Tunable shear thickening in active frictional non-Brownian suspensions
School of Engineering, University of Edinburgh（爱丁堡大学工程学院）；Department of Physics, Indian Institute of Science Education and Research Pune（印度科学教育研究所浦那分校物理系）
研究通过活性颗粒自推进调控悬浮液剪切增稠行为，揭示了活性对流变学的增强作用及无量纲应力参数的调节作用。
2026-10-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tumbling motion of a single chain in shear flow: a crossover from Brownian to non-Brownian behavior
我们提出了一个稳定的剪切流中的单链动力学的数值结果。该链是由珠弹簧模型表示，和平滑的配置文件的方法是用来准确地考虑由于主机流体作用于珠的热波动和流体动力学相互作用的影响。据观察，链进行翻滚运动，其无量纲频率F只取决于Peclet数Pe的幂律。在临界Peclet数附近，Pe的指数从2/3明显变化到1，表明这种交叉反映了热脉动和剪切流的竞争。数值结果与Jeffery的理论分析结果吻合较好。
2010-04-05 cond-mat.soft
Uphill and downhill first passage of an active Brownian particle: Asymmetry and exact path reweighting
Universidade de Lisboa（里斯本大学）；Hiroshima University（广岛大学）；Charles University（查理大学）
本研究针对活性布朗粒子在外部力驱动下的首次通过问题，发现自推进打破上坡与下坡时间分布的对称性，但通过空间反射建立精确路径重加权，实现罕见上坡统计的重建，并得到数值验证。
2026-09-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Enhanced Efficiency in Shear-Loaded Brownian Gyrators
本研究通过外部剪切流作为机械载荷，显著提升了布朗陀螺仪作为热发动机的效率，在最大功率时接近卡诺效率，但揭示了效率与稳定性之间的权衡。
2025-02-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Hydrodynamic Equations for Active Brownian Particles in the High Persistence Regime
本研究为高持久性活性布朗粒子推导出类纳维-斯托克斯方程，通过Chapman-Enskog方法获得输运系数，并验证了密度不稳定性和聚集动力学，揭示了与极化耦合产生的阻尼密度波模式。
2025-10-19 cond-mat.soft
Dynamics of a double-stranded DNA segment in a shear flow
我们研究了双链DNA（dsDNA）片段的动力学，作为一个半柔性聚合物，在剪切流中，其强度通常表示在无量纲Weissenberg数Wi。众所周知，剪切流中的聚合物链经历翻滚运动。当链的长度远小于持续长度时，人们会认为（半柔性）链会像刚性杆一样翻滚。在低Wi下，短于持久长度的聚合物链段确实作为刚性棒翻滚。然而，对于更高的Wi，链不翻滚作为刚性杆，即使聚合物链段短于持续长度。特别地，聚合物链段可以不时地呈现屈曲形式，这是通常称为欧拉屈曲的现象。使用可扩展dsDNA片段的珠弹簧哈密顿模型，我们首先分析欧拉屈曲的定向确定性状态（ODS），这是通过关闭随机（热）力在一个固定的方向链的动力学方程的稳态解。ODS在临界Weissenberg数Wi $_{\text c}$处表现出对称性破缺，类似于动力系统中的干草叉分叉。然后，我们跟进的分析与模拟，并在计算机实验中演示对称性破缺，其特征在于由单峰双峰变换的概率分布的第二劳斯模式与增加Wi。我们的模拟表明，剪切可以导致强烈的变形链，是短于其持久性长度，类似于最近的实验观察。
2016-03-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear thickening regimes of dense non-Brownian suspensions
我们提出了一个统一的非布朗球的稠密悬浮液的流变框架，预测粒子摩擦和粒子惯性作为不同的剪切增稠机制的发作，同时捕获准静态和软粒子流变学在高体积分数和剪切速率分别。离散元方法模拟，适当考虑流体动力学和颗粒接触相互作用证实了模型的预测，证明了剪切增稠的两种机制，并表明它们可以同时发生与精心选择的颗粒表面性质在一定的流动条件下。与摩擦剪切增稠的显微结构转变。我们发现非常独特的分歧的微观结构和动态变量的体积分数在增厚和非增厚状态。
2015-09-15 cond-mat.soft
Brownian motion of finite-inertia particles in a simple shear flow
通过拉格朗日描述和欧拉描述研究了层流库埃特流中布朗粒子的扩散和惯性运动，以确定粒子惯性对扩散输运的长期影响。经典的波动耗散定理被用来计算随机力相关的振幅，从而忽略了修正的顺序的分子弛豫时间的逆剪切速率。分析，非微扰，颗粒相的总压力，这是计算为二阶的斯托克斯数（颗粒惯性的无量纲措施）的评价，表明颗粒相的行为作为一个非牛顿流体。广义Smoluchowski对流扩散方程包含一个剪切相关的交叉导数项和一个附加项沿流向，二次粒子斯托克斯数。与颗粒通量相对于载体流的长时间扩散系数被发现依赖于颗粒的惯性，使得流向扩散系数随着Stokes数的增加而变负，而其中一个交叉系数总是负的。测量颗粒均方位移变化率的总扩散系数总是正的，正如一般稳定性参数所预期的那样。
2005-01-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory for the rheology of dense non-Brownian suspensions: divergence of viscosities and $μ$-$J$ rheology
本文发展了一个以体积分数$φ$为特征的稠密非布朗悬浮液流变学的系统微观理论。对于压力$P$和剪切应力$σ_{xy}$，即$P \sim σ_{xy} \sim \dotγη_0 δφ^{-2}$，该理论成功地导出了堵塞点附近的临界行为（体积分数$φ_{J}$），其中$\dotγ$是剪切速率，$η_0$是溶剂的剪切粘度，并且$δφ= φ_J - φ> 0$是距堵塞点的距离。它还成功地描述了应力比$μ= σ_{xy}/P$相对于粘性数$J=\dotγη_{0}/P$的行为。
2019-02-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Heterogeneous Solvent Dissipation Coupled with Particle Rearrangement in Shear Thinning Non-Brownian Suspensions
该研究通过数值模拟揭示剪切变稀非布朗悬浮液中颗粒运动与溶剂耗散的非均匀耦合，发现特征长度随剪切率变化，并探讨了流体动力学相互作用对颗粒重排及宏观流变学的影响。
2024-02-06 cond-mat.soft
Escape of an Active Ring from an Attractive Surface: Behaving Like a Self-Propelled Brownian Particle
本研究通过布朗动力学模拟探究柔性活性环从吸引表面的逃逸行为，发现两种逃逸机制，揭示活性、持续时间、势垒形状及推进力偏置对逃逸的影响，证明该体系可等效为自驱动布朗粒子模型。
2024-08-20 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Shear-induced reaction-limited aggregation kinetics of Brownian particles at arbitrary concentrations
剪切浓悬浮液中相互作用布朗粒子的聚集是胶体和软物质科学中的一个重要问题。此外，它作为一个模型，以了解在体内发生的生物化学反应，其中拥挤和剪切发挥重要作用。我们提出了一个有效的介质方法内的Smoluchowski方程与剪切，它允许一个计算遇到动力学通过一个势垒剪切下在任意胶体浓度。在简单剪切流中的模型胶体系统上的实验支持所考虑的范围内的模型的有效性。通过将Kramers的速率理论推广到集体流体动力学的存在下，我们的模型解释了增加胶体浓度时剪切诱导的反应限制聚集动力学的显着增加。
2010-04-13 cond-mat.soft
Fluctuation dissipation relations in stationary states of interacting Brownian particles under shear
本文研究了在稳态剪切作用下胶体悬浮液玻璃化转变附近的涨落耗散定理。剪切破坏了多粒子Smoluchowski方程中的细致平衡，并给出了稳态响应函数，该响应函数在长时间内小于从平衡FDT估计的响应函数。在最后的剪切驱动的衰减，一个渐近常数的关系连接的响应和波动，恢复的形式的FDT，但是，一个不同的比例从平衡。
2009-03-03 cond-mat.soft
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
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
Microscopic mechanism for the shear-thickening of non-Brownian suspensions
我们提出了一个简单的模型，支持接触动力学模拟以及流变学和摩擦测量，链接从连续到不连续的剪切增稠致密颗粒状糊状物中的颗粒接触不同的润滑制度的过渡。我们确定了一个本地索末菲数，确定从牛顿的剪切增稠流的过渡，然后表明，悬浮液的体积分数和边界润滑摩擦系数控制的剪切增稠过渡的性质，无论是在模拟和实验。
2013-08-05 cond-mat.soft
Spatial Persistence of Fluctuating Interfaces
我们证明了（d+1）维波动界面在其稳定状态下沿d维空间中的任何线性切割的高度保持在其初始值之上直到距离l的概率P_0（l）衰减为P_0（l）\sim l^（-θ）。这里θ是一个“空间”持续指数，取不同的值，θ_s或θ_0，取决于如何指定测量l的点。θ s与分数阶布朗运动有关，可以精确确定，而θ 0即使对于高斯界面也是非平凡的。
2000-10-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Discontinuous shear-thickening in Brownian suspensions
稠密悬浮液中的不连续剪切增稠自然地出现在接近堵塞的非布朗体系中，由剪切流引起的摩擦力的激活。然而，这种物理图像是不完整的，因为大多数实验研究的是受到热波动影响的软胶体颗粒。为了解释胶体悬浮液中的不连续剪切增稠，我们使用计算机模拟来提供非热干扰，摩擦力，热运动，颗粒柔软度和剪切流之间的竞争的完整描述。我们有意忽略流体力学、静电学、润滑和惯性，但仍然可以获得与实验结果定量一致的结果。特别是，剪切增稠对应于无摩擦和摩擦堵塞制度之间的交叉，这是由热波动和颗粒柔软度控制，并发生在一个柔软度依赖Péclet数。我们还探讨了恒压实验的结果，并严格讨论了“S形”流动曲线的出现报告。我们的工作提供了最小的成分，定量解释了大量的实验工作不连续剪切增稠的胶体悬浮液。
2018-07-26 cond-mat.soft
Active Brownian particles in power-law viscoelastic media
Utrecht University（乌得勒支大学）
研究活性布朗粒子在幂律粘弹性介质中的扩散行为，揭示平移与旋转动力学竞争导致超扩散持久性。
2025-12-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Topotaxis of active Brownian particles
最近的实验研究表明，细胞运动可以通过地形梯度，如由微图案化基底的特征的空间变化引起的那些。这种现象被称为拓扑性，在细胞大小的障碍物的空间变化分布中持续爬行的细胞中尤其突出。在这篇文章中，我们介绍了一个玩具模型的拓扑性的基础上，主动布朗粒子的限制移动的障碍物，与空间依赖的晶格间距。使用数值模拟和分析论证，我们证明地形梯度引入了粒子持久性的空间调制，导致定向运动朝向持久性较高的区域。我们的研究结果表明，持续的运动本身就足以驱动topotaxis，并可以作为一个起点，更详细的研究自我推进的粒子和细胞。
2019-08-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Non--Newtonian viscosity of interacting Brownian particles: comparison of theory and data
最近的第一性原理的方法来致密的胶体悬浮液的非线性流变学的评估和剪切系统接近其玻璃化转变的模拟结果进行比较。预测的情况下，一个普遍的过渡之间的玻璃和非牛顿（剪切变稀）流体流动的屈服的结构动力学似乎很好地遵守，和简化模型内的计算合理化的数据在剪切速率和粘度的变化高达30年。
2002-10-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A unifying mechanism to explain the rate dependent rheological behavior in non-Brownian suspensions: One curve to unify them all
我们提出了一个统一的机制的基础上的Stribeck曲线的颗粒之间的摩擦系数捕捉剪切稀化-牛顿平台-剪切增稠-剪切稀化流变行为在低-中间-超过临界-高剪切速率，分别为一个典型的致密的非布朗悬浮液。我们建立的模型的准确性，通过比较数值计算结果与实验数据。非DLVO（Derjaguin和Landau，Verwey和Overbeek）的力量和摩擦系数的存在下，减少与粗糙变形解释的存在下，牛顿平台在中等剪切速率和第二剪切稀化制度，在高剪切速率，分别。
2020-11-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dynamics of two trapped Brownian particles: shear-induced cross-correlations
研究了线性剪切流中两个布朗粒子被两个相邻的调和势捕获的动力学。在这个系统中的位置关联函数的解析计算和分析的剪切速率和陷阱的距离的函数。剪切诱导的交叉相关粒子波动沿正交方向在剪切平面内发现，它们是线性的剪切速率，时间不对称，并发生在一个粒子以及两个粒子之间。此外，剪切速率进入作为一个二次校正的公知的相关性的随机位移沿平行的空间方向。关联函数取决于潜在最小值之间的连接矢量相对于流动方向的方向。因此，正交波动之间的粒子间互相关可以具有作为时间的函数的零个、一个或两个局部极值。可能的实验检测这些预测的相关性进行了说明。
2010-09-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Hard discs under steady shear: comparison of Brownian dynamics simulations and mode coupling theory
本文用布朗动力学方法模拟了双分散硬盘在给定的稳态均匀剪切流中的二维运动。剪切熔融玻璃的固定结构功能和应力进行了定量比较，通过瞬态框架内的集成使用模式耦合理论的单分散硬盘的无参数数值计算。理论定性地解释了屈服玻璃的性质，但定量地高估了剪切驱动应力和结构各向异性。
2010-01-19 cond-mat.other cond-mat.soft
Simulation of dense non-Brownian suspensions with the lattice Boltzmann method: Shear jammed and fragile states
采用格子玻尔兹曼方法，对考虑流体动力学相互作用和颗粒间摩擦接触的稠密非布朗悬浮体系在简单剪切和振荡剪切作用下进行了数值研究.我们成功地再现了不连续剪切增稠（DST）下的一个简单的剪切散装三维系统。对于我们的模拟的振荡剪切在准二维系统中，我们测量的机械响应时，我们减少了初始振荡后的应变振幅与较大的应变振幅。在这里，我们发现存在的剪切堵塞状态下，该协议中的储能模量$G^{\prime}$是有限的高初始应变振幅$γ_0^{I}$。我们还发现存在的脆弱状态，其中流体和固体样的响应可以检测到一个相同的面积分数和初始应变振幅$γ_0^{I}$取决于初始阶段$Θ$（或所施加的应变的不对称性）的振荡剪切。我们还观察到在脆性状态下的振荡剪切下的DST样行为。此外，我们发现，应力各向异性变大的脆性状态。最后，我们确认的接触力的角分布的基础上的应力公式恢复的接触贡献的应力张量为简单的和振荡剪切大应变。
2019-11-12 cond-mat.soft
Universality Class of the Reversible-Irreversible Transition in Sheared Suspensions
悬浮在粘性流体中的非布朗粒子在很低的雷诺数下受到振荡剪切时，随着应变幅值或体积分数的增加，它们表现出显著的动态相变，将可逆行为与不可逆行为分离开来。我们提出了一个简单的模型，这种现象的基础上，我们认为，这种转变在于保守的DP模型的普遍性类，或等价地，甘露模型。这导致大量的实验观测的标度行为的预测。因此，振荡剪切下的非布朗悬浮液可能构成第一个实验实现的非活性相变，这是不是在常规的定向渗流的普适类。
2009-07-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear and normal stress measurements in non-Brownian monodisperse and bidisperse suspensions
数据简化中存在错误，导致图1和图2所示的法向应力差$N_1$和$N_2$的值不正确。7-10，并在这里显示了更正后的数字。特别地，改变了$N_1$的代数符号，也改变了$N_1$和$N_2$的相对大小。这些非剪切增稠悬浮液的$N_1$负值的大小比其他工作者报道的要大，但$N_1$和$N_2$都与Sierou和Brady的加速Stokes动力学计算基本一致[1]。
2017-09-22 cond-mat.soft
Active Brownian Motion with Directional Reversals
具有间歇性方向反转的主动布朗运动在一类细菌如{ \it黄色粘球菌}和{ \it恶臭假单胞菌}中是常见的。我们表明，对于这样的运动在二维中，存在的两个时间尺度设置的旋转扩散常数$D_R$和反转率$γ$引起四个不同的动力学制度：（I）$t\ll \min (γ^{-1}, D_R^{-1}),$（II）$γ^{-1}\ll t\ll D_R^{-1}$，（III）$D_R^{-1} \ll t \ll γ^{-1}$，和（IV）$t\gg \max (γ^{-1}$，$D_R^{-1})$，表现出不同的行为。我们通过分析计算位置分布和持久性指数来描述这些行为。位置分布示出了从短时间的强非扩散和各向异性行为经由中间状态（II）或（III）到扩散各向同性行为的交叉。在区域（II）中，我们证明了，沿与初始取向正交的方向的位置分布是具有非平凡标度函数$f(z)=(2π^3)^{-1/2}Γ(1/4+iz)Γ(1/4-iz)$的标度变量$z\propto x_{\perp}/t$的函数。此外，通过计算精确的首次通过时间分布，我们表明，一个新的持久性指数$α=1$出现由于在这个政权的方向反转。
2021-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-Equilibrium relation between mobility and diffusivity of interacting Brownian particles under shear
本文利用模式耦合近似，研究了布朗粒子在玻璃化转变附近的稳态剪切作用下的迁移率和扩散率之间的关系。对于垂直于剪切方向的两个方向，颗粒运动在长时间内是扩散的，并且迁移率达到有限常数。然而，爱因斯坦关系只适用于短时间的笼内运动，并违反了很长一段时间。为了得到扩散率和迁移率之间的关系，我们对先前导出的关系进行了小波矢量的限制[Phys. Rev. Lett. 102（2009），135701]，无需进一步近似。我们发现很好的协议模拟结果。此外，我们以一种精确的方式将迁移率中的额外项分解为三项。其中两个用均方位移表示。第三个是根据力-力关联函数给出的（不太方便）。
2009-11-09 cond-mat.soft
Shear flow of non-Brownian suspensions close to jamming
采用相关耗散力的简化模型，数值研究了堵塞附近稠密悬浮液流变学的动力学机制。我们表明，速度波动控制的耗散率，因此悬浮液的有效粘度。这些波动是类似的准静态模拟和有限应变率计算与各种阻尼方案。我们的结论是，颗粒轨迹的统计特性-特别是速度波动的临界指数相对于体积分数ε-仅弱依赖于耗散机制。相反，它们是由位阻效应决定的，这是准静态模拟中的主要驱动力。由此可以推导出悬浮液粘度随粘度变化的临界指数，并与实验数据相吻合。
2012-07-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Discontinuous shear thickening without inertia in dense non-Brownian suspensions
一个共识是，在稠密悬浮液中的不连续剪切增稠（DST）标志着从流动状态的过渡，其中颗粒保持良好的分离的润滑层，一个占主导地位的摩擦接触。我们在这里表明，合理的假设接触增殖预测两种不同类型的DST在惯性的情况下。第一种情况发生在密度高于摩擦颗粒的堵塞点时;在这里，增厚状态完全堵塞，并且（除非颗粒变形）不能在没有不均匀性或破裂的情况下流动。第二种状态显示应变率滞后，并在较低密度下出现，其中增厚相平滑流动。DST预计会出现时，有限范围的排斥推迟接触形成，直到超过一个特征应力水平。
2013-11-16 cond-mat.soft
Shear thickening in non-Brownian suspensions: an excluded volume effect
剪切增稠表现为稠密悬浮液的粘度随剪切速率的增加而增加，在高体积分数时有时突然而剧烈。对于惯性效应不可忽略的非胶体悬浮体，其起源仍有争议。在这里，我们考虑一个简单的剪切流，并证明流体惯性导致强烈的微观结构各向异性，导致在形成的阴影区域，没有相对通量的颗粒。我们表明，在有限的惯性剪切增厚可以解释为增加的有效体积分数时，考虑到动态排除的体积，由于这些阴影区
2013-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Kinetic theory of motility induced phase separation for active Brownian particles
本研究针对活性布朗粒子碰撞特性，构建类Boltzmann–Enskog动理学理论，通过均匀态线性稳定性分析，揭示了标记粒子有效速度降低引发密度不稳定性的机制，为运动诱导相分离提供动理学解释。
2024-04-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluid-Glass-Jamming Rheology of Soft Active Brownian Particles
本研究数值模拟软活性布朗粒子二元混合物的剪切流变，发现低剪切速率下牛顿区、高剪切速率下剪切变稀及高密度下屈服应力，构建活性替代温度的流体-玻璃-堵塞相图，表明致密无序活性固体主要由无热堵塞主导。
2023-10-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Mean first passage times for bond formation for a Brownian particle in linear shear flow above a wall
出于细胞粘附在流体动力学流，在这里，我们研究键形成之间的线性剪切流携带受体的配体覆盖边界壁的球形布朗粒子。我们推导出适当的朗之万方程，其中包括乘性噪声，由于位置相关的迁移率函数产生的斯托克斯方程。我们提出了一个数值方案，允许模拟它与所有模型参数，包括剪切速率和三个参数描述受体几何形状（距离，大小和高度的受体补丁）的高精度。在均匀涂层的情况下，平均首次通过时间问题可以精确求解。在位置分辨的受体-配体结合的情况下，我们确定不同的缩放制度，并讨论其生物相关性。
2007-07-16 cond-mat.soft q-bio.CB
Tagged-particle motion in glassy systems under shear: Comparison of mode coupling theory and Brownian Dynamics simulations
研究了剪切作用下玻璃体系中标记粒子的动力学行为。最近发展的集成通过瞬态方法的基础上模式耦合理论，是继续到达的标记粒子散射和均方位移的方程。方程数值求解的二维系统，包括玻璃溶液的非线性稳定性分析，所谓的β-分析。我们进行布朗动力学模拟在2-D和比较与理论。接通后，瞬态玻璃关联函数显示出强烈的指纹的应力过冲的情况下，包括，除了以前研究的超指数衰减，肩状放缓后的过冲。我们还发现了一种新的类型的泰勒分散在玻璃态具有有趣的相似性，已知的低密度的情况下。该理论定性捕获的剪切诱导的时间尺度与定量偏差的模拟的大部分功能。我们将这些偏差归因于对理论中的过冲情况的低估。
2011-07-06 cond-mat.soft
Strain-transport superposition in shear-thinning dense non-Brownian suspensions
Monash University（莫纳什大学）
研究揭示了稠密非布朗悬浮液中剪切稀化现象与应变控制的运输机制，发现非仿射速度波动是主导剪切驱动运输的核心动力学尺度。
2026-01-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Discontinuous Shear Thickening in Brownian Suspensions By Dynamic Simulation
动态颗粒尺度的数值模拟被用来表明，在致密的胶体或布朗悬浮液中观察到的剪切增稠与在非胶体悬浮液中观察到的剪切增稠具有相似的性质，即，从润滑的近接触颗粒流到润滑的颗粒接触网络流的应力诱导转变。突然（或不连续）剪切增稠被认为是一个几何而不是流体动力学现象，它源于堵塞体积分数的悬浮颗粒之间的接触力的性质的强烈敏感性。在纯硬摩擦球的胶体悬浮液中获得的增稠在性质上与实验观察相似。然而，该协议不能仅用流体力学，摩擦接触和布朗力进行定量。因此，一个短程排斥势模仿的稳定化的实际悬浮液上的增稠的作用进行了研究。布朗力和排斥力对起始应力的影响可以以相加的方式组合。包括布朗力和稳定力的模拟显示出良好的协议与实验数据的粘度$η$和第二法向应力差$N_2$。
2015-12-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Nonequilibrium fluctuation dissipation relations of interacting Brownian particles driven by shear
我们提出了一个详细的分析波动耗散定理（FDT）接近玻璃化转变的胶体悬浮液在稳态剪切使用模式耦合近似。第一个问题是多粒子Smoluchowski方程。在剪切下，细致平衡被打破，并且在稳态下的响应函数在长时间内小于从平衡FDT估计的。一个渐近常数的关系连接的剪切驱动衰减过程中的响应和波动，恢复的FDT的形式，但是，从平衡的比例不同。在短时间内，平衡FDT保持不变。我们遵循两个独立的方法，其结果是在定性协议。为了讨论导出的波动耗散比，我们显示了一个精确的重新表述的磁化率，其中包含不完整的Smoluchowski运营商在平衡，但只有其定义良好的厄米部分。这个厄米部分可以被解释为支配与概率流共动的框架中的动力学。我们提出了一个简单的玩具模型，说明剪切胶体系统中的FDT破坏。
2009-10-12 cond-mat.soft
Mechanically Interlocked Polymers in Dilute Solution under Shear and Extensional Flows: A Brownian Dynamics Study
Wayne State University（韦恩州立大学）
本研究通过布朗动力学模拟，探讨了机械互锁聚合物在剪切和拉伸流中的流变学特性，揭示了机械键对流体响应的影响。
2025-12-18 cond-mat.soft
Mode-Coupling Theory for Active Brownian Particles
提出了二维球形活性布朗粒子（ABP）高密度动力学的模式耦合理论（MCT）。该理论是基于集成通过瞬态（ITT）的形式主义，因此提供了一个出发点，计算非平衡平均在活性布朗粒子系统。ABP的特征在于自推进速度$v_0$以及它们的平移和旋转扩散系数$D_t$和$D_r$。该理论明确地对待ABP的平移和取向自由度。这允许研究弱和强持久性的游泳方向的自推进的效果，也在高密度的持久性长度$\ell_p=v_0/D_r$是大相比，典型的相互作用长度尺度。虽然ABP的低密度动力学的特点是由一个单一的佩克莱数，$Pe=v_0^2/D_rD_t$，接近玻璃化转变的动力学被发现依赖于$Pe$和$\ell_p$分别。在固定密度下，增加自推进速度会加速结构弛豫，而减小持续长度会减慢弛豫。该理论预测了一个非平凡的理想化的玻璃化转变图中的三维参数空间的密度，自推进速度和旋转扩散。活性MCT玻璃是一种非遍历状态，其中初始密度波动的相关性从未完全衰减，但初始取向波动的无限记忆也保留在位置中。
2017-07-24 cond-mat.soft
Impact of chirality on active Brownian particle: Exact moments in two and three dimensions
该研究针对二维和三维含平移扩散的手性活性布朗粒子，提出拉普拉斯变换法精确求解动力学矩演化，得到多阶矩解析表达式，揭示手性与持续性的影响及中间时段的非高斯特性。
2024-04-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interplay between timescales governs the residual activity of a harmonically bound active Brownian particle
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
该研究通过实验、模拟和解析计算，揭示谐势束缚活性布朗粒子的稳态分布交叉由persistence时间与平衡时间的比值决定，而非推进速度，明确了时间尺度相互作用对其剩余活性的调控机制。
2026-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear-driven solidification of dilute colloidal suspensions
我们表明，剪切诱导的稀电荷稳定（DLVO）胶体的固化是由于剪切诱导的形成和破碎的大的非布朗集团之间的相互作用。虽然它们的尺寸受到破碎的限制，但它们的数密度随着剪切时间的增加而增加。在流动停止时，簇的密集堆积通过粒状键互连成刚性状态，每个键涉及大量的初级胶体键。在稀胶体悬浮液中出现的剪切驱动固化的图像结合了布朗体系的凝胶化和非热体系的堵塞。
2011-03-09 cond-mat.soft
Model-based image analysis of a tethered Brownian fibre for shear stress sensing
作用在生物相关表面上的剪切应力的测量是一个具有挑战性的问题，特别是在例如脉管系统的复杂环境中。虽然最近已经开发了通过合成生物学纳米棒的成像直接检测壁剪切应力的实验方法，但到目前为止，数据解释仅限于现象学随机游走建模、小角度近似和图像分析技术，这些技术没有考虑到从3D对象产生图像。在这份报告中，我们开发了一个数学和统计框架，以估计剪切应力从快速成像序列的基础上，首先随机建模的动态系留的布朗纤维在剪切流，其次是基于新的模型的图像分析，重建噬菌体的位置，通过解决图像形成的逆问题。这个框架的实验数据进行了测试，提供了第一个机械合理的分析的新的测定。以下内容进一步发展了半稀释悬浮液中的无束缚颗粒的已建立理论，这与例如无流动的布朗纳米线的研究有关，并在多学科图像分析领域提出了新的想法。
2017-08-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn q-bio.QM
Shear flow of non-Brownian rod-sphere mixtures near jamming
本文利用离散元方法研究非布朗棒-球混合物在致密堆积下的剪切流变，发现堵塞点随棒长径比非单调变化，短棒降低黏度而长棒升高黏度，并从堆积与排除体积角度给出机制解释。
2024-05-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Extremely Persistent Dense Active Fluids
本文研究三维活性流体动力学对持久时间和自推进力的依赖，发现大持久时间极限下多种性质与持久时间无关，且长时间自扩散系数与持久时间成正比，许多性质随自推进力呈幂律变化。
2023-07-03 cond-mat.soft
Viscous resuspension of non-Brownian particles: determination of the concentration profiles and particle normal stresses
我们进行本地测量的剪切速率和颗粒分数研究粘性再悬浮在非布朗悬浮液。将分散在较轻牛顿流体（Triton X100）中的PMMA球形颗粒的悬浮液在垂直库埃特池中剪切。在Shields数为10 - 3 ~ 1的范围内，测量了颗粒体积分数的垂向分布，并推导了颗粒正应力沿颗粒体积分数涡量方向的变化规律。
2019-07-03 cond-mat.soft
Memory-induced motion reversal in Brownian liquids
利用事件驱动的布朗动力学模拟和幂泛函理论研究了空间非均匀剪切下硬球的布朗动力学。我们研究密度和电流分布的稳态和瞬态动力学后，打开和关闭外部方波剪切力场。我们发现，一个致密的硬球流体（体积分数$\approx$ 0.35）进行全球运动反转后关闭剪切力场。我们使用幂泛函理论与空间非局部记忆内核来描述超绝热力的贡献，并获得良好的定量协议的理论结果与模拟数据。该理论为运动反转提供了一种解释：由于关闭后的记忆，内部超绝热非平衡力与外部驱动的电流相反。这种效应是真正的粘弹性：在稳定状态下，粘性力与电流相反，但在关闭后，它们弹性地产生相反的电流。
2019-10-08 cond-mat.soft
Active Particle Doping Suppresses Brittle Failure in Ultrastable Glasses
研究通过模拟掺杂自驱动粒子的超稳定玻璃，发现活性力能将脆性剪切带失效转变为连续延迟的均匀屈服，且活性力与剪切速率存在补偿关系，屈服应力与持续时间呈非单调关系。
2025-08-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Testing the Wyart-Cates model for non-Brownian shear thickening using bidisperse suspensions
有一个越来越多的共识，剪切稠化的浓缩分散体是由应力引起的摩擦接触的形成驱动。这种现象的Wyart-Cates（WC）模型，其中接触的微观物理仅通过摩擦接触的分数$f$进入，可以成功地拟合弱多分散球体悬浮液的流动曲线。然而，它对“现实生活”、多分散悬浮液的有效性尚未得到认真的测试。通过对球的双分散混合物进行系统的模拟，我们表明，WC模型只适用于单分散的限制和失败时，大量的双分散性引入。我们追踪失败的模型，它无法区分大-大，大-小和小-小摩擦接触。通过拟合我们的数据，使用多分散类似物的$f$，分别取决于这些接触类型的每一个的分数，我们表明，剪切增稠的WC图片是不完整的。模型剪切增稠悬浮液的系统实验证实了我们的研究结果，但突出的重要挑战，严格测试WC模型与真实系统。我们的研究结果提出了新的问题的微观物理增稠的单分散和多分散系统。
2019-11-26 cond-mat.soft
Nonmonotonic diffusion in sheared active suspensions of squirmers
该研究探讨剪切对不同浓度活性悬浮液中粒子动力学的影响，以蠕动体悬浮液为模型揭示其长期扩散随剪切速率非单调变化的机制，通过模拟证实耦合作用并指出该现象可能是具有微观结构和大持续性流体的普遍特征。
2025-11-13 cond-mat.soft physics.bio-ph
Shear thinning of non-Brownian suspensions and its variation at different ambient conditions
不混溶的污染物通常涉及天然存在的悬浮液。其流动行为的变化很少被评估。在这里，我们调查的油基两相悬浮液的粘度的变化超过两年的时间，这是暴露于环境空气中的生产阶段。我们发现，空气的绝对湿度，这强烈地随季节变化，导致交换的水滴与悬浮液，大大改变其剪切稀化行为。只有在冬季，当湿度低，是后者接近理想的两相悬浮液。我们的测量表明，当悬浮固体颗粒的表面粗糙度足够低时，浸没的液滴保持在自由状态，有效地增加颗粒之间的排斥，削弱剪切稀化。相反，当粗糙度足够高时，浸没的液滴被捕获在颗粒表面上，通过水桥接诱导有吸引力的颗粒相互作用，增强剪切稀化。
2023-02-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Flow regime transitions in dense non-Brownian suspensions: rheology, microstructural characterisation and constitutive modelling
采用离散元方法模拟了考虑颗粒接触和流体动力润滑的稠密非布朗悬浮液的剪切流动。由此产生的流态被映射在固体体积分数，剪切速率，流体粘度和颗粒刚度的参数空间中。在临界体积分数$ϕ_c$以下，流变学由Stokes数控制，Stokes数区分粘性和惯性流动状态。高于$ϕ_c$，低和中等剪切速率下存在准静态区域。在非常高的剪切速率下，失去了对$ϕ$的依赖性，并探索了软颗粒流变学。流变状态之间的过渡与润滑对悬浮应力的贡献有关。微观现象的转变，如粒子间的力分布，织物和相关长度被发现对应于那些在宏观流动。受整体流变学的启发，提出了一种本构模型，该模型将粘性压力项与Chialvo，Sun和Sundaresan提出的干颗粒模型相结合[Phys.Rev.E.2004]。\textbf{85}，021305（2012）]。该模型成功地捕捉流态过渡。
2014-12-11 cond-mat.soft
