Interfacial viscosity-induced suppression of lateral migration of a surfactant-laden droplet in a non-isothermal Poiseuille flow
了解和调节压力驱动流中表面涂层液滴的横流运动在许多实际应用中具有重要意义。在压力驱动流中，界面粘性和Marangoni应力共同作用于表面活性剂包覆的液滴，为调节液滴的横流运动提供了更大的灵活性。尽管人们对Poietille流中表面活性剂包覆的牛顿液滴的操纵进行了大量的理论和数值研究，但实验研究很少。在这里，我们报告我们的研究了解的表面活性剂涂覆的牛顿液滴在等温和非等温Poietille流的横流运动的影响，从理论和实验的角度。建立了一个理论模型，在不考虑形状变形和流体惯性或热对流的假设下，研究了界面粘性对液滴横向迁移的影响。理论分析是在两个限制条件下进行的：（i）当表面活性剂的运输是由表面扩散和（ii）当表面活性剂的运输是由表面对流为主。我们的理论分析表明，双折射以及剪切表面粘度抑制液滴的横向迁移速度。已经进行了实验，以验证理论预测的液滴轨迹，并了解通道限制的液滴的横向迁移的影响。从实验中已经观察到，液滴在高度受限的区域中朝向流的中心线行进得更快。本研究结果可为设计和分析各种液滴微流控、生物医学和生物微流控器件提供新的前景。
2018-12-12 physics.flu-dyn
Models for the two-phase flow of concentrated suspensions
本文提出了一种新的浓悬浮液两相流模型，该模型结合了非布朗悬浮液和颗粒流的流变特性。由此产生的模型表现出屈服应力行为的固相取决于碰撞压力。这个属性是调查的平面Poiffille流，其中一个未屈服或堵塞区的有限宽度的中心出现在通道的简单几何形状。对于该问题的定常状态，将控制方程化为常微分方程组的边值问题，并利用相空间方法研究了具有阻塞区域的解的存在条件。对于一般的时间依赖性的情况下，一个新的漂移通量模型推导出使用匹配的渐近展开，考虑到边界层的墙壁和屈服和未屈服区域之间的接口。漂移通量模型用于数值研究悬浮液流的动态行为，包括未屈服或堵塞区域的出现和演变。
2017-09-03 physics.flu-dyn
Linear stability analysis of particle-laden Couette-Poiseuille flows: effect of porous walls
University of Illinois at Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）
研究多孔壁面对含颗粒Couette-Poiseuille流动线性稳定性的影响，发现多孔层引入渗透率依赖的失稳机制，可降低临界雷诺数，改变经典稳定性趋势。
2026-06-11 math-ph math.MP physics.flu-dyn
VesNet: Neural network accelerated solver for simulating Stokesian vesicle suspensions
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Durham University（杜伦大学）
提出VesNet混合框架，通过神经网络近似囊泡自相互作用（背景流耦合和短程润滑力），结合传统边界重参数化和远场流体动力学模块，实现二维囊泡悬浮液模拟的百倍加速，并准确捕捉单囊泡相行为、对相互作用及大规模悬浮液动力学。
2026-06-25 cs.CE physics.flu-dyn
Swimming suppresses correlations in dilute suspensions of pusher microorganisms
在没有外力的情况下，活性物质表现出各种形式的非平衡态，包括宏观稳态电流。这种状态通常太复杂，无法从第一原理建模，我们对它们物理学的理解严重依赖于极小模型。这些主要是在“干”活性物质的情况下研究的，其中粒子动力学由与周围环境的摩擦主导。对于属于“湿”活性物质的具有长程流体动力相互作用的系统，人们所知甚少。运动细菌的稀悬浮液，被建模为仅通过远程流体动力场相互作用的自推进偶极颗粒，可以说是这类活性系统中研究最多的例子。它们的现象学是公认的：在足够高的细菌密度下，会出现由许多个体生物组成的大规模漩涡和射流，形成通常称为细菌湍流的混沌状态。正如计算机模拟所揭示的那样，在集体运动的开始之下，悬浮液表现出来自偶极场的长程性质的个体微泳者之间非常强的相关性。在这里，我们证明了这种现象是由微型游泳者的极小模型捕获的。我们开发了一个动力学理论，超越了常用的平均场假设，并明确考虑到这种相关性。值得注意的是，这些可以在我们的理论中精确计算。我们计算了流体速度方差、空间和时间关联函数、流体速度谱和示踪粒子的增强扩散系数。我们发现，相关性被抑制粒子自推进，虽然平均场的行为是不恢复，即使在非常快的游泳的限制。
2020-09-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Effects of viscoelasticity on shear-thickening in dilute suspensions in a viscoelastic fluid
我们调查以前未澄清的流体弹性剪切增稠稀悬浮液中的Oldrophil-B粘弹性流体使用一种新的直接数值模拟的基础上平滑的配置文件的方法。流体弹性由Weissenberg数Wi和粘度比$1-β=η_p/(η_s+η_p)$确定，粘度比测量聚合物应力和流动之间的耦合：$η_p$和$η_s$分别是聚合物和溶剂的粘度，随着$1-β$的增加，虽然应力与$β\to 1$极限相比没有显著变化，对不同$1-β$的颗粒周围的流动和构象动力学的分析表明，在大的$1-β$下，聚合物应力调节流动，$β$对聚合物应力发展的这种影响表明流体弹性和流动之间的复杂耦合，并且对于理解粘弹性介质中悬浮液中的流变学和流体动力学相互作用是必要的。
2020-12-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Pressure-drop localization and momentum insulation in liquid-gas coexistence Poiseuille flow
Ibaraki University（茨城大学）；Kyoto University（京都大学）
研究绝热板间单组分流体在液气共存下的压力驱动泊肃叶流，通过体相方程识别极小无量纲参数，发现压差集中于界面区域且粒子流显著减弱，导致界面冷却。
2026-09-29 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Linear feedback control of transient energy growth and control performance limitations in subcritical plane Poiseuille flow
研究了用闭环控制抑制亚临界平面Poillille流的瞬态能量增长。它是假设的任何速度分量的时间导数可以施加在墙壁作为控制输入，并提供完整的状态信息。我们表明，这是不可能的设计一个线性状态反馈控制器，导致一个闭环流量系统没有瞬态能量增长。在随后的步骤中，全状态反馈控制器-直接针对瞬态增长机制-设计，使用基于线性矩阵不等式方法的程序。这种控制器的性能首先在线性的情况下进行分析，其中比较先前提出的线性二次最优控制器;此外，过渡阈值进行评估，通过直接数值模拟的控制三维Poiffille流对不同的初始条件的物理利益，采用不同的速度分量作为壁驱动。本控制器是有效的，在闭环中的过渡阈值的增加，不同程度的性能取决于初始条件和所采用的致动组件。
2011-01-13 physics.flu-dyn
Transport of a dilute active suspension in pressure-driven channel flow
本文通过动力学模型研究压力驱动通道流中稀活性悬浮液的受限输运行为，揭示壁面聚集源于运动学效应，并推导出逆流游动速度的解析表达式。
2015-04-10 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Physics-informed neural networks for understanding shear migration of particles in viscous flow
本文采用物理信息神经网络反演剪切诱导颗粒迁移模型参数，经Couette流验证后用于Poiseuille流实验，揭示参数随Péclet数和体积分数变化。
2023-04-23 cs.CE physics.flu-dyn
From splashing to bouncing: the influence of viscosity on the impact of suspension droplets on a solid surface
我们实验研究了密集的悬浮液滴飞溅的固体表面的影响，扩展以前的工作的制度，悬浮液的粘度成为一个重要的参数。总体行为可以用两种趋势的组合来描述。第一个是当液滴表面的单个颗粒的动能克服由表面张力产生的限制时，飞溅变得有利。这由基于粒子的韦伯数$We_p$表示。第二是通过增加溶剂的粘度来抑制飞溅。这由斯托克斯数$St$表示，它影响碰撞粒子的有效恢复恢复系数。我们开发了一个相图，其中飞溅开始被描绘为$We_p$和$St$的函数。令人惊讶的结果发生在非常小的斯托克斯数，其中不仅飞溅被抑制，而且液滴的塑性形变也被抑制。这导致了液滴在撞击后可以反弹的情况，我们能够使用离散粒子数值模拟来重现这种观察，该模拟考虑了粒子之间的粘性相互作用和弹性能量。
2016-05-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Soft Dynamics simulation: normal approach of deformable particles in a viscous fluid
离散模拟方法是研究由干颗粒材料或稀悬浮体组成的复杂流体的复杂行为的有效工具。相比之下，由柔软和/或浓缩单元（乳液、泡沫、囊泡、致密悬浮液）制成的材料可以表现出显著的弹性颗粒偏转（赫兹样响应）和强粘性力（挤压液体）。我们指出，两个粒子之间的间隙不仅取决于它们的中心位置，而是表现出自己的动力学。本文提出了一种新的离散数值方法--软动力学方法，用于模拟质点和接触的组合动力学。作为一个例子，我们提出的方法的两个粒子的结果。我们恢复的标度行为预期在三个限制：斯托克斯限制非常大的差距，Poiquilille润滑限制小的差距，甚至更小的表面偏转，和赫兹限制显着的表面偏转。用这种新方法进行大尺度模拟是研究许多复杂材料的集体行为的一种很有前途的工具。
2008-03-11 cond-mat.soft physics.class-ph physics.flu-dyn
Dynamics of an elliptical cylinder in confined Poiseuille flow under Navier slip boundary conditions
本研究采用光滑粒子流体动力学方法，数值探究纳维滑移边界条件下受限泊肃叶流中自由悬浮椭圆柱的动力学，揭示滑移对惯性聚焦和运动模式的调控机制，为微流控颗粒操控提供新依据。
2025-03-27 physics.flu-dyn
Numerical simulation of blood with fluid-structure interactions using the lattice-Boltzmann method
这里介绍的流体动力学视频概述了多相细胞血流模拟的最新进展，通过直接数值模拟变形红细胞（RBC）通过几个数值实验证明。视频显示了各种数值模拟中的红细胞变形，红细胞悬浮液在剪切中的相对粘度，以及血液Hagen-Poiffille流的细胞耗尽壁层。
2010-10-15 physics.flu-dyn
Absolute and "upstream" convective instabilities in plane Couette-Poiseuille flow
在这里，我们报告了一些有趣的新功能的时空不稳定性的不可压缩平面Couette-Poiffille流（CPF）。首先，这种流动代表了恒定粘度制剂中的“非弯曲”绝对不稳定性的第一个实例，当其中一个板块与本体运动相反地移动时，该流动被触发。更引人注目的是，随着负板块运动的进一步增加，绝对不稳定性（$\textrm{AI}$）转变为“上游”对流不稳定性（$\textrm{CI}^-$），其中不稳定的波包与整体流动的方向相反。因此，CPF表现出一个独特的$\textrm{CI}^+ \to \textrm{AI} \to \textrm{CI}^-$过渡，对于一个给定的雷诺数（$Re$），其中$\textrm{CI}^+$表示常见的情况下，“下游”对流不稳定。对于其它已知的绝对不稳定流动的例子，还没有报道过这种类型的转变。我们计算了一个放大波包的前缘和后缘速度，发现对于平面Poietille流，这两个速度都趋近于零，作为$Re \to \infty$。因此，在高$Re$下，即使是最轻微的负板块运动也足以触发$\textrm{AI}$和随后的$\textrm{CI}^-$，正如对CPF所观察到的那样。波包色散首先随着$Re$的增加而增加，然后减少，这表明粘度在维持CPF中的$\textrm{AI}$中具有特殊的“双重”作用，即粘度在中等雷诺数下促进$\textrm{AI}$的维持，但在低雷诺数…
2022-02-17 physics.flu-dyn
Growth kinetics of interfacial patterns formed by the radial displacement of an aging viscoelastic suspension
当一个软的玻璃状胶体悬浮液被取代的牛顿流体在径向Hele-Shaw几何，图案形态，在界面处的发展是由前者的复杂流变学。我们曾在早期的工作报告[帕拉克，V。S. Parmar，D. Saha和R. Bandyopadhyay，JCIS Open，6（2022）100047]，通过控制驱替悬浮液的弹性、驱替流体的流速和流体对的界面张力，可以形成一系列界面图案。有趣的是，所有不同的形态特征可以区分在他们的面积比，定义为充分发展的模式和最小的圆包围it. In一个显着的进步，这一早期的工作所占的面积的比率，我们在这里表明，时空模式的增长的系统研究可以揭示有关模式选择机制的重要信息。我们分析的图案的时间演变，揭示有趣的相关性，其生长机制和充分发展的形态。我们相信，这种系统的识别的独特的时间特征之间的界面上的老化粘弹性粘土悬浮液和牛顿流体的图案生长的特征可以是有用的预测和抑制的发病和发展的界面不稳定性的泥浆和水泥浆的位移。
2022-10-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Hydrodynamic Switching Fronts Polarize Deformable Particle Trains
State Key Laboratory for Turbulence and Complex Systems, School of Mechanics and Engineering Science, Peking University（北京大学力学与工程科学学院湍流与复杂系统国家重点实验室）；PaXini Technology (Shenzhen) Co., Ltd.（帕克西尼科技（深圳）有限公司）；School of Physics, Beihang University（北京航空航天大学物理学院）
研究揭示了流体中可变形粒子列车中方向性偏置开关行为如何通过局部双稳态和方向耦合实现集体极化。
2026-04-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A suspension of heavy Kolmogorov-size spheres suppresses the inertial cascade in homogeneous and isotropic turbulence
Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）
通过粒子解析直接数值模拟，研究Kolmogorov尺度球形颗粒对均匀各向同性湍流的影响，发现随颗粒惯性增加，能谱从Kolmogorov -5/3标度转变为-1标度，非线性能量传递被强烈抑制。
2026-07-03 physics.flu-dyn
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
Two-way coupling in active suspensions suppresses particle accumulation and induces non-monotonic flow stabilization
研究厘米级活跃游动者与电磁驱动准二维细胞流的双向耦合，通过拉格朗日诊断表征耦合动力学。发现游动者负载和背景强迫变化时，耦合作用不同，双向耦合能抑制颗粒聚集并使流动稳定呈现非单调性。
2026-08-12 physics.flu-dyn
Settling dynamics of non-Brownian suspension of spherical and cubic particles in Stokes flow
本研究通过刚性多团簇方法模拟 Stokes 流中球形与立方体颗粒的沉降，发现水动力作用主导稀相沉降，碰撞抑制浓相波动，且球形颗粒沉降更快，立方体颗粒各向异性更低并更易逆重力运动。
2025-03-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Pair Dispersion in Dilute Suspension of Active Swimmers
生物和人工微泳者的集合产生具有强烈非平衡波动的长程速度场，这导致嵌入颗粒（示踪剂）的扩散率急剧增加。虽然这种增强的扩散率可能指向流体的增强的混合，但混合效率的严格量化需要分析示踪剂的成对分散，而不是简单的单粒子扩散率。在这里，我们计算分析的相对扩散系数的被动示踪剂嵌入在一个稀释的悬浮液中的运行和翻滚microswimmer的尺度相关。虽然每个示踪剂受到强烈的波动，导致大的绝对扩散率，小规模的相对分散被抑制，由于流体速度的相关性，这是相关的，当示踪剂间的分离是低于游泳运动的持续长度。我们的研究结果表明，游泳方向的重新定位在生物混合中起着重要的作用，并应考虑在设计潜在的活性物质设备能够有效的流体混合在微尺度。
2019-01-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Multiscale transitional flow in anisotropic nanoparticle suspensions revealed by time-resolved x-ray scatter microscopy
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Lund University（隆德大学）；LINXS Institute of Advanced Neutron and X-ray Science（LINXS先进中子与X射线科学研究院）；Paul Scherrer Institute（保罗谢勒研究所）；Wallenberg Wood Science Center (WWSC)（华伦堡木材科学中心）
本文结合高时间分辨小角 X 射线散射显微术与偏振光成像，研究 Taylor-Couette 流中各向异性纳米颗粒的多尺度动力学，发现片状与棒状颗粒对宏观涡旋不稳定性呈现不同耦合行为。
2025-10-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Effect of particle inertia on the turbulence in a suspension
基于修正的纳维-斯托克斯方程，提出了一种适用于粘性流动稀悬浮液的单流体分析模型，该模型包含了与$k$相关的悬浮液有效密度$ρ_ {eff}(k)$和附加的阻尼项$\propto γ_ p(k)$，该阻尼项代表流体-颗粒摩擦力（由Stokes定律描述）。湍流模型内的统计描述简化的修改通常的封闭程序的基础上的Richardson-Kolmogorov图片的湍流与能量传递项的微分近似。由此产生的常微分方程的能量预算解决解析各种重要的限制情况下，在一般情况下，数值。在惯性尺度范围内，我们解析地描述了两种相互竞争的效应：由于流体粒子摩擦引起的能量抑制和由于小尺度运动的有效密度降低引起的级联过程中的能量增强。由于流体-颗粒摩擦和悬浮液的运动粘度降低的组合效应，惯性间隔的范围的变化引起的，在粘性子范围内可能发生能量密度的附加抑制或增强。这些影响的复杂的相互作用的数值计算支持的分析描述。我们的研究结果可以合理化的各向同性均匀湍流的稀释悬浮液中观察到的直接数值模拟的定性图片。
2003-02-04 nlin.CD physics.flu-dyn
Three-dimensional diffusive-thermal instability of flames propagating in a plane Poiseuille flow
本文通过线性稳定性分析和数值模拟，研究了平面泊肃叶流中火焰的三维扩散-热不稳定性，揭示了刘易斯数、达姆科勒数和佩克莱数对胞状与振荡不稳定性及火焰对称性的影响规律。
2024-07-07 physics.flu-dyn
DEMocritus: an open source framework for simulating slurry flows using an SDPD-DEM coupled model
本文提供了开源代码，作为三维流体-颗粒相互作用系统的基于颗粒的模拟的粘度计，目标是化学工程中的浆料或悬浮液流。光滑耗散粒子动力学（SDPD）是一种在中尺度上发展起来的热力学流动的流体粒子模型，它与离散元法（DEM）的接触模型相结合。流体-颗粒相互作用的力学是由一个双向的相互作用计划使用的阻力模型建模。我们证明了我们的模拟代码的几个验证测试：模拟的反向Poietille流，单颗粒沉降，和一个溃坝的问题，包含刚性颗粒，在合理的计算时间。我们新的开源代码对计算物理领域的科学家、研究人员和工程师非常有益。
2020-02-08 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Biased swimming cells do not disperse in pipes as tracers: a population model based on microscale behaviour
目前，人们对藻类和其他微生物悬浮液的生物技术开发建模很感兴趣，许多生物反应器都是管状设计。利用广义Taylor弥散理论，建立了垂直管流中微生物悬浮液的种群水平游动-平流-扩散模型。特别是，作用于单个细胞的重力和粘性扭矩的组合可以影响它们的游泳行为，这被称为回转。这通常导致细胞悬浮液中的局部细胞漂移和扩散。在管道中的流动中，穿过流线的少量径向漂移可以对细胞的有效轴向漂移和扩散产生重大影响。我们提出了一个Galerkin方法来计算局部平均游泳速度和扩散张量的基础上的局部剪切任意流量。在弱剪切和强剪切的极限下，用渐近结果验证了该方法的有效性。我们解决所得的游泳平流扩散方程，采用数值方法的情况下，施加Poietille流，并调查如何流修改分散的主动游泳者从被动标量。我们建立了广义泰勒色散理论预测增强的回旋聚焦在管流中的剪切强度增加，与早期的模型。我们还表明，有偏见的游泳细胞可能会表现得非常不同的被动示踪剂，轴向漂移高达两倍的速度和扩散少得多。
2012-05-02 physics.bio-ph physics.flu-dyn q-bio.CB
The interplay between bulk flow and boundary conditions on the distribution of micro-swimmers in channel flow
本研究揭示了通道流中体相流动与连续介质模型边界条件间的相互作用，通过对比个体随机模型与连续介质模型，发现边界条件、旋转扩散与游泳者形状共同决定其在壁面的取向分布与积累行为。
2023-06-25 physics.flu-dyn
Quantification of mixing in vesicle suspensions using numerical simulations in two dimensions
本文利用数值模拟方法研究了在圆柱形Couette装置上二维斯托克斯囊泡悬浮液中的混合。囊泡流模拟使用边界积分法和对流扩散方程的溶质的混合使用伪谱方案求解。我们研究的面积分数，内部（囊泡）和外部（散装）流体之间的粘度对比，溶质的初始条件，和混合度量的效果。我们比较了在悬浮液中的混合与在没有囊泡的Couette装置中的混合。一方面，在大多数情况下，囊泡的存在稍微抑制混合。这是因为溶质只能扩散穿过囊泡界面而不能平流。另一方面，存在未扰动的库埃特流完全不能混合的溶质的空间分布，而囊泡的存在使混合成为可能。我们推导出一个简单的条件，涉及的速度和溶质，并可用于表征的情况下，囊泡的存在促进混合。
2016-08-31 physics.bio-ph physics.flu-dyn
Phase separation and rotor self-assembly in active particle suspensions
向被动胶体中加入非吸附性聚合物通过“耗尽”机制诱导颗粒之间的吸引力。足够高的聚合物浓度导致相分离。我们结合实验，理论和模拟来证明，使用活性胶体（如能动细菌）显着改变这种混合物的物理。首先，需要显著更强的颗粒间吸引力来引起相分离。其次，在较低的颗粒间吸引力下形成的有限尺寸聚集体显示出单向旋转。这些微型转子展示了使用活性颗粒的功能结构的自组装。旋转菌群的角速度与其大小成反比，这可以通过假设菌群中最外层细菌施加的扭矩随机相加来理解。我们的模拟表明，相分离的抑制和转子的自组装是聚集游泳者的一般特征，因此应该发生在各种生物和合成活性粒子系统。
2012-04-04 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
DMR effect on drag reduction of a streamlined body measured by Magnetic Suspension and Balance System
Institute of Fluid Science, Tohoku University（东北大学流体科学研究所）
本文通过磁悬浮与平衡系统实验验证了分布式微粗糙度对流线型体阻力降低的效果，发现其在过渡流区可减少43.6%阻力，主要源于边界层状态的改变而非流动分离抑制。
2026-04-20 physics.flu-dyn
Suspension flows past bluff bodies: Investigation in a microfluidic environment
这一系列流体动力学视频说明了在微流体装置内流过各种钝体障碍物的非胶体颗粒悬浮液的行为。将直径为7 μm、体积分数为8.4%的聚苯乙烯颗粒用由水和少量甘油组成的悬浮液小心地制成中性浮力。通道深度为60 μm，垂直于流动方向的障碍物的典型长度为200 μm。根据障碍物的尺度，改变流速以产生雷诺数，其范围约为60 < Re < 500;深度方向上的狭窄尺寸抑制了不稳定性和旋涡脱落的发生，因此研究的流动被认为是稳定的（除了颗粒尺度波动）。粒子被观察到在障碍物的尾流区域被耗尽。在某些情况下，整个尾流中没有颗粒;在其他情况下，尾流的一部分中有颗粒再循环，而尾流的一部分完全没有颗粒。实验观察表明，如果粒子被迫进入一个最初的粒子耗尽区，他们最终会离开，并将尾流带到其原始状态，这意味着这些是稳态分布。
2010-10-15 physics.flu-dyn
Stability of a dispersion of elongated particles embedded in a viscous membrane
本研究构建平均场模型分析粘性膜内细长颗粒准二维悬浮液的稳定性，揭示膜与周围流体粘性应力的竞争对浓度不稳定性的调控机制及波数选择效应。
2024-02-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Extinction and re-initiation of methane detonation in dilute coal particle suspensions
本文基于欧拉-拉格朗日方法研究了甲烷爆轰波在稀煤颗粒悬浮液中的传播。二维配置被认为是一个骨架化学机制（24物种和104反应）被应用于甲烷燃烧。气相和颗粒相方程求解使用OpenFOAM代码两相可压缩反应流，RYrhoCentralFOAM。研究了煤焦燃烧对甲烷爆轰动力学的影响，并模拟了脱挥发分煤颗粒。结果表明，煤颗粒浓度和粒径对甲烷爆轰波在煤颗粒悬浮液中的传播有很大影响。当煤粒尺寸小、浓度高时，爆轰发生熄灭。平均电极导线冲击速度通常随着颗粒浓度的增加和颗粒尺寸的减小而减小。从气体和颗粒的量出发，分析了甲烷和煤粒混合爆轰的平均结构。结果表明，煤焦燃烧在爆震波后的亚音速区域进行，与气相反应相比，燃烧放热相对分散。此外，对于1 μm颗粒，当颗粒浓度超过某一阈值时，爆轰在煤粉悬浮初期被淬灭后发生再起爆。这是由激波沿反应前沿聚焦的热点引起的，这些激波是由铅激波后面的焦炭燃烧产生的。预测了爆轰波传播和熄灭的区域图。研究发现，再引发位置随颗粒浓度的增加而减小，当颗粒浓度超过1000 g/m3时，再引发位置趋于一个恒定值。研究结果对瓦斯/煤尘复合爆炸的预防和抑制具有重要意义。
2022-02-06 physics.flu-dyn
Effect of cytosol viscosity on the flow behavior of red blood cell suspensions in microvessels
本研究通过介观流体动力学模拟发现，生理高黏度比（$C\approx5$）下红细胞悬浮液的流动阻力与$C=1$时几乎相同，因为更黏稠的细胞质抑制了膜形变，形成更紧凑的细胞核和略厚的无红细胞层，从而解释了高血红蛋白浓度下流动阻力不显著增加的机制。
2020-03-16 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Rheology of mobile sediment beds sheared by viscous, pressure-driven flows
我们提出了一个详细的比较剪切沉积物床的流变行为的压力驱动，直通道配置的基础上产生的数据，通过完全耦合，颗粒分辨直接数值模拟和实验测量reviously出版的Aussillous { \it等人}。(J.流体机械：第736卷，2013年，pp. 594-615）。高分辨率的模拟数据允许计算悬浮液在流向和垂直方向上的应力平衡以及流体和颗粒相之间的应力交换，这是推断流变学所需的信息，但迄今为止在实验中无法获得。应用这一知识的实验和数值数据，我们得到的纵向稳定，深度分辨的相关流变量的配置文件。流变量，如剪切粘度和法向粘度和有效摩擦系数的缩放行为进行检查和比较，来自流变实验和广泛使用的流变相关性的数据。我们表明，流变性能，以前已经推断出的环形Couette型剪切流中性浮力颗粒仍然持有我们的设置的沉积物输运在Poietille流和密集的制度，我们发现很好的协议与经验关系从中得出。将总应力从颗粒接触和流体动力学细分为多个部分，表明临界颗粒体积分数为0.3，以将致密区与稀区分开。在稀释状态下，即，在输沙层，多孔介质屏蔽了长程水动力相互作用，有效粘性服从爱因斯坦关系。
2021-03-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.geo-ph
Nanofluid transport in Taylor bubble flows
School of Engineering, University of Birmingham（伯明翰大学工程学院）；School of Chemical Engineering, University of Birmingham（伯明翰大学化学工程学院）
本文开发欧拉-拉格朗日框架研究泰勒气泡流中纳米流体输运，揭示粘滞-惯性区Nu的影响因素，发现颗粒体积分数φ~10⁻²时泰勒流偏离努塞尔特标度，对传统混合方法适用性提出质疑。
2026-10-14 physics.flu-dyn
Bubble clouds in viscoplastic fluids
粘塑性流体可以通过平衡浮力应力与屈服应力来保持气泡/颗粒静止。在本研究中，我们研究了屈服应力流体中的气泡悬浮液。更准确地说，我们计算有多少气体分数$ϕ$，可以保持被困在一个屈服应力流体没有运动。关键参数是屈服数，它表示屈服应力与浮力应力的比值。在这里，我们的目标是阐明如何通过应力场的气泡感觉到他们的邻居，并计算临界屈服数的气泡云超过该流量被抑制。我们在一个完整的周期性框中进行2D计算，随机位置的单尺寸圆形气泡。大量的配置进行了调查，以获得统计收敛的结果。我们直观地预期，对于较高的体积分数，临界产额数较大。不仅在这里，我们建立了这种情况下，但我们也表明，短程相互作用的气泡增加临界产量甚至更显着的气泡云。结果表明，在稀相区，临界屈服数是体积分数的线性函数。在所研究的$0\le ϕ\le 0.31$范围内，基于数值试验，给出了一个近似临界屈服数（半经验）的代数表达式模型，并给出了上下估计.
2021-06-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Weyl hydrodynamics in a strong magnetic field
研究了电子在强磁场中在Weyl半金属中的流体动力学输运。杂质散射在一个Weyl半金属与两个Weyl节点是强烈的各向异性的函数的方向的字段和显着抑制，如果字段是垂直的节点之间的分离在动量空间。这允许方便地访问到流体动力学制度的运输，其中电子散射是由相互作用，而不是由杂质占主导地位。在强磁场中，电子主要平行于磁场方向运动，外尔-半金属结中电子液体的流动类似于管道中液体的Poiffille流动。我们从微观上计算了外尔液体的粘度，发现它对磁场的依赖性较弱，但具有温度依赖性$η(T)\propto T^2$。外尔液体的流体动力学流动可以由温度梯度产生。外尔-半金属结的流体动力学状态可以通过结的热导率$G_q(B,T)\propto B^2 T$来探测。
2022-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ice Shelves as Floating Channel Flows of Viscous Power-Law Fluids
我们解释了流动的海洋冰盖和冰架的力量平衡，他们经常饲料。冰作为粘性剪切变稀幂律流体治疗，我们开发了一个渐近（晚时间）理论在两种情况下$-$的存在或不存在的接触侧壁。没有侧壁的解是Robison（JFM，648，363）发现的解的简单概括，使我们能够使用简单的计算机模型获得平衡接地线厚度，并得到解析近似。对于横向限制货架，我们得到一个渐近理论有效的长货架和定义时，这是。我们的理论是基于整个通道的速度分布是一个广义版本的Poilluille流，它的工作时，横向剪切占主导地位的力平衡。我们用冰的实验室模型进行了实验。这是$0.5\%$质量浓度黄原胶的水性悬浮液，产生$n \approx 3.8$（类似于冰）。我们的理论与我们的实验非常符合所有相关参数（前锋位置，厚度剖面，横向速度剖面，纵向速度梯度和接地线厚度）。这有力地表明，我们已经了解了两种类型的冰架的主导力量平衡。在现实世界中，冰舌不太可能迅速崩解，但可以缩短，直到它们不再存在，此时冰片变得不稳定，最终接地线应该退回到海平面以上。在此之前，冰流入它的速度不应该加快，接地线也不应该后退，假设只有海洋条件发生变化。然而，横向限制冰架经历重大的支撑。如果移除，这导致片材的快速加速和小得多的平衡接地线厚度。拉森B冰架可能也发生了类似的情况。
2017-08-24 physics.flu-dyn physics.geo-ph
On the development of OpenFOAM solvers for simulating MHD micropolar fluid flows with or without the effect of micromagnetorotation
University of the Peloponnese（伯罗奔尼撒大学）；University of West Attica（西阿提卡大学）
本文开发了两个OpenFOAM求解器，用于模拟磁流体动力学微极流体流动，考虑微磁旋转效应，验证了其在血流中的准确性，并展示了其在生物医学应用中的潜力。
2026-01-19 physics.flu-dyn
Micro-swimmer collective dynamics in Brinkman flows
Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University（伊玛目穆罕默德·本·沙特伊斯兰大学）；New Jersey Institute of Technology（新泽西理工学院）
本研究针对复杂生境中微型游泳者的集体动力学问题，建立Brinkman湿多孔介质中的连续介质耦合理论，通过分析与模拟发现阻力可延迟、阻碍甚至完全抑制集体游泳不稳定性，为相关实验提供理论参考。
2025-10-29 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Steady transport of active particles under continuous release in confined shear flow
School of Mechanics and Engineering Science, Peking University（北京大学力学与工程科学学院）；National Observation and Research Station of Coastal Ecological Environments in Macao, Macau University of Science and Technology（澳门科技大学澳门海岸生态环境国家野外科学观测研究站）
本研究建立受限剪切流中持续释放活性粒子稳态输运的空间理论，经模拟验证，揭示了不同条件下活性粒子的浓度分布与迁移规律。
2026-08-19 physics.flu-dyn
Turbulence drag modulation by dispersed droplets in Taylor-Couette flow: the effects of the dispersed phase viscosity
湍流中的分散相可以从几乎无粘流体变化到高粘性流体。通过改变分散液滴相的粘度，实验研究了分散液滴的变形能力对湍流乳状液整体输运量的影响。采用不同种类的硅油以产生范围为$0.53$至$8.02$的粘度比$ζ$。液滴体积分数$ϕ$在0 ~ 10%范围内变化，间距为2%。由归一化摩擦系数$c_{f,ϕ}/c_{f,ϕ=0}$量化的全局输运量显示出由于液滴的有限尺寸效应消失而对湍流强度的弱依赖性。有趣的事实是，随着$ζ$的增加，$c_{f,ϕ}/c_{f,ϕ=0}$首先增加，然后饱和到与刚性颗粒悬浮液相似的平台值。通过图像分析，从液滴变形性的角度解释了这种阻力变化，这是液滴破碎和聚结效应的原因。对液滴粒径分布的统计分析表明，随着$ζ$的增加，界面张力对液滴粒径的稳定作用逐渐增强，纯惯性破碎过程占主导地位。沿系统径向的液滴分布的测量显示出体积聚集效应，这可以归因于液滴的不可忽略的聚结效应。结果表明，随着$ζ$含量的增加，液滴聚结效应受到抑制，从而影响界面张力对总应力的贡献，并解释了所观察到的乳液流变性。
2022-10-10 physics.flu-dyn
