Rheological properties vs Local Dynamics in model disordered materials at Low Temperature
研究了剪切模型无序材料的低温流变响应与键刚度的关系。我们发现，流动曲线遵循赫歇尔-Bulkley定律，无论是债券的刚性，与指数接近0.5。有趣的是，表观粘度可以与一个单一的相关的时间尺度$t_{rel}$，这表明当地的动态和全球的机械行为之间的强连接。我们提出了一个模型的基础上的竞争之间的成核和雪崩式传播的空间应变不均匀性。该模型可以解释的Herschel-Bulkley指数的基础上的大小依赖于剪切速率的不均匀性。
2014-03-31 cond-mat.soft
Homogenization approach to the behavior of suspensions of noncolloidal particles in yield stress fluids
本文用非线性均匀化方法研究了刚性颗粒在非牛顿流体中的悬浮行为。估计的复合材料的整体性能。在Herschel-Bulkley悬浮流体的情况下，它表明，具有整体各向同性的悬浮液的性质可以令人满意地建模为Herschel-Bulkley流体的指数等于悬浮流体的。在大应变率水平的屈服应力和一致性的估计。这些估计值与Mahaut等人[J. Rheol. 52，287-313（2008）]和文献中发现的实验数据。
2010-06-11 cond-mat.soft physics.class-ph
Unified theoretical and experimental view on transient shear banding
致密乳液、胶体凝胶、微凝胶和泡沫都显示出以屈服应力为特征的静止时的固体状行为，高于该屈服应力，材料像液体一样流动。这种流化转变通常由涉及剪切带速度分布的持久瞬态流组成。据报道，完全流化的特征时间$τ_\text{f}$以剪切速率$\dot γ$和剪切应力$σ$的幂律衰减，其指数分别为$α$和$β$。引人注目的是，根据经验观察到这些指数的比率与描述这些复杂流体的稳态流动行为的Herschel-Bulkley定律的指数一致。在这里，我们介绍了一个连续模型，基于“自由能”的最小化，定量捕获所有的显着特征与这样的\textit{transient}剪切带。更一般地说，我们的研究结果提供了一个统一的理论框架来描述屈服应力流体的屈服过渡和稳态流动特性。
2019-10-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
A finite volume method for the simulation of elastoviscoplastic flows and its application to the lid-driven cavity case
我们提出了一个有限体积法的弹粘塑性流动的模拟，模拟后，扩展到赫歇尔-Bulkley模型Saramito [J.非牛顿。158（2009）154-161]。该方法类似于粘弹性流动的方法。它适用于单元中心网格，结构化和非结构化，并包括一个新的压力稳定技术的“动量插值”类型。速度和应力的稳定分别通过“两侧扩散”技术和CUBISTA对流方案实现。一个二阶精度的时间离散计划与自适应时间步长。该方法被用来获得基准结果的盖子驱动的空腔流，与模型参数选择，以便代表卡波普。与经典的Herschel-Bulkley模型得到的结果进行了比较。模拟进行各种盖速度，滑移和无滑移边界条件，并与不同的初始条件的应力。此外，我们调查停止流动，一旦盖子突然停止。
2019-04-20 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Dynamic and rate-dependent yielding in model cohesive suspensions
最近已经发现了一种实验系统，即凝结的CaCO 3悬浮液系统，其表现出非常可变的屈服行为，这取决于它是如何测试的，具体地说，它是以什么速率剪切的。在Péclet数Pe > 1时，它表现为简单的Herschel Bulkley液体，而在Pe < 1时，可以看到高度非单调的流动曲线。在受控应力测试中，它会显示滞后和剪切带，在通常的应力扫描类型中，通常用于在受控应力模式下测量流动曲线，它会显示非常不稳定和不可再现的行为。所有这些特征在这里都归因于固相或屈服应力对屈服点处的主要剪切速率的依赖性。应力增长曲线从步骤应变率测试表明，这种速率依赖性是一个后果的Péclet数依赖的应变软化。在非常低的Pe，屈服是合作和屈服应变是一阶，而Pe接近统一，屈服应变减少到需要打破颗粒间的债券，导致屈服应力大大降低。人们怀疑，利率依赖的收益率很可能是规则，而不是例外的凝聚力暂停更普遍。如果是这样，那么赫歇尔-巴尔克莱方程可以有效地推广为（在简单剪切中）。速率依赖的产量可能是一般的粘性悬浮液的命题是经得起严格的实验测试的一系列手段和沿线建议。
2015-02-02 cond-mat.soft
Emergent Yielding from Structural Load Transfer in Disordered Soft Solids
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
研究无序软固体屈服现象，提出统一非奇异本构框架，该框架能自然产生有限屈服应力和平滑固液转变，无需特定准则等，还可捕捉多种流变现象。
2026-07-16 cond-mat.soft
Athermal analogue of sheared dense Brownian suspensions
在低剪切速率牛顿体系之外，数值研究了硬球的稠密布朗悬浮液的流变学。我们分析了这些悬浮液的非热模拟，与一个有效的对数排斥势代表的振动熵力。我们发现，这两个系统呈现相同的流变学，没有可调参数。此外，所有的流变响应显示出类似的Herschel-Bulkley关系一旦剪切应力和剪切速率分别由特征应力尺度和微观重组时间尺度，两者都与正常围压。这种压力控制的方法，最初开发的颗粒流，揭示了一个惊人的胶体玻璃化转变和颗粒堵塞之间的物理类比。
2015-06-30 cond-mat.soft
On the existence of a simple yield stress fluid behavior
诸如泡沫、浓缩乳液、稠密悬浮液或胶体凝胶等材料都是屈服应力流体。它们的稳定流动行为，其特征在于标准的流变技术，通常是由赫歇尔-Bulkley定律建模。允许测量其局部流动特性（速度和体积分数场）的技术的出现导致观察到新的复杂行为。结果表明，这些材料中的许多表现出剪切带在一个均匀的剪切应力场，这不能占简单的屈服应力流体的标准稳态本构关系。在某些情况下，人们还观察到，在各种条件下的速度场不能用一个单一的本构律建模，需要非局部模型来描述流动。人们可能会怀疑这种系统的任何宏观特征，并且可能会想知道是否有任何材料在某些条件下表现为赫歇尔-巴尔克莱材料。在本文中，我们解决的问题存在一个简单的屈服应力流体行为。我们首先回顾了文献中的实验结果，并指出了流动不均匀性和非局部效应起源的主要因素（物理性质、实验过程）。它使我们提出了一个定义明确的程序，以确保研究材料的稳态散装性能。我们使用这个程序来研究屈服应力流体流动与MRI技术。我们专注于软颗粒的非触变性致密悬浮液（泡沫，浓缩乳液，Carbopol凝胶）。我们表明，只要广泛研究它们，（与材料介观元件的尺寸相比）间隙几何形状，这些材料表现为“简单屈服应力流体”：它们是均匀的，它们不显示稳态剪切带，它们在简单剪切下的稳定流动行为可以用局部连续单调本构方程来模拟，该方程考虑了各种条件下的流动，宏观反应。
2012-09-19 cond-mat.soft
Investigation of shear banding in three-dimensional foams
本文研究了宽间隙库埃特几何条件下不同结构的三维水相泡沫的定常流动特性。从局部速度测量通过磁共振成像技术和粘度分叉实验，我们发现，这些泡沫没有表现出任何可观察到的签名剪切带。这与之前的两个结果形成对比（Rodts等人，欧罗巴信件：69（2005）636和Da Cruz等人，物理评论E，66（2002）051305）;我们讨论了这种不适的可能原因。此外，我们研究的泡沫在远低于最近预测的临界剪切速率的剪切速率下经历稳定流动（Denkov等人，物理学评论快报，103（2009）118302）。局部测量的本构关系最终表明，这些泡沫表现为简单的Herschel-Bulkley屈服应力流体。
2011-05-03 cond-mat.soft
Flow curves of colloidal dispersions close to the glass transition: Asymptotic scaling laws in a schematic model of mode coupling theory
在模式耦合理论的示意性模型中，使用渐近展开法，获得了接近于致密胶体分散体的玻璃化转变的流动曲线，即稳态剪切下的稳态应力曲线。讨论了流体粘度的剪切变稀和玻璃态的屈服。在流体和剪切熔融玻璃之间的过渡，简单和广义赫歇尔-Bulkley定律推导出幂律指数，可以计算不同的粒子相互作用的平衡结构因子。
2008-07-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stress Fluctuations in Transient Active Networks
受实验的启发，动态可伸展凝胶的生物丝和电机，我们提出了一个模型的线性弹簧网络的动力学组成的增长在规定的速度，死亡后的一生从分布，出生在一个随机选择的节点。该模型捕获的功能，如建立的自应力，不容易纳入流体动力学理论。我们研究的模型数值表明，我们的意见可以在很大程度上理解通过一个随机有效介质模型。由此产生的动态扩展力偶极子网络显示了许多功能的塑性固体，并提供了一种方法，将强非仿射效应到理论的活性固体。我们的主要预测是应力分布的一种相当独特的形式，以及应力对活动的赫歇尔-巴尔克莱依赖性。
2019-01-23 cond-mat.soft
Three-dimensional imaging of colloidal glasses under steady shear
使用快速共聚焦显微镜，我们图像的三维动力学的颗粒在一个产生的硬球胶体玻璃下稳定剪切。在均匀剪切区域观察到的结构弛豫几乎是各向同性的，但与静态亚稳胶体流体的结构弛豫明显不同。逆弛豫时间$τ_α^{-1}$和扩散常数$D$，作为{ \it局部}剪切速率$\dotγ$的函数，在$\dotγ$中，在超过二十年的时间内显示出与$τ_α^{-1} \propto D \propto \dotγ^{0.8}$的显著剪切稀化。相反，系统的{ \it global}流变性显示Herschel-Bulkley行为。我们讨论了大规模剪切本地化和其他机制在产生这种差异的可能作用。
2007-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Shear-density coupling for a compressible single-component yield-stress fluid
从流体力学的角度研究了单组分屈服应力流体的流动特性。该模型的一个基本组成部分是通过Herschel-Bulkley型本构模型的密度和速度梯度的波动之间的耦合。着重于低剪切速率和高密度的限制，该模型很好地近似-但不限于-轻轻剪切的硬球胶体玻璃，其中溶剂的影响可以忽略不计。的线性化流体动力学方程的波动和由此产生的立方色散关系的详细分析揭示了存在的密度和剪切速率的范围内不断增长的流动异质性。在这种情况下，在初始瞬态之后，速度和密度场单调地达到空间不均匀的静止轮廓，其中高剪切速率和低密度的区域与低剪切速率和高密度的区域共存。因此，通过剪切诱导的密度不均匀性增强和通过过阻尼声波的松弛之间的竞争来维持稳定状态。力学平衡条件的分析提供了一个标准的稳定状态的解决方案的存在。详细讨论了系统的动态演化的各种边界条件，施加恒定的速度，剪切速率，或在墙壁上的应力。
2018-05-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Electrorheological suspensions of laponite in oil: rheometry studies under steady shear
研究了外加直流电场（~kV/mm）对合成锂皂石颗粒在硅油中聚集形成的胶体悬浮液流变性能的影响。显微镜观察表明，在大于触发电场E_c~0.6 kV/mm的电场作用下，锂皂石聚集体在原油中聚集成链状和柱状结构。在没有施加电场的情况下，这种悬浮液的稳态剪切行为是牛顿型的。在施加大于E_c的电场的情况下，由于微观结构的变化，它发生显著变化：测量到显著的屈服应力，并且在连续剪切下，流体是剪切稀化的。的流变性能，特别是动态和静态剪切应力，作为颗粒体积分数的函数，研究了各种强度（包括零）的所施加的电场。在连续剪切下的流动曲线可以相对于颗粒分数和电场强度缩放到主曲线上。这种缩放与简单缩放参数一致。主曲线的形状解释了系统的复杂性;它在高曼森数下接近标准的赫歇尔-巴尔克利模型。动态和静态屈服应力均取决于颗粒分数ε和电场E，公式为ε ^βE^α，其中α约为1.85，β约为1，静态屈服应力为1.70。所测得的屈服应力行为可以用电流变体系的标准导电模型来解释。有趣的前景包括使用这种系统的自引导组装粘土纳米颗粒。
2006-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Coalescence of Printed Yield Stress Filaments in Direct Ink Writing
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Amsterdam UMC Location AMC, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学医学中心AMC院区）；University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”（圣保罗州立大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
研究了直接墨水书写中屈服应力丝条的合并现象，结合理论、模拟和实验，揭示了塑性毛细数和临界屈服应力对合并行为的影响，为预测沉积轮廓和减少残留地形提供了新框架。
2026-01-14 cond-mat.soft
Criticality in sheared, disordered solids. I. Rate effects in stress and diffusion
利用分子动力学模拟研究了二维和三维二元Lennard-Jones玻璃在剪切无序固体中的速率效应。在准静态（QS）制度，系统表现出临界行为：雪崩的大小是幂律分布的最大截止发散与增加系统的大小$L$。随着应变速率的增加，系统远离临界屈服点，平均流变应力以应变速率的幂函数形式增加，其指数为$1/β$，即Herschel-Bulkley指数。有限尺寸标度崩溃被用来测量$β$以及表征相关长度的发散的指数$ν$。每个粒子的应力和动能随应变经历波动，其比例为$L^{-d/2}$。由于系统中最大的雪崩按$L^α$缩放，这意味着$α< d/2$。粒子扩散速率在饱和之前以速率递减的幂函数形式发散。扩散的标度理论推导出使用QS雪崩率分布和推广到有限应变率制度。该理论用于不同系统尺寸的塌陷曲线，并确认$β/ν$。
2021-04-09 cond-mat.soft
Shear Mediated Elongational Flow and Yielding in Soft Glassy Materials
在这项工作中，我们研究的各种软玻璃材料的薄膜，同时受到两个蠕变流场，旋转剪切流通过施加扭矩和拉伸流通过施加法向力的变形行为。研究了发胶、乳胶漆、剃须泡沫和粘土悬浮液等不同微观结构的软质玻璃材料在复合电场作用下的一般行为。一个应力分量的强度增加而另一个应力分量保持恒定，不仅导致在其自身方向上的预期增强的变形，而且导致在另一个方向上的更大的应变。HerschelBulkley模型定性地解释了这一现象。在材料中引起的伸长流动最终导致材料失效。有趣的是，观察到失效时间不仅强烈依赖于法向力，而且还依赖于所施加的旋转剪切应力。我们认为，三维堵塞结构的存在，其中可以通过施加具有足够大小的应力而不考虑方向来诱导整体解除堵塞，从而导致观察到的行为。此外，我们观察到自相似性的拉伸以及旋转应变时间曲线对应于两个领域的各种组合。这一观察结果表明，仅仅是时间尺度上的变化，就涉及保持过程中所遵循的路径不变。一个相图也被构造为各种软玻璃质材料，通过确定不同的正交应力的组合，超过该材料屈服。在由施加在顶板上的拉力主导的流动极限中，估计的屈服应力显示出分散性，这可能源于指进不稳定性。除此之外，当应力张量的不变量超过屈服应力时，观察到屈服，验证了Von Mises准则。
2012-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nontrivial rheological exponents in sheared yield stress fluids
在这项工作中，我们讨论了可能的物理起源的非平凡指数在低，但有限的驱动速率的软材料的非热流变学。在我们的方案中的一个关键因素是存在一个自洽的机械噪声，源于空间叠加的长程弹性响应局部塑性变形区域。我们研究分析的平均场模型，在该模型中，这种机械噪声是由应力扩散项耦合到塑性活动。在此描述中，我们展示了如何依赖的剪切模量和/或剪切速率上的局部弛豫时间引入校正通常的平均场预测，关于指数1/2的赫歇尔-Bulkley型流变响应。平均场图像的这一特征，然后示出相对于结构紊乱和局部应力的部分松弛是鲁棒的。我们测试这一预测数值上的介观晶格模型，明确实现了远程弹性响应本地化的剪切变换，我们得出结论，我们的方案可能会在流变实验中进行测试。
2017-07-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-locality and viscous drag effects on the shear localisation in soft-glassy materials
研究了Hele-Shaw几何条件下准二维软玻璃材料的Couette流动。材料被选择为高于堵塞点，在堵塞点处出现屈服应力$σ_Y$，低于屈服应力$σ_Y$，材料弹性变形，高于屈服应力$σ_Y$，材料根据Herschel-Bulkley（HB）流变学像复杂流体一样流动。同时，限制板的效果被建模为有效的线性摩擦定律，而Hele-Shaw单元旁边的壁彼此足够接近以允许速度分布中的可见协同效应（Goyon等人，Nature 454，84-87（2008））。协同效应的参数化与稳态扩散松弛方程的流动性场$f = \dotγ/σ$，定义为剪切速率$\dotγ$和剪切应力$σ$之间的比率。对于特定的流变流动曲线（宾汉流体），这个问题是解决分析：我们探讨两个制度$σ\gg σ_Y$和$σ\approx σ_Y$和量化的影响引起的壁摩擦额外的本地化。其他流变稀化流体的晶格玻尔兹曼模型的基础上，揭示了分析结果的鲁棒性的数值模拟的帮助下进行了探索。协同作用和与文献中其他现有工作的比较（Barry等人，腓Mag. Lett. 91，432-440（2011））。
2014-10-14 cond-mat.soft
Effects of inertia on the steady-shear rheology of disordered solids
本文采用二维分子动力学模拟研究了无序固体的有限剪切速率流变学。通过系统地改变阻尼大小$ζ$在低温极限，我们确定了两个定义良好的流态，由薄（温度依赖）的交叉区域分开。在过阻尼状态下，非热流变学受弹性力和粘性力之间的竞争控制，其比例给出了Weissenberg数$Wi= ζ\dotγ$（直到弹性参数）;宏观应力$Σ$遵循经常遇到的赫歇尔-巴尔克利定律$Σ= Σ\_0 + k \sqrt{Wi}$，屈服应力为$Σ\_0\textgreater{}0$。在欠阻尼（惯性）制度，在流变学的戏剧性变化，观察到低阻尼：流动曲线变得非单调。这种变化不是由较低阻尼下粒子动力学中较长寿命的相关性引起的;相反，对于弱耗散，样品由于驱动而显著升温，并与驱动成比例。通过适当的恒温或多或少欠阻尼系统，我们表明，它们的流变性只取决于他们的动力学温度和剪切速率，重新标度与爱因斯坦的振动频率。
2016-01-14 cond-mat.soft physics.class-ph
Wall slip and flow of concentrated hard-sphere colloidal suspensions
我们提出了一个全面的研究的滑移和流动的浓缩胶体悬浮液使用锥板流变仪和同步共聚焦成像。在胶态玻璃体系中，对于光滑的非粘性壁，悬浮液的固体性质导致流变学从大应力下的Herschel-Bulkley（HB）整体流动行为转变为低应力下的宾汉样滑移行为，这对于足够的胶体壁吸引力或胶体级壁粗糙度是抑制的。可视化显示了滑动-剪切转变如何取决于间隙尺寸和两壁的边界条件，并且部分滑动在屈服应力以上持续存在。一个唯象模型，结合宾汉滑移定律和HB散装流量，充分考虑的行为。微观上，宾汉定律与壁处的薄（亚胶体）润滑层有关，从而引起滑移参数对颗粒尺寸和浓度的特性依赖性。我们将此与悬浮液的渗透压和屈服应力，并分析范德华相互作用的影响。对于最大的浓度，我们观察到屈服应力周围的非均匀流动，与最近的工作集中膏体剪切带。我们还描述了残余滑移在浓缩的液体悬浮液中，消失的屈服应力导致共存的（弱）滑移和散装剪切流的所有测量速率。
2012-01-20 cond-mat.soft
On the stress overshoot in cluster crystals under shear
利用非平衡分子动力学模拟，研究了超软粒子形成的模型团簇晶体在剪切作用下的屈服行为。我们研究了不同剪切速率、$\dotγ$和温度下应力随应变的演化。应力-应变关系在屈服点处显示出明显的最大值;该最大值的高度$σ_\text{p}$随着剪切范围的增加而通过幂律增加，并且如果极限剪切速率变为零（至少在所考虑的温度范围内），则趋于饱和至有限值。有趣的是，这种行为可以通过Herschel-Bulkley型模型来捕获，对于给定的温度，该模型允许我们预测静态屈服应力$σ^{0}_\text{p}$（在剪切速率趋于零极限时）、特征时间尺度$τ_\text{c}$和在高剪切速率下$σ_\text{p}$的上述幂律衰减的指数$α$。此外，对于不同的温度，当通过相应的$τ_\text{c}$和$σ_\text{p}^{0}$缩放时，$σ_\text{p}$可以作为$\dotγ$的函数缩放到单个主曲线上。此外，对于给定的剪切速率，$σ_\text{p}$显示出对温度的对数依赖性。同样，当通过相应的拟合参数缩放时，不同剪切速率的$σ_\text{p}{-}T$曲线可以在单个对数主曲线上缩放。
2020-05-25 cond-mat.soft
The Role of Collective Elasticity on Activated Structural Relaxation, Yielding and Steady State Flow in Hard Sphere Fluids and Colloidal Suspensions Under Strong Deformation
我们从理论上研究了外部变形的影响激活结构松弛和玻璃硬球流体的非线性力学响应的基本方面的非平衡版本的Elementary集体非线性Langevin方程（ECNLE）理论的背景下。ECNLE理论将激活松弛描述为一个耦合的局部-非局部事件，涉及局部笼化和更长范围的集体弹性，后者随着填充分数的增加变得更加重要。核心的新问题是，这种物理图像，以及相对于弹性物理学的笼的重要性，如何取决于外部应力，应变和剪切速率。理论预测的变形诱导的流动性增强，松弛开始加速在显着较低值的应力，应变或无量纲剪切速率，变薄的结构弛豫时间和粘度与表观幂律指数，一个非零的激活势垒在剪切变薄制度，赫歇尔-Bulkley形式的速率依赖的稳态剪切应力，动态屈服应力随填充分数呈指数增长，并降低了变形下的动态脆性和不均匀性。实验和模拟的结果进行了对比，定性或更好的协议是found. An总括性的结论是，变形大大降低了大部分，但不是所有的，物理问题的重要性，与应力相关的动态异质性现象定性敏感的集体弹性的较长范围的集体弹性效应。总的来说，非线性流变学是一个更局部笼规模的问题比静态松弛，虽然与变形修改激活过程仍然很重要。
2020-06-24 cond-mat.soft
Aging, rejuvenation and thixotropy in complex fluids. Time-dependence of the viscosity at rest and under constant shear rate or shear stress
复杂流体表现出粘度随时间的变化，这归因于触变性和老化。然而，对于哪种现象是哪种变化的根源，没有达成共识。一种新的触变模型定义，包括老化。明确定义了由于触变性和老化引起粘度变化的条件。在一个复杂的流体中的粘度变化在一段时间内的休息后，解构表现出分叉的临界体积分数PHIc 2。对于小于PHIc 2的体积分数，粘度在极限t =>无穷大时保持有限。当体积分数超过临界值时，粘度无限制地增长，因此在静止时发生老化。在恒定剪切速率下没有分叉，而在恒定剪切应力下，模型预测在临界应力sB下粘度的新分叉，与在稳定条件下观察到的屈服应力sy相同。应力sB下粘度的发散最好定义为老化。然而，对于s > sB，粘度仍然是有限的，似乎更可取的是使用重组和解构的概念，而不是老化和复兴。然而，当在老化期间施加应力sA（sB）时，预测较慢的老化并将其讨论为真正的年轻化。在稳定条件下预测塑性行为时，s > SB。赫歇尔-Bulkley模型拟合的应力接近SB的流动曲线，而宾汉模型给出了一个更好的拟合s >> SB。最后，该模型的预测结果与实验数据从文献中的锂皂石凝胶的瞬态行为是一致的。
2008-08-25 cond-mat.soft
Network modelling of yield-stress fluid flow in randomly disordered porous media
The University of Manchester（曼彻斯特大学）；Hokkaido University（北海道大学）
本文提出一种二维无序多孔介质中Herschel-Bulkley流体的孔隙网络模型，考虑壁滑动效应，通过物理压力-流量关系模拟屈服和屈服后运输，验证模型能准确捕捉压力降和流动拓扑演变，揭示近屈服压力损失由孔隙统计决定。
2026-05-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Scaling description of the yielding transition in soft amorphous solids at zero temperature
如果施加足够大的剪切应力，屈服应力材料会流动。尽管这种材料在工业上是普遍存在和相关的，但对于它们如何产生，甚至在温度可忽略不计和不存在诸如剪切带或断裂的流动不均匀性的最简单的情况下，也没有公认的微观描述。在这里，我们提出了一个缩放描述的屈服转变在非晶态固体软颗粒在零温度。我们的描述将表征屈服应力Σc附近流动曲线奇异性的赫歇尔-巴尔克利指数、在阈值处观察到的塑性雪崩的范围和持续时间以及作为它们屈服的应力增量x的函数的软点或剪切转变区的密度P（x）联系起来。我们认为屈服转变的临界指数可以用θ、df和z三个独立的指数来表示，它们分别表征软点密度、雪崩分形维数和雪崩持续时间。我们的描述与当弹性流形被驱动通过随机势时发生的脱钉过渡有一些相似之处，但也存在一些显著的差异。我们测试我们的参数在弹塑性模型，自动机模型中使用的那些类似的脱钉，但具有不同的相互作用内核，并找到令人满意的协议与我们的预测在二维和三维。
2014-11-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic Activated Dynamics Theory of the Shear Rheology and Stress Overshoot in Ultra-Dense Glass-Forming Fluids and Colloidal Suspensions
我们制定了一个微观的，力的水平，激活动力学为基础的连续启动非线性剪切流变学的超致密玻璃形成硬球流体和胶体悬浮液的ECNLE方法的上下文中的物理力学理论。激活结构松弛被描述为一个耦合的本地-非本地事件，涉及笼和较长范围的集体弹性控制的特征应力松弛时间。理论预测的变形引起的迁移率增强，松弛加速在低值的应力，应变，或剪切速率，稳态结构松弛时间和粘度的表观幂律变薄，在剪切变薄制度的非零激活势垒，稳态剪切应力的速率依赖性的表观Herschel-Bulkley形式，动态屈服或流动应力的不同测量值与填充分数的指数增长，以及变形下的降低的脆性和动态不均匀性先前显示与实验良好一致。这里讨论的中心新问题是瞬态响应的定义特征-应力过冲。与稳态流态相反，理解瞬态响应需要明确处理结构、弹性模量和应力松弛时间的耦合非平衡演化。我们制定了一个新的定量模型，这方面的物理动机和计算易处理的方式。应力过冲的理论预测被证明是在良好的协议与实验观察的亚稳超致密制度的硬球胶体悬浮液作为剪切速率和包装分数的函数，并占变形辅助激活运动是至关重要的瞬态和稳态响应。
2022-08-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Criticality in elastoplastic models of amorphous solids with stress-dependent yielding rates
我们分析了不同的弹塑性模型接近屈服转变的行为。我们提出了两种规则的局部屈服事件：屈服发生在局部阈值以上，无论是在一个恒定的速率或与应力过剩的平方根增加的速率。我们建立了一个家庭的“静态”的通用临界指数，不依赖于这个动态的模型规则的细节：特别是，指数的雪崩尺寸分布$P(S)\sim S^{-τ_S}f(S/L^{d_f})$和指数描述的密度的网站在屈服的边缘，我们发现是$P(x)\simeq P(0) + x^θ$的形式与$P(0)\sim L^{-a}$控制极值统计。另一方面，我们讨论了“动态”指数，是敏感的局部屈服规则的细节。我们发现，除了控制雪崩持续时间的动力学指数$z$外，流量曲线的（逆）Herschel-Bulkley指数$β$（$\dotγ\sim(σ-σ_c)^β$）也进入这一类别，并且可以看出两种屈服率情况下的$\frac12$不同。我们通过计算Hébraud-Lequeux模型中的指数变化并找到一个相同的位移来分析支持这个数值观测。我们进一步讨论了一种替代的平均场近似，以产生仅基于所谓的赫斯特指数的累积机械噪声信号，这给出了良好的预测的指数提取的模拟完全空间模型。
2019-10-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Computational Rheometry of Yielding and Viscoplastic Flow in Vane-and-Cup Rheometer Fixtures
一个平面的二维计算分析，以符合传统的和分形的杯形叶片的几何形状，简单的粘塑性流体的准确的流变仪和无滑移。基于自适应增广拉格朗日格式的数值模拟被用来研究在宽范围的宾汉数B（即屈服应力与特征粘性应力的比率）下，N=3至24个臂的叶片工具内和周围的屈服应力流体的二维流场。这允许精确计算具有各种几何形状的叶片周围的速度和应力场，以及直接与流变仪测量的输出扭矩的实验观察结果进行比较，揭示变化和误差的来源。我们描述了叶片结构对流体速度场的影响，从显著扰动远离理想方位运动学的流的少臂十字形叶片（N < 6）到内部结构特征被屈服面成功“掩盖”的多臂分形叶片（N > 12）。这导致粘塑性流体的几乎圆形环的剪切，其与围绕无滑动旋转圆柱形摆锤变形的流体的环形环不可区分，并且导致材料流动曲线的更精确的流变测量。此外，在直接与以前的文献中的数据进行比较，我们表明，叶片表面上的滑动条件不影响速度场或测量的总扭矩T，而光滑的外壁上的滑动条件对数据有显着的影响，即使使用叶片的几何形状。最后，我们描述的影响叶片地形和宾厄姆数，B，上测得的扭矩和流变精度的杯形叶片的几何形状为“简单”（非弹性）屈服应力流体描述的宾厄姆塑料或赫歇尔-Bulkley本构模型。
2022-07-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear-Driven Flow of Athermal, Frictionless, Spherocylinder Suspensions in Two Dimensions: Stress, Jamming, and Contacts
本文用数值模拟的方法研究了在均匀稳态剪切作用下，无热、无摩擦、软核二维球柱的双分散混合物的流动。能量耗散是通过相对于均匀剪切的主体流体的粘性阻力，给出具有牛顿流变学的非布朗悬浮液的模型。我们研究压力$p$和偏剪切应力$σ$作为填充分数$ϕ$，应变率$\dotγ$，和参数$α$，测量颗粒的非球面性的函数。我们考虑的各向异性的应力张量，宏观摩擦$μ=σ/p$，和发散的传输系数$η_p=p/\dotγ$的$ϕ$增加到堵塞$ϕ_J$。从Herschel-Bulkley流变学分析以上干扰，我们估计$ϕ_J$作为$α$的函数，并表明，随着$α$的变化，$ϕ_J$与$α$的变化是流变学差异的主要原因。然而，详细的缩放分析的发散$η_p$为我们最细长的粒子表明，塞过渡spherocylinders可能是在一个不同的普适性类比圆盘。我们计算了系统中每个粒子$Z$的接触数，并表明在干扰时$Z_J$是$α$的非单调函数，它总是小于均衡值。我们测量的概率分布的接触每单位表面长度$\mathcal{P}(\vartheta)$在极角$\vartheta$相对于spherocylinder脊柱，并发现，$α\to 0$这种分布似乎发散在$\vartheta=π/2$，给一个有限的极限概率接触上消失的小平面两侧spherocylinder。最后，我们考虑的平均接触力的变化作为在颗粒表面上的位置的函数。
2019-10-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Data-driven rheological characterization of stress buildup and relaxation in thermal greases
针对热润滑脂的应力松弛与建立行为，本文采用 PINN 数据驱动反演 TEVP 与 NEVP 本构参数，并通过未见剪切速率、阶跃应变及 Herschel–Bulkley 拟合验证模型。
2023-09-22 cond-mat.soft physics.app-ph
