Accurate statistics of a flexible polymer chain in shear flow
我们提出了精确的和分析准确的结果剪切流中的柔性聚合物链的问题。在这种流动下，聚合物翻滚，并且聚合物的翻滚时间$τ$的概率分布以指数方式衰减为$\sim \exp(-ατ/τ_0)$（其中$τ_0$是最长的弛豫时间）。我们表明，对于一个Rouse链，这个非平凡常数$α$可以计算在大的韦森伯格数（高剪切速率）的限制，并在很好的协议与我们的模拟结果$α\simeq 0.324$。我们还精确地推导出了聚合物的端到端矢量的长度和取向角的分布函数。
2008-11-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Arrested phase separation and chiral symmetry breaking in active dumbbells under shear
本文通过分子动力学模拟研究剪切下活性哑铃粒子的相分离，发现剪切会抑制团簇生长并导致手性对称破缺，粒子以特定角度指向团簇中心以抵抗剪切力矩，从而增强团簇稳定性。
2025-09-21 cond-mat.soft
Enhanced shear separation for chiral magnetic colloidal aggregates
我们研究了最简单的胶体螺旋桨的设计原理，这是一种由四个相同的球体组成的结构，可以将平移与旋转结合起来，产生受控的漂移运动。通过考虑超顺磁珠，我们表明，同时行动的磁场和剪切流导致迁移的集群在涡度方向。我们调查的迁移速度对集群的几何参数的依赖性，并发现显着的集群分离可以实现在典型的操作条件下的微流控装置。
2010-11-05 cond-mat.soft
Effects of disorder and chain stiffening on the elasticity of flexible polymer networks
我们研究如何分布的轮廓长度和高拉伸硬化的个别链段影响的宏观剪切模量的柔性聚合物凝胶，使用二维数值模型，其中聚合物段形成三角形网络和无序引入通过改变它们的轮廓长度。我们表明，在相关的参数范围内：（i）的非仿射贡献的剪切模量是可以忽略不计的，即玻恩近似是令人满意的;（ii）的剪切模量是占主导地位的贡献来自平衡链张力。此外，在节点处的机械平衡引起链段的端到端距离和轮廓长度之间的特定相关性，这必须被适当地考虑以构建链压力和剪切模量的合理估计。
2016-10-27 cond-mat.soft
Flexible fibers in shear flow approach attracting periodic solutions
在没有惯性的情况下，对剪切流中单个非布朗柔性纤维的三维动力学进行了数值计算。广泛的比率A的弯曲水动力和数百个初始配置被认为是。我们表明，在剪切流中的柔性纤维表现出更复杂的演变模式比在拉伸流的情况下，当A超过连续的阈值时，观察到的特征形状的高阶模式的过渡。在剪切流中，我们确定存在一个吸引稳定的配置和不同的吸引周期性运动，分别接近长期滚动，翻滚和蜿蜒的动力学模式。我们证明了第一和第二模式的最后阶段是有效的杰弗里轨道，与常数参数C替换为指数函数，要么衰减或增加的时间，分别对应于系统漂移的轨迹。在C趋于零时，纤维与涡度方向对齐，在C趋于无穷大时，纤维在剪切平面内周期性地翻滚。对于中等的A值，存在三维曲折周期运动，其对应于中等的C值。瞬态，接近周期性振荡也检测到在第一阶段的模式。
2019-11-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Chirality-induced bacterial rheotaxis in bulk shear flows
游动细菌与流体的相互作用控制了它们探索复杂环境的能力，这对许多社会和环境挑战至关重要，并且与细胞分选等微流体应用相关。结合实验，数值和理论分析，我们提出了一个全面的研究运动细菌在剪切流中的运输。在实验上，我们以高精度和大范围的流速获得了空间分辨的速度和方向分布。他们是在很好的协议与运动学模型的模拟占随机和微流体动力学特性，特别是鞭毛手性。理论分析揭示了在中等剪切速率下使用手性参数的平均流变速度背后的标度律，并解释了在大剪切速率下从固定点的边缘稳定性导致饱和的重取向动力学。我们的研究结果构成了一个完整的理解的物理机制和相关参数的细菌批量趋流性。
2020-03-09 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Viscosity of flexible and semiflexible ring melts -- molecular origins and flow-induced segregation
该研究通过数值模拟对比了柔性与半柔性环状熔体与线性链系统的粘度分子起源，发现环刚度增加导致缠结簇形成并在剪切下解体，引发剪切变稀与非牛顿行为，且流动会使柔性/半柔性环共混物分离，可用于微流控分离。
2023-07-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of flexible filaments in oscillatory shear flows
柔性纤维和粘性流之间的流体-结构相互作用在各种生物现象、医学问题和工业过程中起着至关重要的作用。特别令人感兴趣的是在随时间变化的流动中自由输送的颗粒的情况。本研究结合微流控实验、数值模拟和理论模型，阐明了振荡剪切流作用下肌动蛋白丝的动力学和形态学。我们的工作表明，在稳定的剪切流，其中小的取向波动从流动对齐状态启动翻滚和变形，周期性的流动逆转允许长丝在每个周期的开始探索许多不同的配置。半周期振荡期间的暗条运动的调查突出了紧急动力学的初始暗条取向的关键作用。这种强烈的方向和变形之间的耦合导致新的变形制度和新的高阶屈曲模式不存在于稳定的剪切流。我们的分析的主要结果是抑制的屈曲不稳定性的振荡频率和初始细丝取向的某些组合的可能性，即使在非常强的流动。我们解释这种不寻常的行为，通过弱非线性朗道理论的屈曲，在该理论中，我们把长丝作为不可扩展的布朗欧拉-伯努利杆的流体动力学描述的本地细长体理论。
2022-05-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Re-entrant bimodality in spheroidal chiral swimmers in shear flow
我们使用一个连续介质模型报告的行为的稀释悬浮液的手征游泳受到外部施加的剪切平面通道。游泳者的取向，在施加的剪切响应的特点是两个不同的阶段的行为，对应于单峰或双峰分布函数的游泳者取向沿通道。这些阶段表明发生（或不发生）的人口分裂现象改变的宏观部分的活性颗粒的游动方向的确切相反的规定所施加的流量。我们提出了一个详细的定量分析阐明的复杂性添加到人口分裂行为的游泳者，当他们是手性的。特别是，从单峰到双峰的过渡，反之亦然，显示通过改变手性角速度跨越参数空间的再入行为。我们还提出了显着的颗粒纵横比和自推进速度对系统相行为的影响，并讨论了我们的研究结果在应用中，如游泳者分离/分选的潜在影响。
2018-03-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Tuning the shear and extensional rheology of semi-flexible polyelectrolyte solutions
本文以黄原胶溶液为模型，系统研究离子强度和浓度对半柔性聚电解质剪切与拉伸流变行为的调控规律，并提出利用毛细变细动力学转变识别流变有效重叠浓度的简便实验方法。
2024-10-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Asymmetric bistability of chiral particle orientation in viscous shear flows
本研究通过微打印制造手性微颗粒，在微流控实验中揭示其取向存在不对称双稳态，并用无调节参数的理论模型定量解释，深化了对细菌流变趋向性的理解。
2023-10-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear-induced bimodality and stability analysis of chiral spheroidal swimmers
本文研究了平面通道中受Poietille流（压力驱动）作用的手征（圆泳）和非手征泳者的剪切诱导行为。游泳者被建模为主动的布朗球体，以固定的速度自推进，沿着对称轴指向。我们认为这两种情况下的扁长和扁圆的游泳者，并主要集中在游泳者，拥有一个内在的，或主动的，逆时针角速度，除了剪切引起的角速度，他们获得的通道内流（杰弗里轨道）。概率的结果是建立使用Smoluchowski方程内的位置取向相空间，数值求解。我们发现，剪切和手性诱导的角速度之间的相互作用，结合由于粒子自推进和空间粒子壁相互作用的影响，导致一个有趣的范围内的效果，包括钉扎，偏心和近壁积累的游泳者在通道内。这进一步伴随着游泳运动员的线性稳定性分析，用于解释概率结果。我们讨论了定性差异的概率结果，出现由于不同制度的旋转动力学的游泳者在通道流，特别是剪切捕获/逃逸的扁长/扁圆形的游泳者和不同的纬度与每个游泳者的形状相关的固定点。我们的研究结果指出，可能的机制，流动驱动分离的活性球状粒子的手征强度的基础上。
2023-02-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Separation of Flexible Enantiomers Using Shear Flow
University of Notre Dame（圣母大学）
本研究通过分子动力学探究将分子柔性纳入分子螺距框架的影响，评估两种药物对映体的剪切流分离潜力，预测10纳秒尺度下柔性对映体可线性分离，数小时内可达厘米级分离。
2026-08-18 cond-mat.soft physics.chem-ph
Complex chiral columns made of achiral quinoxaline derivatives with semi-flexible cores
具有半柔性核的喹喔啉衍生物介晶材料被报道可以在柱状六方相下形成具有大晶胞和Fddd对称性的新型三维柱状结构。三维柱状结构是由相反手性的螺旋柱排列成三角形晶格所施加的挫折的结果。所研究的材料具有荧光性质，可以很容易地通过改变分子结构来调节，具有扩展的π电子共轭系统的化合物形成聚集体，荧光被猝灭。对于具有柔性结构的分子，荧光量子产率达到25%。另一方面，具有更刚性的介晶核的化合物，其荧光被抑制，显示出强的空穴光电流。对于一些材料，还观察到双极性：空穴和电子转移。
2021-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Rheotaxis of chiral bacteria: from single-cell behavior to a population-level description
由于它们的形态，悬浮在介质中的细菌的动力学可以表现出复杂的行为。在存在剪切时，游动细菌经历垂直于剪切平面的漂移。这种漂移，称为趋流性，在这里研究半解析，数值和实验。我们发现细菌的方向和细菌的速度对剪切速率的依赖性，在存在旋转扩散。这使我们能够表明，垂直于剪切的细菌漂移速度主要是由于细菌推进，而不是趋流力。通过比较细菌的漂移速度和扩散速度，可以得出佩克莱数的定义。的趋流性的效果增加的剪切，达到一个平台，在非常大的Péclet数，在良好的协议与实验中进行的微流体液滴的趋流性。
2022-03-17 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Emergent odd response in active chiral films
International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（国际理论科学中心，塔塔基础研究院）
研究活性手性薄膜中奇响应的产生，基于经典剪切流变学，用动力学理论从微观推导其应力响应，揭示相关机制，数值解突出强剪切下的特征，确立活性手性薄膜为奇流体动力学新可控环境。
2026-11-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Spiral folding of a flexible chain of chiral active particles
本文通过计算机模拟研究了二维手性活性布朗粒子柔性聚合物链，发现手性活性力使其回转半径显著减小并形成两端反向螺旋，绘制了圈数相图并揭示了旋转频率的幂律行为及回转半径与链长的标度关系。
2025-03-04 cond-mat.soft
Supercoiled ring polymers under shear flow
本文通过单体分辨模拟对比有无流体动力学相互作用，揭示超螺旋环形聚合物在剪切下形状稳定、抗翻滚与取向增强，并在强剪切中发生writhe到twist的拓扑转变。
2024-04-16 cond-mat.soft
Chirality separation of mixed chiral microswimmers in a periodic channel
数值研究了具有规则排列刚性半圆障碍物的通道中混合手性微游泳者的动力学和分离。对于零剪切流动，不同手性颗粒的输运行为相同：平均速度随旋转扩散系数的增大而减小，通过调节角速度可以改变输运方向，存在一个最佳填充率值，在此值处平均速度最大.然而，当考虑剪切流时，不同的手性颗粒表现出不同的行为。通过适当地调整参数，具有不同手征性的粒子可以在不同方向上移动并被分离。此外，我们还提出了一种空间分离的方法，通过引入一个恒定的负载，其中逆时针和顺时针粒子停留在不同的区域的通道。
2015-05-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Configuration Dynamics of a Flexible Polymer Chain in a Bath of Chiral Active Particles
我们研究了具有动态手性的活性粒子浴中柔性聚合物链的构型动力学，即，通过二维空间中的朗之万动力学模拟，粒子除了自推进之外还以确定的角速度$ω$旋转。特别注意的回转半径$R_{g}$的变化与推进速度$v_{0}$，角速度$ω$和链长。我们发现，在一个典型的非零$ω$的手性浴，链第一次崩溃成一个小的紧凑的集群和溶胀再次增加$v_{0}$，在完全相反的情况下，为正常的非手性浴$(ω=0)$，其中一个灵活的链溶胀增加$v_{0}$。更有趣的是，如果链长足够大，聚合物甚至可以形成闭环，如果$v_{0}$很大，它可能与簇一起振荡。因此，回转半径$R_{g}$显示出对$v_{0}$的非平凡非单调依赖性，即，对于相对较短的链，它经历一个最小值，对于较长的链，它经历两个最小值，其间有一个最大值。我们的分析表明，这种有趣的现象主要是由于两个角色之间的竞争所发挥的手性活性浴：而持久性运动由于颗粒活动往往会拉伸链，颗粒的圆周运动可能会导致有效的渗透压，往往崩溃的链。此外，圆周运动$R_{0}=v_{0}/ω$的大小显示出重要的作用，因为对于不同的$ω$，在几乎相同的$R_{0}$值下观察到紧密的团簇和闭合的环。
2019-08-24 cond-mat.soft
Elasticity and Plasticity in Stiff and Flexible Oligomeric Glasses
在本文中，我们专注于低聚物玻璃（蜡）的机械性能，采用微观模型，提供，通过数值模拟，信息有关的剪切模量的这种材料，通过塑性不稳定性的故障机制和低聚物本身的几何响应的机械载荷。我们提出了一个微观理论，解释了数值观察到的现象，包括剪切模量和塑性不稳定性的精确理论，本地和系统跨越。此外，我们提出了一个模型来解释的几何变化的寡聚链下增加应变。
2014-07-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Complex dynamics of long, flexible fibers in shear
Tulane University（杜兰大学）；Flatiron Institute, Simons Foundation（西蒙斯基金会平顿研究所）
研究长柔性纤维在剪切流中的复杂动力学行为，通过计算方法揭示纤维旋转、形状演变及多级屈曲和缠绕现象的机制。
2019-03-23 cond-mat.soft cs.NA math.NA
Dynamics of flexible fibers in confined shear flows at finite Reynolds numbers
本文扩展了FPD方法并结合LBM的MRT格式，数值研究了有限雷诺数下二维库埃特流中柔性纤维的动力学，发现弱受限和小雷诺数下存在三种翻滚轨道，且增加雷诺数或受限强度会阻碍纤维翻滚。
2023-02-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dynamics of a flexible polymer in planar mixed flow
我们提出了精确的时空关联函数的劳斯聚合物链浸没在流体中的平面混合流，在稳态。使用这些修正器，确定与第一次通过翻滚事件相关的时间尺度分布函数通常是困难的;最近在Phys. Rev. Lett. 101，188301（2008），对于“简单剪切”流动的特殊情况。我们在这里表明，在后一份文件中使用的方法失败的一般混合流问题。在简单切变的情况下，我们也给出了与角翻滚时间分布的指数尾相关的指数$θ$的许多新的估计
2011-09-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergent odd viscoelasticity in chiral soft glassy materials
University of Göttingen（哥廷根大学）；Ecole Polytechnique de l’Université de Nantes, LTeN, U6607, Nantes Université（南特大学理工学院，LTeN，U6607）；King’s College London（伦敦国王学院）
本研究引入手性软玻璃态流变模型，揭示手性软玻璃态材料中奇性粘弹性的涌现机制，发现奇性粘度随活性旋转频率降低而增大，奇性粘弹性谱兼具ω=2Ω附近共振效应与高频玻璃态幂律特性。
2026-09-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reentrant melting of scarred odd crystals by self-shear
Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research（贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心）；Indian Institute of Science（印度科学学院）；Raman Research Institute（拉曼研究所）
通过晶界疤痕的自剪切作用，研究发现奇数弹性固体在特定条件下发生重新进入熔化转变。
2025-12-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Characteristic features of self-avoiding active Brownian polymers under linear shear flow
本文通过布朗动力学模拟研究了剪切流与活性噪声下柔性线性聚合物的构象与动力学特性，发现活性噪声会显著改变其幂律标度指数，并使剪切诱导拉伸呈现先压缩后拉伸的非单调行为。
2023-11-20 cond-mat.soft
Chaos and irreversibility of a flexible filament in periodically-driven Stokes flow
由于不存在非线性效应，低雷诺数下牛顿流体的流动一般是规则的和时间可逆的。例如，如果流体被其随后反向的边界运动剪切，则所有流体元素返回到其初始位置。因此，微通道中的混合仅由于分子扩散而发生，并且非常缓慢。在这里，我们表明，数值，引入一个单一的，自由浮动的，灵活的细丝在一个时间周期性的线性剪切流可以打破可逆性，并引起混乱，由于弹性非线性，如果弯曲刚度的细丝是在一个精心选择的范围内。在此范围内，不仅丝的形状是时空混沌的，而且流动是有效的混合器。总体而言，我们发现五个动力学阶段：一个刚性的灯丝的形状是时不变的-无论是直的或屈曲;它经历了一个周期2分叉的灯丝是软的;成为时空混乱的更软的灯丝，但令人惊讶的是，混乱被抑制，如果弯曲刚度进一步降低。
2022-08-17 cond-mat.soft
Semiflexible polymers under external fields confined to two dimensions
通过分子动力学模拟研究了二维半柔性聚合物的非平衡结构和动力学性质。三种不同的情况被认为是：力的延伸关系的拴系聚合物，最初拉伸的半柔性聚合物的松弛，和剪切流动下的半柔性聚合物。我们发现定量协议与理论预测的力-延伸关系和熵收缩聚合物的时间依赖性。剪切流动下的半柔性聚合物在大的剪切速率下表现出显着的构象变化，其中刚性较低的聚合物被流动延伸，而刚性较高的聚合物被收缩。此外，聚合物通过流动排列，从而二维半柔性聚合物的行为类似于三维柔性聚合物。在高剪切速率下，翻滚时间显示幂律依赖性，其指数与三维系统中的柔性聚合物的指数相当。
2012-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Direct visualization of flow-induced conformational transitions of single actin filaments in entangled solutions
虽然半柔性聚合物和纤维因其丰富的机械性能而成为一类重要的材料，但目前尚不清楚这些性能与聚合物的微观构造有何关系。肌动蛋白细丝构成理想的模型聚合物系统，由于它们的微米尺寸的长度和相对高的刚度，允许在单丝水平成像。在这里，我们研究了在剪切流中的肌动蛋白丝的构象动力学缠结的效果。我们直接测量完整的三维构象的单个肌动蛋白丝，使用共聚焦显微镜结合一个反向旋转锥板剪切细胞。我们发现，最初纠缠的长丝形成解开取向有序的发夹，局限于流涡平面。此外，剪切流导致发夹尾部的拉伸和剪切对齐，而长丝长度分布保持不变。这些观察结果解释了缠结的F-肌动蛋白溶液的应变软化和剪切稀化行为，这有助于理解含有半柔性聚合物的复杂流体的流动行为。
2015-01-09 cond-mat.soft physics.bio-ph
Dynamics of a Semiflexible Polymer or Polymer Ring in Shear Flow
聚合物暴露于剪切流表现出丰富的翻滚动力学。当刚性杆在杰弗里轨道上旋转时，柔性聚合物在翻滚时会拉伸和卷曲。理论结果表明，在这两种渐近状态下，强度为γ的线性剪切流中的翻滚频率f_c在Weissenberg数Wi=γτ中服从幂律Wi^（2/3），其中τ是聚合物弛豫动力学的特征时间。对于柔性聚合物，这些理论结果得到了实验单分子研究的证实。然而，对于中间的半柔性机制，情况就不那么清楚了。在这里，我们进行了广泛的布朗动力学模拟，探索翻滚动力学的半柔性聚合物在很宽的范围内的剪切强度和聚合物的持久性长度l_p。我们发现，单独的Weissenberg数不足以充分表征翻滚动力学，和经典的标度律故障。相反，聚合物的刚度和剪切速率都是相关的控制参数。基于我们的布朗动力学模拟，我们假设在与细胞骨架丝最相关的参数范围内，存在明显的标度行为，f_c τ*=Wi^（3/4）f_c（x），Wi=γτ*，标度变量x=（l_p/L）（Wi）^（-1/3）;这里τ* 是聚合物的质心扩散其自身轮廓长度L所需的时间。将这些结果与F-肌动蛋白的实验数据进行比较，我们发现Wi^（3/4）标度律在定量上比经典Wi^（2/3）标度律更符合数据。最后，我们将我们的结果扩展到单环聚合物在剪切流中，并发现类似的结果，线性聚合物略有不同的幂律。
2014-03-10 cond-mat.soft q-bio.BM
Chirality and Equilibrium Biopolymer Bundles
我们使用连续介质理论表明，手性是生物聚合物聚集的关键热力学控制参数：手性在中等不良溶剂条件下产生稳定的分散相六边形束，如在F-肌动蛋白的{ \it体外}研究中所观察到的那样[O. Pelletier { \it等}，物理修订版信函{ \bf 91}，148102（2003）]。这些手征束的大特征半径不是由神秘的长程分子相互作用决定的，而是由手征扭矩和有序链应变张量中一个不寻常但普遍的非线性规范项之间的相互作用所产生的面内剪切弹性应力决定的。
2007-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear-thinning in Polymer Melts -- Molecular Origins and Hybrid Multiscale Simulations
我们研究了剪切稀化的柔性，半柔性和刚性低聚物的熔体与粗粒度模拟剪切熔体的分子起源。排列，拉伸和翻滚模式或后者的抑制都有助于理解宏观流动特性如何从分子水平出现。通过模拟剪切流中的单链，我们确定这些现象是集体性质的，并通过链间相互作用而产生的，哪些已经存在于稀体系中。在这些微观模拟的基础上，我们通过欧文-柯克伍德公式确定了非牛顿聚合物流体的相应宏观应力张量。低聚物熔体中的剪切变稀效应也表现出宏观模拟的通道流。后者已获得的不连续Galerkin方法近似宏观聚合物流动。我们的研究证实了微观细节的影响，在短的聚合物的分子结构，如链的灵活性对宏观聚合物流动。
2021-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergent Stripes of Active Rotors in Shear Flows
通过数值模拟研究了主动转子剪切诱导自组织成条状聚集体的过程。的转子，建模单层的摩擦球，只有当他们相对于施加的剪切流的涡反向旋转时，发展成条纹状的微观结构。条纹的平均宽度被证明是线性依赖于相对强度的主动扭矩的剪切速率。通过洞察三种集体粒子行为，即，剪切诱导的扩散，旋转诱导的重排，和边缘流，我们解释的颗粒条纹的形成机制。此外，流变学的结果显示的依赖性的剪切和旋转粘度上的主动扭矩方向和奇异的法向应力响应。通过展示一种主动转子的集体现象，我们的研究为理解手性活性物质铺平了道路。
2022-01-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Transient shear banding in the nematic dumbbell model of liquid crystalline polymers
在液晶聚合物（LCP）的剪切流动中，对于某些材料，液晶指向矢取向可以与流动方向对齐，但在其他材料中连续翻转。哑铃型流变模型最初是用来描述流动取向型半柔性液晶聚合物的流变特性，本文主要研究流动取向型液晶聚合物。在单畴LCP的剪切流中，通常假定速度的空间分布是均匀的。这与聚合物溶液相反，在实验中观察到高度不均匀的空间速度分布。我们分析的ND模型，在本构模型中的附加梯度项，使用线性稳定性分析。我们研究了恒定施加剪切应力和恒定施加剪切速率的不同情况。我们发现，ND模型有一个瞬态流动不稳定性的空间不均匀的流速的形成为某些起始方向的导演。我们计算的空间分辨的流动剖面恒定施加的应力和恒定施加的剪切速率在启动从休息，使用一个空间维度的模型来说明流体的流动行为。对于低剪切速率，流动逆转可以被看作是导向器与流动方向重新对准，而对于高剪切速率，导向器重新取向同时发生在间隙上。实验上，这种不均匀的流动被预测在LCP的流动反转实验中观察到。
2018-02-20 cond-mat.soft
Rheology of an inverted cholesteric droplet under shear flow
采用格子Boltzmann方法研究了对称剪切流场中胆甾相液晶介质中准二维各向同性液滴的动力学行为。我们考虑一个几何形状，其中流动方向是沿轴的的轴，因为这种设置表现出显着的粘弹性对外部应力的响应。我们发现，动力学依赖于剪切速率的大小，液晶在液滴界面的锚定强度和手性。在低剪切速率和弱界面锚定条件下，体系表现出非牛顿行为，而在高剪切速率和强界面锚定条件下，体系表现出类牛顿行为。这是通过估计二次流动剖面，即沿面外方向出现的流动（不存在于完全牛顿流体，如水），并通过监测缺陷的形成和动态改变显着的系统的流变响应来研究的。
2018-07-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Statistical mechanics of a chiral active fluid
本文以活性旋转体流体为例，展示了远离平衡态时热力学的涌现，发现单一有效温度可同时参数化状态方程与玻尔兹曼统计，并经速度关联重整化后通过 Green-Kubo 关系控制剪切粘度与奇粘度的线性响应，为非平衡热力学提供了第一性原理推导。
2020-02-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flexible filaments buckle into helicoidal shapes in strong compressional flows
卷曲或螺旋形态的出现在自然界中是常见的，从植物根到DNA包装到病毒衣壳，以及在诸如石油钻探过程的应用中。在许多示例中，手征结构由直纤维的屈曲产生，该直纤维具有固有扭曲或者除了压缩力之外还被施加了端部力矩。在这里，我们阐明了一个通用的方式来形成规则的螺旋形状从非手性直丝运输粘性流与自由端。通过使用荧光标记的肌动蛋白丝在微流体发散流和两组不同的数值模拟的实验相结合，我们证明了螺旋形成的鲁棒性。进行非线性稳定性分析，并解释了这种手性结构的出现，从垂直平面屈曲模式的非线性相互作用，效果，只需要一个强大的压缩流，独立的确切性质的纤维或流场的类型。发现的形态转变和表征的新兴构象的基本机制推进了我们对几个生物和工业过程的理解，也可以用于手性物体的可控微制造。
2019-10-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Two-dimensional active polar semiflexible polymer under shear flow
Istituto Applicazioni Calcolo, CNR（意大利国家研究委员会计算应用研究所）；Institute for Advanced Simulation, Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心先进模拟研究所）
研究二维半柔性主动极性聚合物在剪切流下的非平衡结构与动力学特性，发现其构型变化、对齐和翻转运动受半柔性影响，活动性显著影响流变性质，甚至在弱流中呈现负粘度。
2026-04-07 cond-mat.soft physics.comp-ph
Separation of chiral particles in micro- or nanofluidic channels
我们提出了一种在微流控或纳流控通道中分离对映体的方法。它需要打破手征对称性并具有高局部剪切区域的流动剖面。这种轮廓可以在由具有不同流体动力学边界条件（例如滑移长度）的壁限定的通道中产生。由于非线性流体动力学效应，具有不同手性的颗粒以不同的速度迁移并且可以分离。通过计算机模拟证明了该机制。我们调查的热波动（即Péclet数）的影响，并表明，在线性响应制度的效果消失。微观流动的细节是重要的，并确定哪些体积力是实现分离所必需的。
2012-04-18 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Flexible filament in time-periodic viscous flow: shape chaos and period three
我们研究了一个单一的，自由浮动，不可伸展，弹性细丝在线性剪切流：$\mathbf{U}_{0}(x,y) = \dotγ y \hat{x}$。在我们的模型中：弹性能仅取决于弯曲;应变率$\dotγ = S \sin(ωt)$是时间的周期函数$t$ ;并且细丝和流动之间的相互作用近似为局部各向同性拖曳力。基于灯丝的形状，我们发现五个不同的动力学阶段：直，屈曲，周期性（周期2，周期3，周期4等），混沌，和一个混沌瞬态。在混沌阶段，我们表明，角的迭代映射，其中的端到端的长丝向量与切线的一端，有周期3的解决方案，因此它是混沌的。此外，在混沌相的流动是一个有效的混合器。
2022-10-10 cond-mat.soft
Shear-Induced Wobbling and Motility Suppression in Swimming Bacteria
School of Physics, Northwest University（西北大学物理学院）；Department of Mechanical Engineering, The University of Hong Kong（香港大学机械工程系）
研究揭示剪切流通过影响细菌体鞭毛不对齐，增强摆动并抑制迁移，揭示了流体对细菌运动的调控机制。
2026-01-23 cond-mat.soft
Effect of thermal fluctuations on the average shape of a graphene nanosheet suspended in a shear flow
本研究结合分子动力学与边界积分模拟，发现中等热涨落下柔性石墨烯纳米片的时间平均S形与无热涨落预测值相当，热诱导形状涨落对大而有限佩克莱数的稀悬浮液流变特性影响较小。
2024-12-12 cond-mat.soft physics.comp-ph
Active Polar Ring Polymer in Shear Flow -- An Analytical Study
本文通过本征函数展开解析求解剪切流下含切向主动力的半柔性极性环聚合物，揭示其稳态同于被动环，但活性频率与剪切共同决定坦克履带式、弛豫主导及翻滚动力学转变。
2024-07-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Nanomechanics of Shear Rate-Dependent Stiffening in Micellar Electrically Conductive Polymers
Cornell University（康奈尔大学）；Manlius Pebble Hill School（马尼乌斯皮布尔山学校）；Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering, Cornell University（康奈尔大学西布雷机械与航空航天工程学院）
本研究通过多尺度粗粒化模拟，揭示了PAMPSA-PANI导电聚合物在低、高剪切速率下分别通过胶束聚结致密化和核心解离形成取向纤维两种机制，实现跨三个数量级剪切速率的可逆机械刚化，为设计速率自适应固态聚合物提供了分子级框架。
2025-10-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Tethered flexible polymer under oscillatory linear flow
本文通过数值模拟研究了振荡线性流中束缚于反射壁的二维柔性聚合物的非平衡结构与动力学，发现其在高低应变下呈现不同的拉伸、回缩与翻转构象，且质心运动表现出垂直于流动方向的频率倍增现象。
2024-07-21 cond-mat.soft
Lateral migration of flexible fibers in Poiseuille flow between two parallel planar solid walls
本文从Stokes方程出发，用精确的多极程序HYDROMULTIPOLE数值求解了非布朗柔性纤维在两个平行平面固体壁之间Poillille流中的动力学。纤维向离壁zc的临界距离迁移，这显著取决于纤维长度N和弯曲刚度A。因此，zc的计算值可用于分选纤维。三种模式的动力学被发现，取决于一个剪切弯曲参数γ。在第一种模式中，刚性纤维仅稍微变形并靠近壁积聚，这是由于远离通道漂移的趋势和与壁的排斥性流体动力相互作用之间的平衡。这一机制通过在无界Poiffille流中的模拟得到了证实。在第二种模式中，柔性纤维显著变形并远离壁积聚。在这两种模式下，翻滚模式是可重复的。在第三种模式中，纤维甚至更加弯曲，并且它们的翻滚是不规则的。
2012-08-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Hydrodynamic stress maps on the surface of a flexible fin-like foil
本文通过对三维流场的测量，确定了俯仰和变形水翼表面压力和剪应力分布的时间依赖性。周期平均应力图的存在和不存在的情况下获得的稳定流周围的箔。速度矢量场通过体积三分量粒子跟踪测速法确定，随后插入到纳维-斯托克斯方程中以计算总流体动力应力张量。此外，我们还对此类测量进行了仔细的误差分析，表明可以对应力分布进行局部评估。在实验中使用的扑翼设计允许与一个小的梯形鱼鳍比较，在控制振荡流态的比例法则。采用非定常Euler-Bernoulli梁理论，从偏转水翼的偏转量出发，推导出其瞬时横向力分布，从而验证了由流体速度场得到的水动力应力的空间分布。力的时间依赖性的一致性进行了验证，使用控制体积分析。
2019-10-22 cond-mat.soft
Geometric localization in supported elastic struts
局部变形模式是形态发生中的常见基序，并且在材料科学中日益发现广泛的应用，例如作为存储器件。在这里，我们描述了空间局部化变形的出现在一个最小的机械系统，通过探索的影响的增长和剪切的构象的半柔性长丝连接到一个柔韧的可剪切基板。我们结合数值模拟的离散杆模型与理论分析的微分方程恢复在连续极限量化（在比例定律的形式）几何，力学和增长如何共同作用，以产生这种局部结构在这个系统中。我们发现，空间局部变形沿长丝出现中间剪切模量和增长。最后，我们使用3D打印多材料模型系统的实验来证明剪切和生长量的外部控制调节了局部应变纹理的空间范围。
2019-06-11 cond-mat.soft nlin.PS physics.app-ph
Parallel three-dimensional simulations of quasi-static elastoplastic solids
亚弹塑性是一种灵活的框架，用于模拟许多硬质材料在小弹性形变和大塑性形变下的力学。在典型的加载速率下，这些材料的大多数实验室试验发生在准静态极限，但很少有现有的数值方法为这个物理制度量身定制。在这项工作中，我们扩展到三维最近的投影方法模拟准静态亚弹塑性材料。该方法基于与不可压缩纳维-斯托克斯方程的数学对应关系，其中Chorin（1968）的投影方法是一种已建立的数值技术。我们开发并利用一个三维并行几何多重网格求解器来解决一个线性系统的准静态投影。我们的方法是通过模拟三维剪切带的成核和生长，在许多材料中失败的前兆进行测试。作为一个示例系统，我们采用了基于剪切转变区理论的大块金属玻璃的物理模型，但该方法可以应用于任何弹塑性模型。我们考虑几个例子的三维剪切带，并检查剪切带的形成在物理上现实的材料与非均匀的初始条件下，简单的剪切变形和边界条件的启发摩擦焊接。
2020-10-30 cond-mat.soft physics.comp-ph
