^2\right>$，和对聚合物对粘度的贡献，$η$的影响，被检查为有限浓度的FENE哑铃的溶液，考虑到珠之间的排除体积相互作用。混合度参数$χ$和流动强度$\dotΓ$对$\left<R_e^2\right>$和$η$的影响也进行了研究，其中$χ\rightarrow 0$对应于纯剪切流，而$χ\rightarrow 1$对应于纯拉伸流。结果表明，存在一个临界值，$χ_\text{c}$，使流动是剪切为主的$χ< χ_\text{c}$，和伸展为主的$χ> χ_\text{c}$。
2014-09-25 cond-mat.soft
Enhanced Efficiency in Shear-Loaded Brownian Gyrators
本研究通过外部剪切流作为机械载荷，显著提升了布朗陀螺仪作为热发动机的效率，在最大功率时接近卡诺效率，但揭示了效率与稳定性之间的权衡。
2025-02-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Far-from-equilibrium Sheared Colloidal Liquids: Disentangling Relaxation, Advection, and Shear-induced Diffusion
使用高速共聚焦显微镜，我们测量的大振幅振荡剪切下的胶体悬浮液中的颗粒位置。使用粒子的位置，我们量化的原位各向异性的对-关联函数-布朗应力的措施。从这些数据中，我们发现两种不同类型的响应系统从平衡跨越到远离平衡态。第一种是由剪切诱导的平流引起的非线性振幅饱和，而第二种是由于悬浮液松弛和剪切速率之间的竞争引起的线性频率饱和。尽管其不同的基本机制，我们表明，所有的数据可以缩放到一个主曲线，跨越平衡和远离平衡制度，连接小振幅振荡连续剪切。这一观察结果说明了Cox-Merz规则的胶体类似物及其微观基础。布朗动力学模拟表明，粒子间的相互作用足以产生实验观察到的饱和度。
2013-12-28 cond-mat.soft
The role of friction in the yielding of adhesive non-Brownian suspensions
屈服行为是众所周知的有吸引力的胶体悬浮液。粘性非布朗悬浮液，其中颗粒间的键是由于有限尺寸的接触，也显示出屈服行为。我们使用稳态，振荡和剪切反转流变学的组合，以探测在后一类材料屈服的物理起源，并发现屈服不仅仅是一个问题，打破粘合剂的债券，但涉及unjamming从剪切堵塞状态，其中的微观结构已适应的方向施加的负载。与最近的约束为基础的流变学模型的比较表明，在确定屈服应力的摩擦的重要性，提出了新的方法来调整这种悬浮液的流动。
2020-01-27 cond-mat.soft
Fresh Cement as a Frictional Non-Brownian Suspension
本研究通过稳态与小振幅振荡剪切实验，证明新拌水泥浆体表现为摩擦性非布朗悬浮液，并用双阻塞浓度模型为配方优化提供微观物理框架。
2024-01-17 cond-mat.soft
Model-based image analysis of a tethered Brownian fibre for shear stress sensing
作用在生物相关表面上的剪切应力的测量是一个具有挑战性的问题，特别是在例如脉管系统的复杂环境中。虽然最近已经开发了通过合成生物学纳米棒的成像直接检测壁剪切应力的实验方法，但到目前为止，数据解释仅限于现象学随机游走建模、小角度近似和图像分析技术，这些技术没有考虑到从3D对象产生图像。在这份报告中，我们开发了一个数学和统计框架，以估计剪切应力从快速成像序列的基础上，首先随机建模的动态系留的布朗纤维在剪切流，其次是基于新的模型的图像分析，重建噬菌体的位置，通过解决图像形成的逆问题。这个框架的实验数据进行了测试，提供了第一个机械合理的分析的新的测定。以下内容进一步发展了半稀释悬浮液中的无束缚颗粒的已建立理论，这与例如无流动的布朗纳米线的研究有关，并在多学科图像分析领域提出了新的想法。
2017-08-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn q-bio.QM
Shear thinning of non-Brownian suspensions and its variation at different ambient conditions
不混溶的污染物通常涉及天然存在的悬浮液。其流动行为的变化很少被评估。在这里，我们调查的油基两相悬浮液的粘度的变化超过两年的时间，这是暴露于环境空气中的生产阶段。我们发现，空气的绝对湿度，这强烈地随季节变化，导致交换的水滴与悬浮液，大大改变其剪切稀化行为。只有在冬季，当湿度低，是后者接近理想的两相悬浮液。我们的测量表明，当悬浮固体颗粒的表面粗糙度足够低时，浸没的液滴保持在自由状态，有效地增加颗粒之间的排斥，削弱剪切稀化。相反，当粗糙度足够高时，浸没的液滴被捕获在颗粒表面上，通过水桥接诱导有吸引力的颗粒相互作用，增强剪切稀化。
2023-02-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Critical scaling and soft granular rheology of frictionless non-Brownian suspensions across jamming
Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Grenoble INP（格勒诺布尔国立理工学院）
通过三维模拟研究无摩擦非布朗可变形颗粒悬浮液跨堵塞转变的流变行为，开展临界标度分析证实剪切驱动堵塞为二阶临界现象，构建流态图谱并提出软颗粒流变标度关系，实现宽范围动力学与密度区间的数据塌缩与预测。
2026-09-04 cond-mat.soft
Shear flow of non-Brownian rod-sphere mixtures near jamming
本文利用离散元方法研究非布朗棒-球混合物在致密堆积下的剪切流变，发现堵塞点随棒长径比非单调变化，短棒降低黏度而长棒升高黏度，并从堆积与排除体积角度给出机制解释。
2024-05-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Orientation and microstructure in sheared Brownian suspensions of anisotropic dicolloidal particles
取向和微观结构的研究在剪切布朗悬浮液的硬dicolloidal颗粒，与dicolloids建模为两个不同的半径和中心到中心的分离的熔融球。被认为是两种不同的颗粒形状命名为homestrium（纵横比1.1）和熔融哑铃（纵横比1.5）。颗粒之间的流体动力学相互作用的计算与修改后的润滑模型称为快速润滑动力学。对$0.3 \leq ϕ\leq 0.5$和Pèclet数之间的宽范围体积分数进行了研究，这些体积分数在$0 \leq Pe \leq 1000$之间。微观结构被发现是无序的，在所有的体积分数，虽然弱弦状有序的签名是明显的，特别是在$ϕ=0.5$ homestrant悬浮液在中高剪切速率（$Pe$在10-100的范围内）。观察到复杂的取向行为作为形状，剪切速率和体积分数的函数。在非常低的剪切速率下，在所有情况下观察到随机取向分布。在最高的剪切速率，取向分布在悬浮液中的homomorphic颗粒表现出一个转变，在所有的体积分数与涡轴对齐，而在悬浮液中的熔融哑铃它表现出一个偏移远离涡轴在低体积分数和一个可以忽略不计的位移在较高的体积分数。取向行为的进一步特征在于通过检查在速度梯度平面中的取向分布-在这种情况下，通常随着体积分数的增加而观察到与速度轴的增加的颗粒对齐，但随着剪切速率的增加而不普遍。作为剪切速率，体积分数和颗粒形状的函数的复杂取向行为的机制起源进行了描述。
2012-07-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A mode coupling theory for Brownian particles in homogeneous steady shear flow
提出了一种计算定常剪切下相互作用布朗粒子一般性质的微观方法。我们从精确表达式剪切相关的稳态平均值，如相关性和结构函数，广义格林-久保关系的形式。对于这些，我们应用近似的启发模式耦合理论（MCT）的静态系统，访问稳态性能的整合后，通过启动稳态剪切的瞬态动力学。精确的运动方程，与记忆效应，所需的瞬态密度关联函数推导出接下来，这些也可以近似内的MCT类方法。这导致在封闭的方程的非平衡静态剪切致密胶体分散体，与平衡结构因子的非剪切系统作为唯一的输入。在三维中，这些方程目前需要在数值解之前进一步近似。然而，一些普遍的方面可以准确地分析，包括不连续的屈服应力在理想的玻璃化转变预测的MCT。使用这些方法，我们还讨论了扭曲的微观结构的剪切硬球胶体附近的玻璃化转变，并考虑这与剪切应力。然后近似的定态周围的随时间变化的波动，并从实验和模拟的数据进行比较，产生玻璃态的反射器服从“时间剪切叠加”的原则。这里介绍的工作充分发展了一种方法，首先概述了以前（M。Fuchs和M. E. Cates，Phys. Rev. Lett. 89，248304，（2002）），同时在所使用的模式耦合近似的选择中结合了来自该工作的显著技术变化，讨论了其优点。
2009-03-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Diverging viscosity and soft granular rheology in non-Brownian suspensions
我们使用大规模的计算机模拟和有限尺寸标度分析来研究无摩擦非布朗粒子的稠密三维悬浮液在堵塞过渡附近的剪切流变学。我们进行模拟软排斥粒子在恒定的剪切速率，恒定的压力，和有限的系统尺寸，并仔细研究大系统尺寸和无限硬粒子排斥的渐近极限。将先前的分析扩展了两个数量级，我们首先研究了硬颗粒极限下剪切粘性的渐近行为。我们确认其渐近幂律发散的干扰过渡，但表明，精确确定的临界密度和临界指数是困难的，由于粘度的“多尺度”行为。此外，有限尺寸标度分析表明，这种分歧是伴随着一个不断增长的相关长度尺度，这也分歧代数。然后，我们研究了软排斥的效果，并提出了一个自然延伸的标准颗粒流变学，以考虑柔软度的影响，我们从模拟验证。接近堵塞过渡，这种“软颗粒流变学”提供了一个详细的描述软颗粒的非线性流变学，这不同于早期的经验缩放形式。
2015-04-03 cond-mat.soft
Brownian motion of finite-inertia particles in a simple shear flow
通过拉格朗日描述和欧拉描述研究了层流库埃特流中布朗粒子的扩散和惯性运动，以确定粒子惯性对扩散输运的长期影响。经典的波动耗散定理被用来计算随机力相关的振幅，从而忽略了修正的顺序的分子弛豫时间的逆剪切速率。分析，非微扰，颗粒相的总压力，这是计算为二阶的斯托克斯数（颗粒惯性的无量纲措施）的评价，表明颗粒相的行为作为一个非牛顿流体。广义Smoluchowski对流扩散方程包含一个剪切相关的交叉导数项和一个附加项沿流向，二次粒子斯托克斯数。与颗粒通量相对于载体流的长时间扩散系数被发现依赖于颗粒的惯性，使得流向扩散系数随着Stokes数的增加而变负，而其中一个交叉系数总是负的。测量颗粒均方位移变化率的总扩散系数总是正的，正如一般稳定性参数所预期的那样。
2005-01-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Turning a yield-stress calcite suspension into a shear-thickening one by tuning inter-particle friction
我们表明，非布朗方解石颗粒在甘油-水混合物中的悬浮液可以连续地从屈服应力悬浮液调整到剪切增稠悬浮液-没有可测量的屈服应力-通过添加各种表面活性剂。我们解释我们的研究结果在最近的理论框架内，模型的流变学效应的应力依赖性约束粒子间的运动。裸方解石颗粒悬浮液被发现有有限的屈服应力。在这些悬浮液中，约束颗粒间滑动的摩擦接触在无限小的施加应力下形成并保持其后，而约束颗粒间旋转的粘合剂结合随着施加应力的增加而断裂。添加表面活性剂降低了这种悬浮液的屈服应力。我们表明，与向胶体悬浮液中添加表面活性剂的情况相反，非布朗悬浮液中的这种效应归因于形成摩擦接触的有限起始应力的出现。我们的数据表明，该起始应力的大小是由表面活性剂吸附到颗粒表面的强度设定的，因此，这构成了使用表面活性剂来调节由粘性非布朗颗粒的悬浮液组成的制剂的流变学的新的设计原理。
2020-07-10 cond-mat.soft
Theory for the rheology of dense non-Brownian suspensions: divergence of viscosities and $μ$-$J$ rheology
本文发展了一个以体积分数$φ$为特征的稠密非布朗悬浮液流变学的系统微观理论。对于压力$P$和剪切应力$σ_{xy}$，即$P \sim σ_{xy} \sim \dotγη_0 δφ^{-2}$，该理论成功地导出了堵塞点附近的临界行为（体积分数$φ_{J}$），其中$\dotγ$是剪切速率，$η_0$是溶剂的剪切粘度，并且$δφ= φ_J - φ> 0$是距堵塞点的距离。它还成功地描述了应力比$μ= σ_{xy}/P$相对于粘性数$J=\dotγη_{0}/P$的行为。
2019-02-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unsteady flow and particle migration in dense, non-Brownian suspensions
我们目前的实验结果致密的玉米淀粉悬浮液的例子，非布朗，近硬的颗粒，经历连续和不连续的剪切增稠（CST和DST）在中间和高密度分别。我们的研究结果提供了强有力的支持，最近的理论，涉及一个应力依赖的有效接触摩擦颗粒之间。然而，我们表明，在DST制度，理论可能会导致一个预期的稳态剪切带沿涡轴分层取向，真正的流动是不稳定的。为了解释这一点，我们认为，稳态带一般排除的要求，硬的非布朗粒子，溶剂压力和正常的正常分量的颗粒应力必须分别平衡带之间的界面。（否则，就会出现不平衡的移民流动。）然而，长寿命的瞬态剪切带仍然是可能的。
2016-05-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Non--Newtonian viscosity of interacting Brownian particles: comparison of theory and data
最近的第一性原理的方法来致密的胶体悬浮液的非线性流变学的评估和剪切系统接近其玻璃化转变的模拟结果进行比较。预测的情况下，一个普遍的过渡之间的玻璃和非牛顿（剪切变稀）流体流动的屈服的结构动力学似乎很好地遵守，和简化模型内的计算合理化的数据在剪切速率和粘度的变化高达30年。
2002-10-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Morphological transitions of active Brownian particle aggregates on porous walls
运动诱导的活性布朗粒子（ABPs）的壁聚集是一个很好的研究现象。在这里，我们研究了ABPs在多孔壁上的聚集，这使得颗粒能够以较大的运动性穿透。我们发现，活性聚集体经历了一个形态的过渡，从一个连接的致密相断开液滴的壁孔隙率和颗粒的自我运动性的增加，类似的润湿-去湿过渡平衡流体。我们表明，这两个形态不同的状态是稳定的，至少在某些参数区域的初始条件和独立。我们的分析表明，壁孔隙率的变化会影响聚集体的固有特性，并改变有效的壁-聚集体界面张力，与形态转变的外观一致。因此，密度以及取向分布的仔细分析表明，这种形态转变的根本原因不一定是特定于具有多孔壁的系统，并且可以通过调整限制壁的性质来观察更大类的受限的活性系统。
2020-10-12 cond-mat.soft
Avalanche-like fluidization of a non-Brownian particle gel
我们报告的流化动力学的吸引力的凝胶组成的非布朗粒子由熔融二氧化硅胶体。广泛的流变学耦合到超声波测速仪，使我们能够表征全球应力响应连同剪切启动实验过程中的凝胶的局部动态。实际上，在通过预剪切再生后，凝胶在经受恒定剪切速率$\dot γ$之前在时间$t_w$期间老化。我们详细研究了$t_w$和$\dot γ$对流化动力学的影响，并建立了一个详细的凝胶响应剪切启动流的状态图。凝胶可以显示朝向完全流化的瞬态剪切带，或者稳态剪切带。在前一种情况下，我们揭示了渐进流化发生的连续步骤，出现在全球应力松弛信号的峰值。流动成像显示，剪切带长大到完全流化的材料由突然的雪崩状事件，沿涡度方向分布不均匀，并与在移动壁的滑移速度的大峰值。这些特征在$t_w$和$\dot γ$的大范围值上是稳健的，尽管流化情形的非常细节随$\dot γ$而变化。最后，临界剪切速率$\dot γ^*$，分离稳态剪切带从稳态均匀流依赖于剪切单元的宽度，并表现出非线性依赖于$t_w$。我们的工作带来了有价值的实验数据的瞬态流动的吸引力的分散体，突出了剪切，壁滑移和老化之间的微妙的相互作用，建模构成了一个重大的挑战，尚未得到满足。
2015-11-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fluctuating stresslets and the viscosity of colloidal suspensions
悬浮在隐式溶剂中的布朗胶体的理论和模拟，流体的流体动力学由胶体之间的有效相互作用来解释，的粘度之间产生了显着的和迄今为止未观察到的差异，从平均剪切应力计算下施加的剪切速率在斯托克斯制度和粘度提取的格林-久保形式主义的自动，静态平衡时热应力波动的相关性。我们发现，这两种方法之间的协议是恢复占波动的布朗应力的胶体，补充和相关的传统波动的布朗力和扭矩通过扩展的波动耗散定理的基础上的流体动力学大阻力矩阵。波动项的时间平均产生了新的非波动应力。球形颗粒的布朗动力学模拟说明了这些波动和非波动的贡献，以获得一致的粘度的必要性。
2019-01-18 cond-mat.soft
Shear-induced migration in colloidal suspensions
使用布朗动力学模拟，我们进行了系统的调查剪切诱导迁移的胶体粒子受到Poiffille流在圆柱形和平面几何形状。我们发现，添加一个有吸引力的组件的粒子间的相互作用增强了迁移效果，与最近的模拟研究血小板悬浮液。单分散，双分散和多分散系统的研究在一定范围内的剪切速率，考虑稳态和瞬态动力学所产生的发病流动。对于双分散和多分散体系，观察到尺寸偏析。
2017-12-19 cond-mat.soft
