Equivalence of quenched and annealed averaging in models of disordered polymers
通过分析聚合物(de Gennes)极限m \to 0中的O(m)对称场论,证明了淬火无序和退火无序对柔性高分子长链标度性质影响的等价性。讨论了该极限下模型的其他对称性。
2013-10-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Free-energy barrier to melting of single-chain polymer crystallite
我们报告蒙特卡罗模拟的熔融的一个单一的聚合物微晶。我们发现,与大多数原子和分子晶体不同,这种微晶在转变为无序的“线圈”状态之前可以被加热到略高于其熔化温度。过热微晶的表面是无序的。无序层的厚度随着过热而增加。然而,有序-无序的转变不是渐进的,而是突然的。自由能计算揭示了一个大的自由能障碍熔化的存在。
2002-06-27 cond-mat.soft
Drift of a polymer chain in disordered media
在忽略热涨落的情况下,考虑了高分子链在无序介质中的漂移,这是由施加在高分子链一端的恒定力引起的。在最低阶的微扰理论中,我们计算了聚合物的质心的横向波动,聚合物的横向和纵向尺寸,以及聚合物的平均速度。由于运动和猝灭力之间的相互作用,对所考虑的量的校正由驱动力和聚合度控制。的布朗粒子和聚合物的质量中心的横向波动得到扩散。在本信中研究的横向波动也可能是相关的定向聚合物在无序介质中的漂移及其应用的相关问题。
1999-07-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shape anisotropy of polymers in disordered environment
我们研究了无序环境中结构障碍对长柔性聚合物大分子的尺寸和形状特征的影响。我们使用的模型,自避免随机行走稀释规则格在渗流阈值在空间维度d=2,3。应用剪枝-富集Rosenbluth方法(PERM),数值估计了高分子链构型的平均非球面度A_d和长轴度S等旋转不变普适量。我们的研究结果定量地揭示了由于结构缺陷的存在,大分子的各向异性的程度。
2010-09-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Phase Diagram of Flexible Polymers with Quenched Disordered Charged Monomers
最近的进展,广义Entrance模拟和微正则分析允许调查的结构转变的聚合物模型在很宽的范围内的局部弯曲和扭转强度。有理由认为,静电相互作用在稳定和介导聚合物的结构转变中起着重要作用。我们提出了一个珠弹簧聚合物模型与随机分布的带电单体通过屏蔽库仑势相互作用。结合能量相关的单体更新方法和能量交换Wang-Landau(REWL)方法,构建了作为温度($T$)和带电单体浓度($η$)函数的超相图.在整个浓度范围内,线圈-小球和小球-固体的转变分别是二阶和一阶的。然而,在$η=80\%$的浓度阈值以上,静电排斥阻碍了固体和液体球的形成,并且双折射和熵相互作用之间的相互作用导致液体珍珠项链和固体螺旋结构的形成。概率分布,$P(E,T)$,表明在高$η$,珍珠项链液相冻结成一个稳定的固体螺旋状结构,具有比在低$η$冻结球转变的自由能垒高。
2022-03-06 cond-mat.soft
Orientational Ordering in Sequence-Disordered Liquid Crystalline Polymers
用场论研究了有序液晶聚合物的相分离,讨论了实验中观察到的取向有序的热力学机制。该理论预测,化学紊乱轻微影响的双相/各向同性的双相共存宽度,但强烈影响订购;超过一个临界的化学紊乱阈值取向有序被排除。
1999-04-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Polymer Reptation in Disordered Media
利用无序管模型研究了环境无序和序列不均匀性对长链聚合物蠕动的影响。由于集体钉扎效应,发现无规杂聚物的动力学比均聚物慢得多。渐近性质属于(1+1)维随机介质中有向路径的普适类。
1998-02-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Griffiths singularities in unbinding of strongly disordered polymers
研究了强无序杂聚物解束缚过程中的Griffiths奇异性。引入了一个具有两个随机分布的结合能-1和-v的模型,并通过分析配分和的Lee-Yang零点,解析地研究了该模型。结果表明,在极限v ->无穷远处,该模型在温度T_G =O(1)处表现出Griffiths型奇异性,对应于低结合能的均匀长畴的熔化.对于有限的v >> 1,该模型在高温T_M=O(v)下会出现一个额外的非束缚跃迁。
2002-11-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Directed Polymers and Interfaces in Disordered Media
我们考虑在淬火无序存在下定向聚合物和界面的场论公式。我们写一个系列表示的平均自由能,其中所有的整数矩的配分函数的模型作出贡献。利用由配分函数的各整数阶矩导出的鞍点方程,分析了有限温度下聚合物和界面的场空间结构。对于一个接口的情况下,我们得到的游荡指数$ξ= (4-d)/2$,也得到了传统的副本对称的情况下的副本方法。
2020-05-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reply to Comment on "Why is the DNA Transition First Order?" and "Griffiths Singularities in Unbinding of Strongly Disordered Polymers" by M. Ya. Azbel
它表明,在评论中提出的各种索赔M。Ya. Azbel(物理学/0403106)在两个出版物物理。91,055502(2003)和Phys. Rev. Lett. 85,4988(2000)无效。这是对这两份文件要点的误解造成的。
2004-06-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Emergence of compact-disordered phase in a polymer Potts model
本文通过引入相互作用能偏移量,在聚合物 Potts 模型中揭示了紧凑无序相的存在,并表明该相由能量偏移和修饰核小体比例共同决定。
2023-10-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Modeling of polymer phase transition from crystalline to conformationally disordered phase
N. M. Emanuel Institute of Biochemical Physics of the Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院N. M. 埃马纽埃尔生物化学物理研究所)
该研究提出了一种解析模型,用于描述聚合物从结晶相到构象无序相的相变,通过分子动力学模拟验证了模型的准确性。
2026-02-27 cond-mat.soft
Critical behavior of colloid-polymer mixtures in random porous media
我们证明了淬火硬球无规多孔基质内的胶体-聚合物混合物的临界行为属于无规场伊辛模型的普适类。我们还表明,在胶体聚合物混合物中的随机场效应是令人惊讶的强大。这使得这些系统有吸引力的候选人研究随机场行为的实验。
2006-10-31 cond-mat.soft
Ring polymers on percolation clusters
在目前的工作中,环状聚合物链(环)在结构无序的环境中(例如在交联聚合物凝胶中)利用模型的封闭自回避行走(SAW)轨迹上$d=3$维渗流集团进行了研究。应用枢轴算法进行了数值模拟。得到了典型高分子构象的普遍尺寸和形状特征,如尺寸比、平均非球面度和长轴度的估计。我们的结果定量描述了与纯溶剂相比,环状聚合物在无序环境中的伸长和各向异性的增加。
2020-11-03 cond-mat.soft physics.comp-ph
Theta-polymers in crowded media under the stretching force
我们研究了球形聚合物大分子在无序(拥挤)环境中的拉伸特性,使用自吸引自回避行走模型在空间维度d=3的位置稀释的平行晶格。应用修剪-富集Rosenbluth链增长方法(PERM),我们构建了不同温度和拉伸力下的伸展态-伸展态共存相图。分析了球形聚合物在拉伸过程中形状特征的变化。
2010-09-23 cond-mat.soft
Minimalist design of polymer-oligopeptide hybrid as intrinsically disordered protein-mimicking scaffold for artificial membraneless organelle
液-液相分离(LLPS)是一种新兴的和普遍的细胞内生物分子组织的机制,特别是通过形成无膜细胞器(MO)。内含子无序蛋白(IDP)是MO的主要成分,其中多价相互作用和低复杂性结构域(LCD)驱动LLPS。使用来自LCD的短寡肽作为“贴纸”和葡聚糖主链作为“间隔物”,我们设计了聚合物-寡肽杂交体来模拟由“贴纸和间隔物”模型表示的多价FUS蛋白。我们证明,混合物进行LLPS和自组装成微米大小的(主要是1-10微米,类似LLPS在体外和活细胞)隔间显示液体样的性能。此外,形成的液滴能够募集蛋白质和RNA,同时为增强的生化反应提供有利的环境,从而模拟天然MO的功能。我们设想这个简单而通用的模型系统将有助于阐明MO形成中涉及的分子相互作用,并为新型仿生材料铺平道路。
2021-03-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Chain Length Dependence on Folding Transition of a Semiflexible Homo-polymer Chain: Appearance of a Core-Shell Structure
利用蒙特卡罗模拟研究了单长半柔性聚合物的折叠转变,特别强调了链长效应。相对较短的链(10-25个Kuhn片段)在溶胀卷曲和紧凑环形构象之间经历大的离散转变,而长链(50个Kuhn片段)在无序卷曲和有序环形之间表现出链内分离状态。
2008-05-03 cond-mat.soft
Statistical mechanics of double-helical polymers
我们介绍了一个简单的几何模型的双链和双螺旋聚合物。我们使用分析技术和模拟来研究这种聚合物的统计力学。我们的模型有一个单一的能量尺度,它决定了聚合物的弯曲和扭转刚度。螺旋在特定的温度T_c下熔化,低于该温度,链具有螺旋结构,高于该温度,该结构是无序的。根据扩展,我们发现,对于小的力量,行为是非常相似的蠕虫状链的行为,但在更高的力量变得非常不同。
2002-03-27 cond-mat.soft
Single particle tracking of polymer aggregates inside disordered porous media
本研究利用SPT可视化无序多孔介质中聚合物聚集体的扩散,结合扩散系数、MSS斜率和各向异性分析,揭示其以受限、各向异性表面扩散为主。
2024-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Self-Assembly of Crowded Semiflexible Polymers under Dynamic and Deformable Confinement
University at Buffalo(布法罗大学);Rutgers University(罗格斯大学)
研究动态可变形环境中半刚性聚合物自组装行为,通过分子动力学模拟发现聚合物浓度、链长和约束程度影响结构有序性,动态约束通过约束变化速率与聚合物移动竞争调控组装。
2026-03-27 cond-mat.soft
Structure and elasticity of model disordered, polydisperse and defect-free polymer networks
无序和多分散聚合物网络的弹性是软物质物理学的一个基本问题,至今尚未解决。在这里,我们通过模拟二价和三价或四价片状颗粒的混合物自组装聚合物网络,这导致类似于实验随机交联系统的指数链长分布。组装完成后,网络连接和拓扑将被冻结,并对生成的系统进行特征化。我们发现网络的分形结构依赖于组装的数密度,但是具有相同平均价和相同组装密度的系统具有相同的结构性质。此外,我们计算的均方位移的长时间限制,也被称为(平方)本地化长度,的交联和链的中间单体,显示长链的动态是很好地描述了管模型。最后,我们找到了在高密度下连接这两个局部化长度的关系,并将交联局部化长度与体系的剪切模量联系起来。
2023-02-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Inertial Effects on Fluid Flow through Disordered Media
通过对二维无序多孔介质中的纳维-斯托克斯方程的数值模拟,研究了偏离经典达西定律的原因。我们应用Forchheimer方程作为一个唯象模型,关联不同孔隙率和流动条件下的摩擦系数的变化。在足够高的雷诺数,当惯性成为相关的,我们观察到从线性到非线性的行为,这是典型的实验过渡。我们发现,这样的过渡可以理解和统计特征的动能在系统中的空间分布。
1999-11-08 cond-mat.soft
The effect of chain polydispersity on the elasticity of disordered polymer networks
由于其独特的结构和机械性能,无规交联聚合物网络在许多不同的领域发挥着重要作用,从细胞生物学到工业过程。为了阐明这些属性是如何控制的网络的物理细节(\textit{e.g.}链长和端到端的分布),我们产生了无序的幻影网络与不同的交联剂浓度$C$和初始密度$ρ_{\rm init}$,并评估其弹性性能。我们发现,在相同的链浓度与相同的$C$,这决定了链的数量和链长分布的网络计算的剪切模量,强烈依赖于网络的制备协议,这里由$ρ_{\rm init}$控制。我们合理化这种依赖性,采用通用的应力-应变关系的聚合物网络,不依赖于特定形式的聚合物端到端的距离分布。我们发现,网络的剪切模量是一个非单调函数的密度的弹性活动股,这种行为有一个纯粹的熵的起源。我们的研究结果表明,如果短链是丰富的,因为它总是随机交联的聚合物网络的情况下,准确的链构象分布的知识是必不可少的正确预测的弹性性能。最后,我们将我们的理论方法应用于已发表的实验数据,定性地证实了我们的解释。
2021-01-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Loop formation in polymers in crowded environment
我们分析了$d$维无序环境中柔性高分子长链形成单环的概率。根据幂律$\sim r^{-a}$,结构缺陷被认为与大距离$r$相关。在连续链模型的框架下,应用直接聚合物重整化方法,得到了控制环形成概率随链长变化的临界指数.我们的结果定量地揭示了环境中结构缺陷的存在降低了聚合物大分子中形成环的概率。
2015-11-12 cond-mat.soft
Universal frequency-dependent ac conductivity of conducting polymer networks
基于电荷流可访问的传导路径的长度的分布方面的模型再现了在聚合物网络中观察到的普遍的幂律色散交流电导率,并且通常在无序物质中。在某些情况下观察到的大于1的幂指数在该模型中是物理上可接受的。一个饱和的高频区也预测,与实验结果一致。无序介质中的交流电导率不存在普适的分数幂律(寻找唯一的公共临界指数也是徒劳的),但存在定性的普适行为。
2008-05-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Effects of Molecular Crowding on stretching of polymers in poor solvent
我们考虑一个线性的聚合物链在无序环境中的逾渗集团模拟的正方形晶格。无序的环境意味着大致代表细胞中所见的分子拥挤。该模型可以被视为细胞中生物聚合物的最简单表示。我们表明存在的中间状态在拉伸过程中产生的分子拥挤的后果。在恒定距离系综中,力-延伸曲线表现出振荡。我们观察到的概率分布曲线中出现的两个或更多的峰,信号的共存不同的状态,并表明过渡是不连续的,不像在分子拥挤的情况下观察到的。
2009-05-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Formation of structure for gas-liquid, non-equilibrium polymer media
本文研究了在含有大量气泡的高分子液体流动中,大分子在外部声场的推动下的破坏和合成机理。这些气泡的动力学被假定为通过改变流动几何形状和在流动中激发声音振荡来控制。当气泡破裂时,将发生大分子中机械诱导的动力学变化(聚合物链的破坏和合成)。
2019-06-11 cond-mat.soft physics.chem-ph
Migration of Active Rings in Porous Media
受活性有机体的形状变形如何帮助它们通过无序多孔环境迁移的启发,我们模拟了二维随机多孔介质中的活性环状聚合物。柔性和不可伸展的活性环聚合物顺利地通过无序介质。相比之下,半柔性环进行短暂的捕获内的孔隙空间,捕获的程度与活动的增加呈负相关。我们发现,灵活的环膨胀,而不可扩展和半柔性环单调收缩时增加的活动。总之,我们的研究结果确定了活性环聚合物通过多孔介质的最佳迁移。
2022-08-15 cond-mat.soft physics.bio-ph
Lyapunov vectors and excited energy levels of the directed polymer in random media
本文数值分析了随机介质中定向聚合物激发能级的标度行为,发现聚合物能量空间关联的非平凡标度指数,并利用随机场方程与时空混沌方程的等价性将其与李雅普诺夫向量的空间关联相联系。
2023-09-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Morphology Selection of Nanoparticle Dispersions by Polymer Media
可设计的介质可以通过空间组织纳米颗粒来控制纳米复合材料的性能。在这里,我们从理论上研究粒子组织的接枝链(“刷”)的聚合物薄膜。小于刷确定的阈值的聚合物可溶性纳米颗粒分散在膜中的深度与颗粒体积成反比。在聚合物不溶的情况下,聚集是定向的:提供的颗粒在膜表面是非润湿的,刷子稳定分散体,并选择其最终形态的巨大细长聚集体与刷子选择的宽度。
2002-02-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Controlling the folding and substrate-binding of proteins using polymer brushes
蛋白质的折叠与其与底物的结合之间的偶联程度因蛋白质而异。一些蛋白质在溶液中具有高度结构化的天然状态,而另一些则是天然无序的,并且仅在结合时完全折叠。在这封信中,我们使用蒙特卡罗模拟来研究如何无序的聚合物链接枝周围的结合位点影响折叠和结合的三个模型蛋白质。接近完全折叠的底物的蛋白质在结合过程中比那些折叠和结合是合作的蛋白质受到更多的阻碍。聚合物链作为局部拥挤剂,可以选择正确的折叠和结合的配置,有利于非特异性吸附状态。用于形成所有蛋白质内和蛋白质-底物接触的自由能变化可以非单调地取决于聚合物长度。
2012-04-27 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Locomotion of Active Polymerlike Worms in Porous Media
研究活性类聚合物蠕虫在多孔介质中的运动,发现无序障碍增强扩散而有序障碍困住蠕虫,且降低活性反而促进扩散,实现按活性被动分选。
2025-05-08 cond-mat.soft physics.bio-ph
Diffuse waves in nonlinear disordered media
本文综述了我们最近关于非线性无序介质中波的多次散射的理论结果。特别是,我们讨论了散射波的角度相关性,相干后向散射锥,和时间不稳定的多重散射波在无序介质中具有足够强的非线性的新现象。导出了不稳定性阈值,讨论了超过阈值后散斑图的动力学行为。
2003-03-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.optics
Auxetic polymer networks: The role of crosslinking, density and disorder
本文结合平衡与应力-应变模拟及唯象弹性理论,研究低连通度聚合物网络的超拉胀和类临界行为,并揭示数密度对无序体系弹性质的控制作用。
2024-01-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Bacterial diffusion in disordered media, by forgetting the media
Center for Computational Biology, Flatiron Institute(计算生物学中心,平顿研究所)
研究细菌在无序多孔介质中的扩散,通过抽象环境为具有无记忆转移的细胞状态,推导出有效扩散率并验证其与模拟一致,发现非单调扩散率及最优运行长度,通过重标度使理论与模拟坍缩。
2023-12-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.CB
Equilibrium phases and phase transitions in multicritical magnetic polymers
本文研究了由Ising自旋装饰的自避行走模型,通过平均场近似和Monte Carlo模拟发现了三个可调的平衡相及其多临界相变,并探讨了其在磁性聚合物和染色质生物物理学中的应用。
2025-03-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polymer extension at stagnation points governs flow thickening of polymer solutions in ordered porous media
Princeton University(普林斯顿大学);Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University(冲绳科学技术大学院大学);California Institute of Technology(加州理工学院)
通过建立模型和实验验证,发现有序多孔介质中流动增稠主要由驻点处聚合物延伸控制,而非无序介质中的非稳态流动波动。
2026-05-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.CD
A Geometric Criterion for the Optimal Spreading of Active Polymers in Porous Media
我们进行布朗动力学模拟的活性刚性聚合物经历运行反向动力学,所以模仿细菌游泳,在多孔介质中。根据\emph{Escherichia coli}的最新实验,聚合物动力学的特征在于通过孔的定向跳跃运动中断的捕获相。我们发现,运行反向代理的有效平移扩散系数可以提高到两个数量级,相比他们的非反向同行,并表现出非单调行为的反转率的函数,我们合理化使用粗粒度模型。此外,我们发现了一个几何标准的最佳传播,出现时,他们的运行长度是可比的最长的直线路径在多孔介质中。更重要的是,我们的标准统一了具有不同孔径和形状的多孔介质的结果,从而为密集包装的生物和环境设置中微生物和货物载体的最佳运输提供了基本原则。
2021-06-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Alignment and anisotropy of stresses in disordered granular media
本文提出孤立颗粒簇的最小力平衡模型,结合成对约束预测硬球堆积的应力排列,并在料斗和简单剪切模拟中得到定量验证。
2025-06-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-assembly of colloidal polymers via depletion-mediated lock and key binding
我们研究了耗尽诱导的锯齿状胶体的自组装。使用国家的最先进的蒙特卡罗模拟技术,明确对待的耗尽剂颗粒,我们证明了胶体组装的锁和钥匙的机制,导致胶体聚合。所形成的链的形态敏感地取决于胶体压痕的大小,较小的值另外允许链分支。与有吸引力的补丁的球体的情况下,韦特海姆的热力学微扰理论未能提供一个完整的定量描述的聚合过渡。我们跟踪这一失败,忽略了包装效果,我们引入了一个修改后的理论,更好地解释了胶体的形状,产生改进的协议与模拟。
2014-01-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Linear Polymers in Disordered Media - the shortest, the longest and the mean(est) SAW on percolation clusters
强无序介质中的长线型聚合物可以用逾渗团簇上的自回避行走(SAW)来描述。这些SAW的长度分布包括不同的平均值,即簇和SAW构象的平均值。对于后一种平均,有两种基本选择,一种是静态的,一种是动态的。众所周知,对于静态平均,如果底层介质的无序很弱,则与有序情况的差异仅出现在非普适量中。使用动态场论,我们表明,同样适用于动力学平均。对于强无序,即,介质接近渗流点时,我们采用非线性随机电阻网络的场论结合费曼图的实际解释,并计算最短、最长和平均SAW到2-回路阶的标度指数。此外,我们计算2-循环顺序的整个家庭的多重分形指数,管理的基本成分(债券或网站的基础分形集群)的统计权重的时刻有助于SAW。我们的RG分析表明,动力学平均导致重正化,而静态平均没有,因此,我们认为,后者不会导致一个明确的标度限制。我们讨论了这一发现的实验和数值模拟,产生了广泛的结果的平均SAW的指数的可能影响。为了证实我们的结果,我们还研究了著名的Meir-Harris模型的SAW渗流集团。我们证明,该模型导致回到2-循环为了可重正化的现实世界的制定与动力学平均,如果副本限制是一致的,在第一个可能的时刻进行计算。
2011-11-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech hep-th
Soft-mode and Anderson-like localization in two-phase disordered media
波局域化在无序介质中是普遍存在的--从非晶材料(其中软模局域化与材料失效密切相关)到半导体(其中安德森局域化导致金属-绝缘体转变)。然而,我们的主要理解是基于离散模型。在这里,我们提供了一个连续的角度来看,在两相无序弹性介质中的波动局部化,通过研究标量波动方程的非均匀模量和/或密度。在低频率下,软模式出现的结果,无序的弹性模量,这也可以预测的本地化景观。在高频率下,由于密度或模量的无序,会发生类似安德森的局部化。对于后者的情况下,我们演示了如何从平面波的振动动力学的变化,随着频率的增加扩散。最后,我们讨论了我们的研究结果对建筑软材料设计的影响。
2020-07-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.comp-ph
Distribution of Interacting Ionic Particles in Disordered Media
利用非线性Poisson-Boltzmann方程研究了无序带电背景中相互作用离子粒子的平衡分布。对于一个任意给定的实现的障碍,方程的精确解是在一维使用的非线性Poisson-Boltzmann方程的自洽薛定谔方程的映射。由此产生的密度分布表明,离子是离域的,尽管在一维等效薛定谔公式将建议。它示出的离子分布,以便局部中和背景,大概是由于它们的相互作用。
2001-06-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Bistability in the Unstable Flow of Polymer Solutions Through Porous Media
聚合物溶液通常被注入多孔介质中,用于诸如采油和地下水修复的应用。当流体通过曲折的孔隙空间时,弹性应力增加,导致流动在足够大的注入速率下变得不稳定。然而,人们对这种不稳定流动的空间和时间特征如何取决于孔隙空间几何形状知之甚少。我们阐明这种依赖性,通过系统地改变模型多孔介质中的孔隙收缩之间的间距。我们发现,当孔隙间距是大的,不稳定的漩涡形成上游的每个孔,类似于一个孤立的孔的观察。相比之下,当孔隙间距足够小时,流动表现出令人惊讶的双稳态,在两个不同的不稳定流动状态之间随机切换。我们推测,这种不寻常的行为产生的流动诱导的聚合物伸长和松弛的聚合物之间的相互作用,因为它们是平流通过多孔介质。与这个想法一致,我们发现,在一个给定的孔隙中的流动状态持续很长时间。此外,我们发现相邻孔隙之间的流动状态是相关的,但是,这些相关性不持久的长期。因此,我们的研究结果有助于阐明丰富的阵列的流动行为,可以出现在聚合物溶液流动通过多孔介质。
2020-02-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.flu-dyn
Pore-Scale Flow Characterization of Polymer Solutions in Microfluidic Porous Media
本文综述微流控方法如何在高 Wi、低 Re 下揭示多孔介质中聚合物溶液的孔隙尺度弹性流动、不稳定性及其对非水相流体采出的影响。
2019-09-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Instabilities of waves in nonlinear disordered media
本文发展了弱非线性无序介质中相干波多次散射产生的散斑图时间涨落的自洽理论。散斑图被证明是不稳定的,如果非线性超过一个阈值。不稳定性是由于多重散射提供的反馈,并表现在散射强度的自发波动。不稳定性的发展与非线性的符号无关。
2000-06-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Temporal fluctuations of waves in weakly nonlinear disordered media
本文研究了具有克尔型弱非线性的无序介质中标量波的多重散射。微扰理论,用于计算散射波的时间自相关函数,在短的相关时间失败。自洽计算表明,对于超过一定阈值的非线性,多次散射散斑图案变得不稳定,并表现出自发波动,即使在没有散射运动。这种不稳定性是由“相干波+非线性无序介质”系统中的分布反馈引起的。反馈由多重散射提供。不稳定性的发展与非线性的符号无关。
2001-01-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Langevin description of speckle dynamics in nonlinear disordered media
我们制定了一个朗之万描述的动态散斑图案的相干波在非线性无序介质中的多次散射。如果非线性度超过某个$Ω$相关阈值,则散斑图案相对于低于某个$Ω_{\mathrm{max}}$的频率$Ω$的周期性激励表现出不稳定性。随着非线性的增加,散斑图将从稳态向混沌演化过渡。混沌强度涨落的最短典型时间尺度为$1/Ω_\mathrm {max}$量级。
2002-10-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.soft