Coarsening of Two Dimensional Foam on a Dome
在本文中，我们报告的气泡增长率和统计的气泡拓扑结构的粗化的干泡沫包含在两个半球之间的狭窄的间隙。与平坦空间中的粗化相比，六边气泡既不生长也不收缩，我们观察到六边气泡随时间以取决于其大小的速率生长。这一结果与J.E. Avron和D.莱文对于具有不同边数的气泡，除了可能的七个，在生长速率数据中有太多的噪声来证明与平坦空间中的粗化的差异。在统计方面的泡沫拓扑结构，我们发现较少的3，4，和5边的泡沫，和更多的6和更大的边的泡沫，在平坦的空间相比，固定分布的粗化。我们还发现良好的一般协议的平均数的n边泡沫的邻居的侧边的Mesav-Weaire定律。
2012-07-25 cond-mat.soft
Statistics of bubble rearrangement dynamics in a coarsening foam
我们使用散斑可见度光谱测量的时间依赖性的气泡重排事件，驱动的水泡沫中的粗化。该技术给出了在规定体积的样品内的平均散射点速度的时间轨迹。结果进行了分析的事件时间，事件速度和事件位移的分布。还测量了连续事件之间的休息时间的分布;与扩散波光谱结果的比较表明，典型事件的空间结构由仅几个气泡的核心组成，这些气泡经历拓扑变化加上周围的气泡晕，这些气泡的晕移动的量在四到五个气泡处衰减到一个波长。连续事件之间的持续时间，速度和休息时间之间没有相关性。
2008-07-15 cond-mat.soft
Growth laws and self-similar growth regimes of coarsening two-dimensional foams: Transition from dry to wet limits
本文研究了任意含液率的二维粗化泡沫的拓扑和几何结构。为了在由von Neumann定律描述的干极限和由Marqusee方程描述的湿极限之间进行插值，相关的气泡特性是平台边界半径和一个新的变量，有效边数。我们提出了单个气泡生长速率的方程，该方程是通过气泡-气泡界面和通过气泡-平台边界界面的生长的加权和。由此产生的预测成功地测试，没有可调参数，使用广泛的二维波茨模型模拟。模拟还表明，自相似的增长制度，观察到在任何液体部分，并确定如何的平均尺寸增长指数，侧数分布和相对尺寸分布之间的极端限制插值。应用包括浓缩乳液、多晶体中的颗粒和其他由曲率驱动的粗化领域。
2012-03-30 cond-mat.soft
Slow viscoelastic relaxation and aging in aqueous foam
与乳液、糊剂和许多其他形式的软凝聚物质一样，含水泡沫在受到太小而不能引起任何塑性流动的应力时呈现缓慢的机械松弛。为了确定这种粘弹性行为的物理起源，我们模拟了干燥无序粗化2D泡沫如何响应于小的外加应力。我们发现长时间弛豫的机制是由粗化诱导的小气泡团的重排。这些研究结果是完全一致的比例定律以前来自实验蠕变数据的3D泡沫。此外，我们发现，粗化诱导的气泡重排的时间统计描述的泊松过程。
2005-12-05 cond-mat.soft
Hierarchical bubble size distributions in coarsening wet liquid foams
本研究通过微重力实验发现湿泡沫粗化过程中存在分层气泡分布，揭示了临界液相分数 $ϕ^*$ 大于随机密堆积分数 $ϕ_{rcp}$ 的现象，提出了湿泡沫粗化的新综合视角。
2023-07-31 cond-mat.soft
Border-Crossing Model for the Diffusive Coarsening of Two-Dimensional and Quasi-Two-Dimensional Wet Foams
对于干泡沫，气体从小的高压气泡到大的低压气泡的传输主要是通过穿过分隔相邻气泡的薄皂膜的扩散来控制的。对于较湿的泡沫，随着平台边界和顶点用液体膨胀，膜面积变得更小。所谓的“边界阻塞”模型可以解释湿泡沫粗化的一些特征，其基于膨胀的边界完全阻塞气体通量的假设，然而，这种近似在湿/未堵塞极限中显著失败，其中气泡变成紧密堆积的球体并且即使没有膜也会进行粗化。在这里，我们占永远存在的过境流量由一个新的长度尺度定义的气体浓度的平均梯度内的边界。我们计算，它是成比例的膜和边界厚度的几何平均值，我们验证了这种缩放的扩散方程的数值解。我们同样考虑运输膨胀顶点和表面高原边界准二维泡沫。我们展示了如何修改的$dA/dt=K_0(n-6)$冯诺依曼定律的外观依赖于气泡的大小和形状以及浓度梯度的长度尺度的条款。最后，我们用修正的冯诺依曼定律来计算平均气泡面积的增长率，它不是常数。
2017-08-24 cond-mat.soft
Coarsening transitions of wet liquid foams under microgravity conditions
该研究利用ISS微重力环境测量15%–50%液体分数下湿泡沫的粗化速率，发现干泡沫与稀体系生长规律在临界ϕ*处尖锐转变，并将其高于ϕ_rcp归因于弱黏附气泡作用。
2023-07-17 cond-mat.soft
Coarsening dynamics of three dimensional levitated foams: from wet to dry
我们研究了具有广泛不同的液体分数的抗磁悬浮泡沫。由于悬浮，排水被有效地抑制，并且动力学由泡沫气泡的粗化驱动。对于干泡沫，气泡尺寸随着泡沫年龄的平方根而增加，正如从广义冯诺依曼定律所预期的那样。在较高的液体含量下，行为改变为奥斯特瓦尔德熟化，其中气泡以年龄的1/3幂增长。使用扩散波光谱学，我们研究了在不同的制度，并找到干泡沫和湿泡沫的动力学行为的扩散行为的本地动态。
2012-11-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Relaxing in foam
我们研究了含水泡沫的机械响应，以及它与气泡堆积结构的微观重排动力学的关系。在静止时，即使泡沫变粗，流变性也被证明是线性的。在流动下，剪切诱导的重排与粗化诱导的重排竞争。宏观的后果被捕获的一种新的流变方法，其中一个步骤应变叠加在一个稳定的流动。
2003-01-31 cond-mat.soft
Unexpected spatial distribution of bubble rearrangements in coarsening foams
泡沫是研究应力驱动动力学的理想模型系统，因为系统内的应力不平衡是由粗化过程连续产生的，这与热波动不同，可以通过光学手段方便地量化。然而，泡沫的高浊度通常阻碍了重排事件的时间和空间分布的详细研究，因此迄今为止无法对其对整体动力学的贡献进行明确的评估。在本文中，我们使用新的光散射技术来测量大样本体积内的事件的频率和位置。据报道，（A。S. Gittings和D. J.Durian，Phys.Rev.E，2008，78，066313），我们发现泡沫动力学由两个不同的过程决定：有限持续时间的间歇性气泡重排和空间均匀的准连续过程。我们的实验表明，这两个过程的卷积决定了平均动力学的年龄依赖性，间歇性重排和粗化过程之间的关系不能通过考虑平均值来建立。相比之下，最近引入的光子相关成像技术（A。Duri，D. A. Sessoms，V. Trappe和L. Cipelletti，Phys. Rev. Lett.，2009，102，085702）使我们能够评估事件频率直接由粗化过程施加的应变速率决定。令人惊讶的是，我们还发现，虽然连续事件在时间上的分布与随机过程一致，但连续事件的空间分布并不是随机的：重排更有可能发生在最近重排的区域内。这意味着拓扑重排可能导致不稳定的构型，使得少量的粗化诱导的应变足以触发另一个事件。
2010-09-28 cond-mat.soft
3D simulations of wet foam coarsening evidence a self similar growth regime
在湿液体泡沫中，气体通过气泡壁的缓慢扩散改变气泡压力、体积和壁曲率。大泡沫的成长是以牺牲小泡沫为代价的。气泡越小，收缩得越快。随着给定体积中的气泡数量随时间减少，平均气泡尺寸增加：即泡沫变粗。在粗化期间，气泡也相对于彼此移动，从而改变气泡拓扑结构和形状，而液体在分离气泡的区域内移动。分析这些机制的组合效应需要检查具有足够气泡的体积，以在整个粗化过程中提供适当的统计数据。使用细胞Potts模型，我们模拟这些机制的演变过程中的三维泡沫与$ϕ=0.00$，$0.05$和$ 0.20$的润湿性。我们将液相表示为许多小流体颗粒的集合，这使我们能够监测气泡之间区域中的液体流动。模拟从$ϕ= 0.00$的$2 \times 10^5$气泡和$ϕ= 0.05$和$0.20$的$1.25 \times 10^5$气泡开始，使我们能够跟踪气泡尺寸、拓扑结构和生长速率在25年体积变化中的分布函数。所有的模拟最终达到自相似的增长制度，与时间无关的分布函数和泡沫的数量随着时间的推移而减少的幂律，其指数取决于湿度。
2015-02-11 cond-mat.soft
Liquid Crystal Foams: Formation and Coarsening
研究了由纯液晶8 CB制成的泡沫的粗化。通过使氮气鼓泡通过纯液晶，在反相（$\textrm{T} = 35 ^{\circ}\textrm{C}$）中制备泡沫。在三个温度下研究粗化行为;在近晶相中的$\textrm{T} = 22 ^{\circ}\textrm{C}$和$33^{\circ}\textrm{C}$下以及在结晶相中的$\textrm{T} = 34^{\circ}\textrm{C}$下。在近晶相和结晶相，平均气泡半径$<R>$已被测量为时间的函数$<R > \sim t^λ$。在经典的湿皂泡沫中，生长指数通常为$λ\approx 0.33$，其中粗化是通过气体从具有高曲率的气泡扩散到具有低曲率的气泡。在液晶泡沫中，观察到生长指数$λ= 0.20 \pm 0.05$。这可能是由于气泡表面存在缺陷，从而减缓了粗化行为。该生长指数可以在双晶相和近晶相中观察到。在较高温度下，通常$>35^{\circ}\textrm{C}$聚结主导粗化行为。在各向同性状态$>41.5^{\circ}\textrm{C}$下，泡沫迅速不稳定。
2002-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Gaussian and non-Gaussian speckle fluctuations in the diffusing-wave spectroscopy signal of a coarsening foam
扩散波光谱法（DWS）对含水泡沫的所有先前应用依赖于这样的假设，即检测到的光的电场是高斯随机变量，并且因此Siegert关系适用。在这里，我们测试这一关键的假设，同时测量二阶和三阶时间强度的相关性。我们发现，电场是高斯型的典型实验几何形状相当于照明和检测与平面波，无论是后向散射和传输通过光学厚板。然而，我们发现，高斯字符打破点在/点出背散射的几何形状，其中的照明光斑的大小是不够大的间歇性重排事件的大小相比。
2005-11-28 cond-mat.soft
Average Evolution and Size-Topology Relations for Coarsening 2d Dry Foams
结合von Neumann定律与自相似性，推导了二维干泡沫粗化过程中面积分布矩的时间导数及尺寸-拓扑关系，并通过平行板间气泡粗化实验的高精度图像数据验证了从2到20阶矩的预测。
2022-07-05 cond-mat.soft
Mean-field model for the bubble size distribution in coarsening wet foams
Aberystwyth University（阿伯里斯特威斯大学）
本文提出一个三维平均场模型，用于预测湿泡沫在标度状态下气泡尺寸分布，考虑了液体分数$ϕ$的影响，并验证了模型在不同初始条件下的稳定性。
2025-10-11 cond-mat.soft
Experimentally Testing a Generalized Coarsening Model for Individual Bubbles in Quasi-Two-Dimensional Wet Foams
我们提出了高精度的数据的时间演化的气泡面积$A(t)$和圆形形状参数$C(t)$准二维泡沫的气泡之间的平行板压扁。为了与Roth等人[Phys. Rev. E 87 2013]和Schimming等人[Phys. Rev. E 96 2017]的预测进行充分比较，通过控制样品在液体储存器上方的高度来系统地改变泡沫湿度，这反过来控制了平台边界膨胀的半径$r$。对于非常干燥的泡沫，其中边界非常小，观察到经典的冯诺依曼行为，其中气泡的生长速率仅取决于其侧面的数量$n$。对于湿泡沫，膨胀的边界阻碍气体交换，并导致偏离冯诺依曼定律，被发现是符合广义粗化方程。特别是，整体增长率随膜高度线性变化，其随着表面平台边界膨胀而降低。更有趣的是，偏离$dA/dt\propto (n-6)$的冯·诺依曼行为与$nCr/\sqrt{A}$成正比。六边气泡的数据明确地强调了这一点，除了这个术语的存在，六边气泡是禁止增长或收缩的。通过所有四个相关量的变化进行定量测试：$n$、$C$、$r$和$A$
2020-10-13 cond-mat.soft
Structure and coarsening at the surface of a dry three-dimensional aqueous foam
我们利用全内反射来隔离在三维样品的平面边界处形成的二维“表面泡沫”。由此产生的表面高原边界的图像是一个真正的二维泡沫与高原的法律一致。样本被允许粗化为自相似的缩放状态，其中统计分布与时间无关，除了整体比例因子。在那里，我们发现，统计措施的侧数分布，尺寸拓扑结构的相关性，和气泡的形状，都非常相似的二维泡沫。然而，尺寸分布略宽，形状略长。一个更明显的区别是，T2过程现在包括表面气泡的产生，这是由于在本体中的重排。冯·诺依曼定律对于单个气泡来说是戏剧性的违反。但不管怎样，我们最惊人的发现是冯·诺依曼定律似乎在平均情况下成立。也就是说，表面气泡的平均面积变化率似乎与边数减6成比例，但单个气泡显示出偏离该平均行为的分布。
2013-10-18 cond-mat.soft
A multiscale model for the slow viscoelastic response of liquid foams
使用2D数值模拟以及分析建模，我们展示了如何缓慢的粘弹性动力学的含水泡沫粗化诱导间歇性气泡重排。宏观应变率表示在介观动力学的局部重排表示的力偶极子引起的应变场。我们将这些偶极子定量地与相应的气泡重排的局部几何特征联系起来。我们还解释了如何应用一个小的宏观应力的结果的粗诱导重排的偏见。
2006-09-15 cond-mat.soft
Enhanced Coalescence in Driven Foams
该研究通过机械振动驱动准二维泡沫，发现屈服应力增强气泡聚并，并利用振动幅度和液体分数调控粗化与聚并的竞争，建立统计模型定量描述气泡数量演化。
2025-11-09 cond-mat.soft
Bubble kinematics in a sheared foam
我们的特点是在剪切的二维泡沫中的气泡的运动学使用统计措施。我们考虑气泡速度和位移的分布。结果进行了讨论的背景下的预期行为的热系统和模拟的气泡模型。实验和模拟之间存在普遍的一致性，但速度分布中的显着差异表明剪切泡沫的有趣元素未被流行的模型捕获。
2006-07-05 cond-mat.soft
Growth of aqueous foam on flexible membranes
本文研究了可变形膜夹持下二维干泡沫的粗化动力学。时变变形的限制膜引起的多边形细胞的气泡的演变相比，刚性膜的情况下，一个显着的改变。这种变化是由于细胞间的气体传输速率和细胞域内的表面曲率的时间波动之间的相关性。参考现有的材料常数来理解相关效应对人工控制粗化动力学的实用性。
2009-05-30 cond-mat.soft
Bubbles in sheared two-dimensional foams
对二维单分散液体泡沫进行了振荡剪切实验。我们表明，振荡剪切的效果是导致气泡的迁移，其尺寸大于泡沫的典型气泡的尺寸。这些所谓的缺陷以非随机运动的方式朝向泡沫的外围移动，从而在系统中实现尺寸分离，该系统通过构造重力不敏感。我们还表明，在泡沫中的细长空腔可以放松对一个更各向同性的形式与振荡剪切，我们讨论了这种放松的相关参数。
2005-02-18 cond-mat.soft
Experimental evidence of flow destabilization in a 2D bidisperse foam
研究了Hele-Shaw池中液体泡沫的流动。对于单分散泡沫获得的活塞流强烈扰动的气泡的存在下，其尺寸是由至少一个数量级大于平均气泡尺寸。大气泡的迁移速度比平均流量高于速度阈值，这取决于它的大小。我们的实验证据，这种新的不稳定性，在一个单一的大气泡的情况下，我们比较大气泡的速度与预测推导出的缩放参数。在双分散泡沫的情况下，大气泡之间的吸引力相互作用引起分离，并且大气泡将自己组织成沿着流动定向的柱。这些结果允许识别支配2D多分散泡沫流动的主要成分。
2006-04-07 cond-mat.soft
Effective exponents for the diffusive coarsening of wet foams and analogous materials
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
研究湿泡沫及类似材料扩散粗化中平均气泡半径幂律增长指数变化的谜题，通过计算扩散气体交换率解释，推广方法到堵塞泡沫得到非幂律增长定律及有效指数变化规律，并与现有数据比较。
2026-07-22 cond-mat.soft
Bubble kinetics in a steady-state column of aqueous foam
我们测量的液体含量，气泡的速度，和气泡大小的分布，在一个垂直的柱的水泡沫保持在稳定状态，通过连续鼓泡的气体进入表面活性剂溶液。接近圆形的气泡在溶液/泡沫界面处积聚，随后以恒定速度上升。在柱体向上移动时，由于气体扩散，它们变得更大，并且由于排水，它们变得更多面体。尺寸分布在底部附近是单分散的，在顶部附近是多分散的，但是存在一个意想不到的中间高度范围，其中尺寸分布是双分散的，小气泡装饰较大气泡之间的连接处。我们解释的演变，在两个bidisperse和多分散制度，使用拉普拉斯压力差，并采取液体馏分作为一个给定的。
2006-09-19 cond-mat.soft
Aqueous foams in microgravity, measuring bubble sizes
本文描述了在微重力下的湿泡沫的研究，其气泡尺寸分布的演变，由于扩散气体交换。我们专注于从泡沫表面的图像确定的气泡的大小和在散装泡沫中的气泡的大小之间的比较，确定从漫透射光谱（XPS）。从泡沫表面的图像中提取气泡尺寸分布是困难的，所以我们使用了三种不同的程序：手动分析，使用定制的Python脚本自动分析和机器学习分析。一旦确定并考虑到各种缺陷，所有三个程序都会在误差线内产生相同的结果。该方法仅允许确定与光子传输平均自由程$\ell^*$成比例的平均气泡半径。测得的漫透射光强度与先前为无限横向范围的板状样品推导出的{ $\ell^*$ }之间的关系不适用于微重力实验中使用的立方体几何形状的电池。导出了一个新的更一般的漫反射强度的表达式，并将其应用于确定平均气泡半径。推导出的平均气泡半径的时间演变的平均气泡半径和相同的平均半径在样品表面测量的整个粗化是非常好的协议。最后，进行地面实验，以比较在散装湿泡沫和在其表面的时间很短，扩散气体交换是微不足道的气泡尺寸分布。发现它们是相似的，证实了在表面处看到的气泡是本体泡沫气泡的代表。
2023-02-20 cond-mat.soft
Experimental growth law for bubbles in a "wet" 3D liquid foam
我们使用X射线断层扫描来表征平均液体分数$ϕ_l\approx 17 %$的液体泡沫中所有气泡的几何形状，并跟踪它们的演变，测量7000个气泡的归一化生长速率$\mathcal{G}=V^{-{1/3}}\frac{dV} {dt}$。虽然$\mathcal{G}$不仅取决于气泡的面数，但对于大的$f$，其在$f-$面气泡上的平均值始终按$G_f\sim f-f_0$缩放。讨论了$\mathcal{G}$的色散和$V$对$\mathcal{G}$的影响。
2007-02-28 cond-mat.soft
Viscous force exerted on a foam at a solid boundary : influence of the liquid fraction and of the bubble size
我们实验研究了在毫米通道中推动气泡训练所需的压降，作为速度的函数。对于干燥的液体泡沫，液体的量和气泡尺寸的影响被指出，我们从理论上预测，这种影响是密切相关的力/速度关系获得的幂律。这个模型与我们的实验数据是在公平的协议，并提供了一个新的解释以前的结果。
2006-09-19 cond-mat.soft
Mixtures of foam and paste: suspensions of bubbles in yield stress fluids
我们研究了泡沫和膏体的混合物的流变行为，它可以被描述为气泡在屈服应力流体中的悬浮液。模型系统是通过混合单分散水性泡沫和浓乳液设计的。悬浮液的弹性模量随气泡体积分数的增加而减小。当弹性毛细管数（定义为糊剂弹性模量与气泡毛细管压力的比率）高时，这种降低变得更加尖锐，这说明了与糊剂相比气泡的软化。相比之下，大多数研究材料的屈服应力不会因气泡的存在而改变。它们的塑性行为由塑性毛细管数决定，塑性毛细管数定义为糊状物屈服应力与气泡毛细管压力的比率。在低塑性毛细管数值，气泡表现为不变形的夹杂物，我们预测，悬浮液无量纲屈服应力应保持接近统一。在大的塑料毛细管数值，我们观察到气泡破裂混合过程中：气泡变形剪切。最后，在最高的气泡体积分数，屈服应力突然增加：这被解释为一个“泡沫屈服应力流体”制度，这发生时，膏介观本构要素被强烈限制在膜之间的气泡。
2013-03-21 cond-mat.soft
Jamming in sheared foams and emulsions, explained by critical instability of the films between neighboring bubbles and drops
在低剪切速率的泡沫和乳液堵塞的现象解释考虑在瞬态膜变薄的动力学，相邻的气泡和液滴之间形成。在逐渐变薄到临界厚度后，这些膜经历不稳定性转变并逐步变薄，形成所谓的“黑膜”，其仅为几纳米厚，从而导致分散颗粒之间的更强粘附。理论分析表明，只有当剪切泡沫/乳液中的气泡/液滴之间的接触时间足够长时，才会发生这种膜厚度不稳定性，这对应于足够低的（临界）剪切速率。提出了该临界速率的显式表达式，并与实验数据进行了比较。
2009-01-23 cond-mat.soft
Guided mechanical self-assembly of bubbles in fiber arrays
本文提出利用纤维阵列引导气泡力学自组装，通过X射线断层扫描和Steinhardt参数证实可制备开尔文及六方密排晶体泡沫，为有序层级材料提供新方法。
2024-09-30 cond-mat.soft
Dissipative flows of 2D foams
我们分析了由气泡大小的顺序（2D泡沫）的间隙分开的两个板之间的液体泡沫的流动。我们集中在流动的显着特点，诱导的存在下，在一个单分散的泡沫，一个单一的大气泡，其大小是一个数量级大于平均尺寸。我们描述了一个模型，适用于数值模拟的二维泡沫的流动由大量的气泡。数值结果成功地比较分析预测的基础上缩放参数和连续介质近似。当泡沫被推到细胞内以受控的速率，两个基本上不同的制度发生：塞流观察到在低通量，而在阈值以上，大气泡迁移速度比平均流量。详细描述大气泡的相对速度是本文的主要目的。相对速度值，预测从数值和分析计算，在这里讨论得很详细，被发现是在公平的协议与实验结果。
2005-07-21 cond-mat.soft
Arresting bubble coarsening: A two-bubble experiment to investigate grain growth in presence of surface elasticity
许多两相材料由于与分离两相的界面相关的能量消耗而遭受晶粒生长。虽然我们对不同材料中晶粒生长的驱动力和动力学的理解到目前为止已经很先进了，但目前的研究工作解决了如何减缓这一过程的问题，或者理想情况下，逮捕。我们使用一个模型系统的两个气泡，探讨如何存在一个有限的表面弹性可能会干扰粗化过程和最终的晶粒尺寸分布。结合实验和建模的两个气泡的演化分析，我们表明，明确的关系可以预测之间的表面张力，表面弹性和初始/最终尺寸比的气泡。我们合理化这些关系的引入修改吉布斯准则。除了他们的一般利益，目前的结果有直接的影响，我们理解的泡沫稳定性。
2017-01-09 cond-mat.soft
Stokes experiment in a liquid foam
本文报道了干液体泡沫围绕一个固定的球形珠，几倍于典型的气泡尺寸的准静态稳定流动。施加在珠子上的力以足够大的精确度和时间分辨率记录，以显示泡沫弹性负载的连续性，并由突然的力下降分开。通过直接光透射观察泡沫结构，与力测量同步，从而允许将塑性事件与力变化相关联。作为气泡尺寸的函数的力信号的标度律进行了详细说明，并解释了一个简单的弹塑性模型。塑性的空间分布强烈地局限于珠周围的第一气泡层，并且气泡重排的平均尺寸随着相应的力跳跃幅度而增加。
2006-09-19 cond-mat.soft
Viscous instabilities in flowing foams: A Cellular Potts Model approach
细胞Potts模型（CPM）成功地模拟了泡沫的排水和剪切。在这里，我们使用CPM调查由于在一个干燥的，单分散的二维流动泡沫中的单个大气泡的流动的不稳定性。在Hele-Shaw池中的实验中，在阈值速度以上，大气泡的移动速度比平均流快。我们的模拟再现的速度阈值和相对速度的大气泡的分析和实验预测，表明实用程序的CPM在泡沫流变学研究。
2006-08-22 cond-mat.soft
Mechanical probing of liquid foam aging
我们目前的实验结果的斯托克斯实验中进行的3D干液体泡沫。该系统被用作流变工具：从施加在1cm玻璃珠上的力，在准静态状态下以受控速度投入泡沫中，探测球体周围的局部泡沫特性。有了这个原始的和简单的技术，我们展示了测量泡沫剪切模量的可能性，重力排水率和在粗化过程中的气泡尺寸的演变。
2006-09-19 cond-mat.soft
Particle-induced transition in foams
泡沫的宏观行为与气泡尺度上发生的重排密切相关，其动力学取决于间隙相的流动性。在本文中，我们诉诸排水实验来量化这种流动性的颗粒泡沫，其中颗粒悬浮液被限制在泡沫气泡之间。结果表明，每个研究参数，即气泡尺寸，颗粒尺寸和气体体积分数为一个给定的颗粒体积分数的强烈依赖。这些参数的组合已被确定为控制参数λ，其将颗粒尺寸与通过泡沫孔隙空间内的收缩部的尺寸进行比较。λ突出了急剧的转变：对于λ < 1，颗粒随液体自由排出，这涉及泡沫间隙中悬浮液的剪切，对于λ > 1，颗粒被捕获并且间隙相的流动性强烈降低。
2013-12-23 cond-mat.soft
Coupled elasticity in soft solid foams
软材料的弹性会受到气泡存在的极大影响。从聚合物凝胶到浓缩乳液和胶体悬浮液，这种毛细管效应被广泛应用于各种材料。虽然实验结果和理论存在用于描述泡沫材料的弹性毛细行为（即具有中等气体体积分数），泡沫系统仍然需要专门的研究，以增加我们对充气材料在整个气体体积分数范围内的弹性的理解。在这里，我们阐述了控制良好的泡沫与浓缩的乳液，我们测量其剪切弹性模量作为一个功能的气体分数，气泡的大小和弹性模量的乳液。这种复杂的泡沫具有气泡组件和间隙基质的弹性特征。此外，它们的弹性模量示出由两个参数，即气体体积分数和弹性毛细数，定义为与气泡毛细压力的乳液模量的比率。我们连接我们的泡沫与现有的数据泡系统的结果，我们提供了一个一般的看法，在软弹性介质中的气泡的效果。最后，我们建议，我们的研究结果可能是有用的，用于估计的剪切模量的水性泡沫和乳液的多峰尺寸分布。
2017-04-10 cond-mat.soft
Screening in two-dimensional foams
使用Surface Evolver软件，我们对二维泡沫中的点状变形进行了数值模拟。我们研究的扰动是无穷小的或有限的，各向同性或各向异性，我们要么保存或不保存的气泡的数量。我们测量了扰动周围的位移场。压力的变化随着扰动距离的增加呈指数下降，表明在几个气泡直径范围内存在屏蔽。
2008-03-10 cond-mat.soft
Relaxation and flow in linearly sheared two-dimensional foams
我们在二维剪切泡沫实验中探讨了剪切诱导结构弛豫与流变学之间的关系。的弛豫时间，这标志着交叉扩散气泡运动，被发现与当地的应变率非平凡的规模。泡沫的流变性被证明是密切相关的缩放的弛豫时间，从而连接宏观流动和微观气泡运动。
2009-01-27 cond-mat.soft
Quasicrystalline three-dimensional foams
我们提出了一个准周期泡沫的数值研究，其中的气泡产生的准周期的Frank-Kasper相的叠加。这些泡沫研究作为潜在的候选人，著名的开尔文问题的三维空间的分区与等体积的气泡和最小的表面积。有趣的是，其中一个计算出的结构接近（但仍略高于）最著名的Weaire-Stokes周期候选者。这为理解驱动开尔文问题的主要几何成分提供了额外的线索。
2016-10-28 cond-mat.soft
Simulations of viscous shape relaxation in shuffled foam clusters
我们模拟了泡沫团簇的形状松弛，并将其与牛顿流体的时间指数进行了比较。使用二维Potts模型模拟，我们人为地在泡沫簇中创建孔，并通过施加剪切应变循环对其进行洗牌。我们重现实验观察到的时间指数松弛的空腔形状的泡沫作为应变步骤的数量的函数。由于大的外加应变和局部气泡壁波动两者的结合，气泡的局部重排导致空腔变圆。
2005-01-05 cond-mat.soft
Stable small bubble clusters in two-dimensional foams
无定形颗粒材料，如泡沫，乳液和粒状介质，施加应力的机械响应的关键特征是由系统从一个机械稳定状态过渡到另一个时发生的颗粒重排的频率和尺寸决定的。这项工作描述了协调的实验和计算研究的气泡筏，这是准二维系统的气泡局限于空气-水界面。我们专注于小的机械稳定的四个，五个，六个和七个气泡与直径比$σ_L/σ_S = 1.4$两种不同的大小集群。专注于小气泡集群，这可以被看作是一个更大的系统的子系统，使我们能够调查的完整合奏的集群的形式，测量各自的频率与集群发生，并确定形式的气泡相互作用。我们强调几个重要的结果。首先，对于具有N > 5个气泡的团簇，我们发现使用离散元模拟，与由长程吸引相互作用产生的团簇相比，气泡之间的短程吸引相互作用产生更大的不同机械稳定的团簇系综。在具有短程吸引力的系统中，额外的集群在集群外围的相邻气泡对之间具有更大的间隙。实验中观察到的气泡团簇系综与长程吸引相互作用的团簇系综相似。我们还比较了每个集群在模拟和实验中发生的频率。我们发现，集群频率是非常敏感的协议，用于产生它们，只有弱相关的集群的能量。
2017-05-11 cond-mat.soft
Optimal cement paste yield stress for the production of stable cement foams
形态受控的水泥泡沫的生产仍然具有挑战性，主要是由于水泥凝固期间的气泡稳定性问题。预期使用具有高屈服应力的水泥浆体通过阻尼固有气泡动力学来促进稳定性。然而，在这里，我们表明，对于给定的W/C比，新鲜的泡沫稳定性，而不是通过降低水泥浆体的屈服应力，可以实现。实际上，在这种低表观屈服应力状态下，水泥颗粒之间的范德华吸引力降低，并且允许颗粒被气泡有效地填充，从而提供增强的机械性能。这一结果是获得两个不同的添加剂在控制浓度和不诉诸促凝剂，这突出了潜在的稳定性机制的一般意义。它为在高空气含量下生产稳定的水泥泡沫提供了一种有前途的解决方案。
2019-09-10 cond-mat.soft
A viscous froth model adapted to wet foams
我们描述了扩展的“粘性泡沫”模型的动态的湿泡沫中的Hele-Shaw细胞。二维模型包括肥皂膜沿着细胞壁拖动时所经历的摩擦，同时保留准确的几何信息。为了探索在这种情况下改变液体含量的后果，我们考虑了一个简单的泡沫几何形状，称为气泡透镜：一个气泡部分填充一个狭窄的直通道，一个单一的膜跨越气泡和对面的墙壁之间的间隙。该结构的三个顶点装饰有平台边界，其面积决定泡沫的液体部分。我们推导出新的表达式，使高原边界的压力进行计算，并确定数值的驱动速度的范围内，系统达到稳定状态。随着液体分数的增加，透镜移动得更慢，并且跨膜更大地扭曲，从而减小了稳定驱动速度的范围。对于更高的速度，跨越膜移动得如此之快，以至于它将气泡留在后面，这是在任何特定应用中必须避免的情况。
2017-03-30 cond-mat.soft
Single bubble and drop techniques for characterizing foams and emulsions
泡沫和乳液的物理特性传统上是使用散装泡沫/乳液测试和单膜平台（如Scheludko电池）进行研究的。最近，人们对第三类技术重新产生了兴趣，我们称之为单气泡/液滴试验，它采用孤立的整个气泡和液滴来探测泡沫和乳液的特性。单气泡和液滴技术为研究泡沫和乳液的许多重要特性提供了一个方便的框架，包括流变学、稳定机制和破裂动力学。在这篇综述中，我们提供了一个全面的讨论的各种单一的气泡/液滴平台和相关的实验测量协议，包括建设的聚结时间分布，可视化的薄膜档案和表征的界面流变性能。随后，我们总结了泡沫和乳液科学的最新进展，重点是通过单泡/滴技术获得的结果。最后，我们提出的重要场所，为未来的研究审查。
2020-08-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Osmotic Stabilisation of Concentrated Emulsions and Foams
在没有聚结的情况下，乳液（和泡沫）的粗化由液滴/气泡之间的分散相的分子扩散控制。对稀乳状液的研究表明，液滴中被捕获物质的渗透压如何能使乳状液“渗透稳定”。Webster和Cates（Langmuir，1998，14，2068-2079）给出了在稀释状态下单分散和多分散乳液的渗透稳定的严格标准。我们认为在这里是否存在类似的标准，单分散和多分散的浓缩乳液和泡沫的渗透稳定，并建议驱动粗化的压力差是小的平均拉普拉斯压力相比。一个精确的计算证实了这一点，对于一个单分散的二维模型，发现一个气泡的压力为P_i = P + Pi + P_i^G，其中P，Pi是大气压力和渗透压，P_i^G是一个“几何压力”，它只对一个球形气泡减少到拉普拉斯压力。对于二维乳状液模型，干限下的P_i^G仅比稀限下的P_i^G大5%。我们的结论是，致密系统的渗透稳定通常需要在每个液滴中的被困分子的压力，这是相当的拉普拉斯压力相同的液滴，如果球形，而不是更大的拉普拉斯压力存在于系统中。我们研究粗化的泡沫和浓缩乳液时，有不足的被困物种存在。速率限制机制被认为是，其适用性和相关的液滴生长速率进行了讨论。在浓缩泡沫或乳液中，液滴重排的有限屈服阈值可能足以防止剩余物的粗化。
2001-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Bubble entrainment by a sphere falling through a horizontal soap foam
Aberystwyth University（阿伯里斯特威斯大学）
研究了球体通过肥皂膜时气泡的卷入现象，发现气泡大小受颗粒大小和接触角影响。
2020-01-13 cond-mat.soft
Characterisation and optimisation of foams for varicose vein sclerotherapy
Aberystwyth University（阿伯里斯特威斯大学）；Biocompatibles UK Ltd, a Boston Scientific Company（英国生物相容性有限公司，波士顿科学公司旗下）
本研究优化了用于静脉曲张硬化治疗的泡沫，通过Bingham数评估其屈服应力和流动特性，发现B=600且气泡分布狭窄的泡沫效果最佳。
2020-04-29 cond-mat.soft
Optimal strengthening of particle-loaded liquid foams
由颗粒悬浮液等复杂流体制成的泡沫在先进充气材料的开发方面具有巨大的潜力。本文研究了含颗粒悬浮液的液体泡沫的流变行为。我们专注于小颗粒的效果，即颗粒与气泡的尺寸比小于0.1，我们测量作为颗粒尺寸和颗粒体积分数的函数的复数模量。相对于以前的工作，结果突出了一个新的弹性制度，其特征在于不相等的模量值以及尺寸比的独立性。对材料微观结构的仔细研究表明，颗粒通过气泡之间的网络组织起来，并形成颗粒紧密堆积的颗粒骨架结构。后者被证明是负责报告的新的弹性制度。通过应变扫描进行的流变学探测揭示了材料的两步屈服：第一步发生在小应变下，并且清楚地归因于颗粒骨架的屈服;第二步对应于气泡组件的屈服，如对于无颗粒泡沫所观察到的。此外，在小应变下测得的弹性模量定量描述的固体泡沫模型，假设颗粒骨架具有体积弹性模量的顺序为100千帕。对散装颗粒材料进行的附加流变学实验表明，只要考虑泡沫气泡对填充颗粒施加的限制压力的大小，就可以理解这个令人惊讶的高值。
2017-03-19 cond-mat.soft
Flow transitions in two-dimensional foams
对于足够慢的应变速率，流动的泡沫可以表现出不均匀的流动。这些流动的性质是二维模型泡沫和三维泡沫中的一个活跃研究领域。最近的工作在三维泡沫已经确定了三个不同的流动制度[S。Rodts，J. C. Baudez，and P. Lett. { \bf 69}，636（2005）]。其中两种状态被确定为连续行为（全流和剪切带），第三种状态被确定为表现出极端局部化的离散状态。在本文中，离散政权进行了更详细的研究，使用一个模型的二维泡沫：气泡筏。我们表征的行为的气泡筏进行恒定速率的应变作为时间的函数，系统的大小，和施加的应变速率。我们观察到局部流动，是一致的共存的幂律流体与刚体旋转。作为施加的应变速率的函数，当流动区域的厚度为约10个气泡时，存在从流动的连续描述到离散流动的过渡。这发生在大约$0.07 {\rm s^{-1}}$的应用旋转速率下。
2006-08-08 cond-mat.soft
Quantifying the Long-Range Structure of Foams and Other Cellular Patterns with Hyperuniformity Disorder Length Spectroscopy
我们调查的本地和远程结构的四个不同的空间填充的细胞模式：泡沫在一个准2D泡沫加上Voronoi建设周围的点是不相关的（泊松模式），低差异（Halton模式），并从高斯噪声（爱因斯坦模式）晶格位移。我们研究了局部量的分布，包括细胞面积和拓扑特征;前者是最宽的泡沫中的气泡，使它们在局部最无序，但后者没有显着差异的细胞模式。通过谱密度以及通过将直径为$D$的窗口的数密度或体积分数波动的实空间谱转换为距这些波动发生的窗口边界的有效距离$h(D)$来探测长程结构。这种实空间超均匀性无序长度光谱是在由泡沫中的气泡的质心、由创建Voronoi单元的点图案以及由Voronoi单元的质心确定的各种点图案上执行的。这些图案或者是未加权的，或者是由它们所占据的单元的面积加权的。未加权的气泡质心具有$h(D)$，其在长距离处具有随机泊松波动的泡沫的不同年龄下崩溃。对于较大的$D$，所有面积加权点的模式都具有恒定的$h(D)=h_e$;气泡质心的$h_e=0.084 \sqrt{\left< a\right>}$是最小值，这意味着它们最均匀。所有加权质心都收缩为与泡沫相同的常数$h_e=0.084 \sqrt{\left< a\right>}$。在泡孔的边缘上进行类似的分析，其中泡沫边缘的$h(D)$的光谱显示$h(D) \sim D^{1-ε}$，其中$ε=0.3$
2021-01-15 cond-mat.soft
Topological and geometrical disorder correlate robustly in two-dimensional foams
2D泡沫可以通过其气泡区域的分布和侧面的数量来表征。两个分布都有一个平均值和一个宽度（标准差）。因此，至少有两种非常不同的方法来治疗这种疾病。前者是一种几何测量，而后者是纯粹的拓扑。我们讨论了这两个量之间的共同点和区别。我们在一个被剪切的泡沫中测量它们，这样泡沫就相互移动，泡沫就被“洗牌”了（我们讨论的一个概念）。这两个量是强相关的;在这种情况下（仅），因此使用其中一个或另一个来表征泡沫障碍就足够了。我们建议应用于其他系统的分析，包括生物组织。
2008-02-28 cond-mat.soft
Protein Enrichment by Flotation: Experiment and Modeling
蛋白质浮选是蛋白质分子通过气泡上升时的吸附而富集的过程。然后，气泡在溶液上方形成泡沫，其中液体排出并提取浓缩在蛋白质中的干燥泡沫。在这里，提取物的回收率和纯度取决于泡沫的稳定性，表面覆盖率，气泡大小，气体流速等。在这项工作中，我们进行浮选实验，使用牛血清白蛋白（BSA）。此外，通过数值求解泡沫中的排液方程，对蛋白质浮选过程进行了非稳态模拟。由此，随时间计算在出口处的提取液体积和蛋白质浓度。在相应的实验中测量所需的量，如泡沫稳定性，界面覆盖率或气泡尺寸分布，并送入模型。实验表明，泡沫聚结加速液体排出，导致更干燥的提取物和更高的蛋白质富集。模型还在合理的误差范围内再现了浮选试验的液体回收率和萃取物浓度。建模仅依赖于实验输入，不需要任何调整参数。它可以进一步用于蛋白质浮选的优化或放大。
2021-12-15 cond-mat.soft
