The flow induced by a mock whale : origin of flukeprint formation
鲸类动物(鲸鱼、海豚和鼠海豚)的侥幸振荡在海洋表面留下了一个椭圆形的补丁,表面波无法进入。科学家们假设表面活性剂改变了表面张力,从而产生了浮纹。在这里,我们表明,相反,形成的flukeprint主要是由于波流相互作用的问题。我们提供了粒子图像测速测量的各向异性和涡在模拟鲸鱼侥幸在实验室实验中产生的流动。我们首次解释了为什么长的重力波进入吸虫,而短的重力波被阻止。
2012-06-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A shear-induced limit on bacterial surface adhesion in fluid flow
本文通过混合渐近-计算方法推导表面附近细菌扩散率,揭示中等流速下粘附速率最大,高流速时剪切诱导的细胞重新取向会抑制粘附。
2025-06-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear-induced structures versus flow instabilities
泰勒-库埃特流的稀胶束系统已知产生剪切诱导的结构进行了研究,通过同时流变仪和超声成像。我们表明,流动不稳定性必须考虑到,因为雷诺数和Weissenberg数可能很大。在剪切诱导结构成核之前,流动可以是惯性不稳定的,但是一旦剪切诱导结构成核,流动的运动学就变得混乱,以一种让人想起在稀聚合物溶液中已知的惯性弹性湍流的模式。我们概述了流动不稳定性和流动诱导结构之间的相互作用的一般框架。
2013-09-27 cond-mat.soft
Solubility enhanced surfactant-induced flow in air-liquid-air sheets
Princeton University(普林斯顿大学);Aix Marseille Université(艾克斯-马赛大学);CNRS(法国国家科学研究中心);Centrale Marseille(马赛中央理工学院);Institut Universitaire de France(法兰西学院)
通过实验和渐近理论,研究了溶解度对表面活性剂诱导气流的影响,发现溶解度可显著增强流动,并提出一个单一参数描述该增强效应。
2026-09-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Pore-scale Modeling of Viscous Flow and Induced Forces in Dense Sphere Packings
我们提出了一种方法,有效地放大不可压缩粘性流在大型随机多分散球填料:这种方法的重点是对固体颗粒上的流体施加的力的测定。孔隙体和它们的连接被定义为本地通过一个定期Delaunay三角的包装。粘性流方程在孔隙水平上放大,并近似与有限体积的数值方案。我们比较所提出的方法的数值模拟详细的有限元(FEM)模拟的斯托克斯方程的组件的8至200球。一个很好的协议被发现在固体颗粒上施加的力和有效的渗透系数。
2013-05-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Diffusion Enhancement and Directional Suppression Induced by Reciprocal Flows
Kobe University(神户大学);Chiba University(千叶大学);Tottori University(鸟取大学)
本文建立二维线性往复流下有效扩散的一般理论,推导精确表达式,证明往复流普遍增强扩散且张量各向异性可致定向抑制,为微流控输运操控提供新框架。
2026-09-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Hydrodynamic flow in the vicinity of a nanopore induced by an applied voltage
采用连续介质模拟研究了在外加电位降下固态膜中离子通过纳米孔的传输和流体流动。结果表明,膜表面存在浓差极化层。离子分布的不均匀性产生了驱动流体中的涡旋运动的电压力。由于膜表面电荷引起的不对称性,还存在通过纳米孔的净流体动力学流动。的定性行为是类似的,在以前的研究中观察到的分子动力学模拟。的电流-电压特性表现出一定的非线性特征,但并没有受到很大的影响,在研究的参数制度的流体动力学流动。在薄德拜层的限制下,系统的电阻可以用具有集总参数的等效电路来表征。涡量的产生可以从麦克斯韦应力的基本考虑定性地理解。然而,流动强度是所施加的场的强非线性函数。电泳和流体动力学效应的组合可以导致离子选择性的化合价,这可能有一些实际应用中的分离。
2013-05-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Induced-charge electro-osmosis around metal and Janus spheres in water: Patterns of flow and breaking symmetries
实验研究了固定化金属微球在电解质溶液中的诱导电荷电渗(ICEO)流型。AC场修改局部电解质浓度,并导致四极流,向内的速度小于向外的。在高磁场下,流动变得不规则,涡流小于球体的尺寸。Janus金属电介质球产生偶极流并将流体从电介质泵向金属部分。实验确定的远场流随距离衰减为r-3。
2014-11-06 cond-mat.soft
Oscillatory Flows Induced by Microorganisms Swimming in Two-dimensions
我们首次对游泳单细胞微生物引起的振荡速度场进行了时间分辨测量。限制绿色植物。在稳定的薄液体膜中的莱茵衣藻允许同时跟踪细胞和示踪剂颗粒。测得的速度场揭示了复杂的时间相关的流结构,并与距离成反比。由细胞产生的瞬时机械功率从速度场测量,并在15 fW处达到峰值。每一个循环的耗散是稳定游泳所需的四倍多。
2010-08-15 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Flow-induced nonequilibrium self-assembly in suspensions of stiff, apolar, active filaments
粘性流体中的活性体通过自生流流体动力学地相互作用。在这里,我们研究自发聚集诱导的流体动力学流动悬浮液中的刚性,非极性,活性丝。横向流体动力学吸引力在可伸展的细丝导致,独立的体积分数,各向异性的聚集体的平移和旋转弹道。横向流体动力学排斥收缩丝导致,随着体积分数的增加,微结构状态的星,集群,和初期的凝胶,在每种情况下,长丝运动是扩散。我们的研究结果表明,积极的流体动力学流动和各向异性排斥体积相互作用的相互作用提供了一个通用的非平衡机制的分级自组装的活性软物质。
2015-08-19 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Extensibility governs the flow-induced alignment of polymers and rod-like colloids
研究流动运动学如何根据可扩展性影响聚合物和棒状胶体的排列,提出拉伸流动与剪切流动在排列不同可扩展性PaRC时的有效性统一描述。
2023-11-22 cond-mat.soft
Basal pressure variations induced by a turbulent flow over a wavy surface
波浪形表面上的湍流引起波纹、沙丘和其他自然底形的形成。为了预测这些水流输送了多少泥沙,研究主要集中在最高地形上游的基底剪切应力上,而在很大程度上忽略了相应的压力变化。在这篇文章中,我们重新分析旧的文献数据,以及最近的风洞试验结果,揭示了一个新的光的压力诱导的湍流上的正弦曲面。虽然伯努利效应增加了波峰上方的速度,并减少了波谷,但压力的变化滞后于地形。我们从流向压力分布中提取同相和正交分量,并将它们与根据剪应力数据校准的流体动力学预测进行比较。
2021-05-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.geo-ph
Flow induced crystallization of penetrable particles
对于布朗粒子通过软指数势相互作用的系统,我们研究了平衡结晶和空间变化剪切流之间的相互作用。对于热力学状态点内的液体部分的相图,但接近结晶相边界,我们观察到,施加Poiffille流可以诱导非平衡结晶有序的低剪切梯度的区域。造成这种现象的物理机制是剪切引起的颗粒迁移,这导致颗粒优先向流动通道的中心漂移,从而增加了通道中心的局部密度。所采用的方法是经典的动力学密度泛函理论。
2017-11-06 cond-mat.soft
Coarse-grained simulations of flow-induced nucleation in semi-crystalline polymers
我们进行动力学蒙特卡罗模拟的流动诱导成核聚合物熔体的算法,即使在低过冷度是易处理的。用一种新的非线性管模型计算了流动条件下非结晶链的构型。我们的模拟预测增强的成核和成长的shish-like细长的核足够快的流量。模拟预测几个实验现象,并从理论上证明了以前的经验结果的流量增强成核率。模拟是高度相关的基本理解和过程建模的聚合物熔体中的流动诱导结晶。
2009-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Flow-induced Density Fluctuation assisted Nucleation in Polyethylene
用全原子分子动力学模拟方法对聚乙烯在静态和剪切流动条件下的成核过程进行了对比研究。在两种条件下,成核都是两步过程,但其过程的中间次序不同。静态成核是由局部结构有序耦合构象有序和局部旋转对称有序所促进的,而流动诱导成核则是由密度涨落所促进的,密度涨落是构象有序和取向有序的耦合效应.流动驱动着柔性链段向刚性构象有序链段的转化,并规避了聚合物结晶过程中最特殊、最受速率限制的熵罚。目前的研究表明,流动对成核的促进作用并不像早期模型所认为的那样是由于熔体的流动诱导熵降低所致,而主要是由于通过构象/取向有序化-密度涨落-成核的不同动力学途径所致。
2018-03-07 cond-mat.soft
A Tunable Electrorheological Fluid Microfluidic Rectifier: Irreversibility of Viscous Flow due to Spatial Asymmetry Induced Memory Effects
由于粘性流的可逆性,不期望在没有任何移动机械部件的情况下简单地从几何不对称性获得流体整流器。在这里,我们发现了一个相反的例子,通过使用空间不对称性结合电场注入记忆效应,使流动不可逆。这源于电流变(ER)流体颗粒链对流动方向的强烈依赖性。具有ER流体的漏斗形微流体整流器已被证明可以通过施加的电场轻松快速地调谐,以实现超过一个数量级的整流以及压力振荡。这些发现对于实现射流二极管、整流器和棘轮具有重要意义。
2019-07-13 cond-mat.soft physics.app-ph physics.flu-dyn
Traveling Waves Induced by Sweeping Flows on Solidification Interfaces
合金在热梯度中的凝固通常涉及通过热对流或热溶质对流产生流动。我们通过在定向凝固装置中诱导受控扫掠流来实验研究它们对凝固界面动力学的影响。从外部热虹吸管在样品中诱导流动。观察到微结构向下游倾斜,下游侧支发育。然而,主要的成果是大规模的行波凝固界面上的证据。它们是由凝固和流动之间的耦合引起的,并产生固相的重复条纹。两个波的观察和特点。
2019-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Induced defect nucleation and side-band instabilities in hexagons with rotation and mean flow
使用Ginzburg-Landau方程,其中包括非线性梯度项以及由平均流提供的非局部耦合的平均流和旋转的六边形图案的综合效果进行了研究。长波和短波边带不稳定性的确定。由于非线性梯度项和平均流的增强,在无缺陷振幅下,penta-hepta缺陷会因诱导位错成核而变得不稳定,从而导致penta-hepta缺陷的扩散和持续的时空混沌。对于个别penta-hepta缺陷的非线性梯度项增强攀登或滑动运动,这取决于它们是否打破了手征对称性或没有。
2002-07-30 cond-mat.soft nlin.CD nlin.PS
Voltage-Induced Buckling of Dielectric Films using Fluid Electrodes
对微流体通道内不同流动的精确和可集成控制对于进一步开发芯片实验室和完全集成的自适应结构至关重要。在这里,我们介绍了一个灵活的微致动器,在一个高的变形率,并改变下游的流体流动。微致动器由一个封闭的,薄的,介电膜,当暴露于通过导电流体电极提供的电压时,介电膜进入微流体通道。我们估计的临界屈曲电压,并表征屈曲形状的致动器。最后,我们研究了频率,流量和压差对屈曲结构和流体流动的影响。这些结果表明,使用流体电极的嵌入式微结构的电压诱导屈曲提供了一种用于高速衰减微流体流的手段。
2016-01-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear flow induced isotropic to nematic transition in a suspension of active filaments
我们通过主动流体动力学方程[PRL { \bf 89}(2002)058101; { \bf 92}(2004)118101]研究了外部施加的剪切流对马达和细丝悬浮模型的影响。在没有剪切的情况下,{ \it both}极性和非极性活性颗粒的取向有序相在零波数下总是不稳定的。施加的稳定剪切大到足以克服主动应力稳定非极性和移动极性相。我们的工作是相关的{ \it在体外}研究的活性丝,再定向的内皮细胞受到剪切流和剪切诱导运动的附着细胞。
2006-10-01 cond-mat.soft
Dynamics and flow-induced phase separation in polymeric fluids
在过去的几年里,我们对聚合物流体动力学的理解取得了许多进展。这些包括成功的爬行理论的改进;半柔性链动力学的新兴分子理论;以及对如何计算和分类流动诱导转变的"相变“的理解。实验学家已经开始绘制蠕虫状胶束的相行为,一个“活的”聚合物系统,在流动中:这些系统经历到剪切变稀或剪切增稠相的转变,其种类非常丰富,但知之甚少。聚合物的概念必须扩展到包括微妙的电荷和组合物的影响,合谋稳定胶束,并强烈影响流动。
1999-01-21 cond-mat.soft
Shear-induced diffusion in non-local granular flows
研究了具有应力梯度和惯性数梯度的非均匀稠密颗粒流的自扩散特性。这项研究是基于模拟平面剪切与重力和Poiffille流,其中非局部效应诱导一些蠕变流应力低于屈服区。结果表明,剪切诱导扩散是定性不同的区域以上和以下的屈服。低于产量,扩散率不再受速度波动,我们证明了扩散率和局部剪切速率之间的直接缩放。这是解释通过分析晶粒轨迹,表现出一个笼子里的动态发展低于产量的区域。最后,我们引入了一个明确的缩放的本地惯性数在这些区域中的配置文件,这导致一个简单的表达的扩散率作为一个函数的应力和位置在非本地流。
2018-08-06 cond-mat.soft
Effect of the background flow on the motility induced phase separation
本研究模拟活性布朗粒子在四辊流动中的行为,发现背景流动与运动诱导相分离(MIPS)相互作用,产生均匀混合、MIPS及新型流动诱导相分离(FIPS)三种区域。
2025-05-27 cond-mat.soft
Flow-Induced Shift of the Donnan Equilibrium for Ultra-Sensitive Mass Transport Measurement Through a Single Nanochannel
尽管质量流可以说是与纳米流体相关的最基本的传输,但其测量仍然构成了这个有前途的领域发展的一个重要瓶颈。在这里,我们调查如何液体流扰动无处不在的富集或耗尽内的一个单一的纳米通道的溶质。使用荧光相关光谱访问本地的溶质浓度,我们表明,初始富集-所谓的唐南平衡-耗尽下流,从而揭示了底层的质量传输。结合理论和数值计算超出了经典的一维治疗的纳米通道,我们定量合理化我们的观察,并表现出前所未有的流速敏感性。由于目前的质量传输调查是基于通用的影响,我们相信他们可以发展成为一个通用的方法,纳米流体。
2019-10-29 cond-mat.soft
Flow-induced surface charge heterogeneity in electrokinetics due to Stern-layer conductance coupled to reaction kinetics
我们从理论上研究了压力诱导的液体流过带电壁的窄长通道的电动力学问题,通过考虑(i)Stern层电导和(ii)动态电荷调节而不是固定的表面电荷的惊人的强组合效应,超越了经典的Helmholtz-Schmolukowski图片。我们发现,水流诱导,除了众所周知的流动电位,也是一个强烈的非均匀表面电荷和zeta电位化学均匀的通道壁。此外,我们确定了一个新的稳定状态与非平凡的3D电通量与2D表面电荷作为源和汇。对于脉冲压降,我们的研究结果也为关于流动对界面化学影响的不理解的实验提供了第一原理解释[D。Lis等人,Science 344,1138(2014)]。
2018-05-24 cond-mat.soft
Microscale fluid flow induced by thermoviscous expansion along a traveling wave
流体的热膨胀与温度相关的粘度相结合,在与对流动量流无关的纳维-斯托克斯方程中引入非线性。耦合产生的可能性,净流体流动在微观控制的外部加热。通过数值求解纳维-斯托克斯方程和微扰展开分析,研究了薄流体腔的这种新的热-机械效应。演示实验证实了基本机制,定量验证了我们的理论分析。
2008-04-02 cond-mat.soft
Cluster of red blood cells in microcapillary flow: hydrodynamic versus macromolecule induced interaction
我们目前的实验红细胞在生理条件下流过微毛细管。我们发现,红细胞团形成一个微妙的叠瓦之间的流体力学相互作用和粘附力,因为血浆蛋白。簇沿毛细血管形成,大分子诱导的粘附有助于其稳定性。然而,在高的生理流速下,剪切应力克服了部分粘附力,并且由于流体动力学的簇稳定性变得更强。对于纯流体动力学相互作用的情况下,细胞到细胞的距离有一个明显的双峰分布。我们的2D数值模拟囊泡捕捉粘合剂和非粘合剂集群之间的过渡在不同的流速。
2016-09-08 cond-mat.soft physics.bio-ph
On the Flow Curve of Colloids Presenting Shear-Induced Phase Transitions
这项工作涉及的胶体系统,开发流体相具有不同的机械性能,即剪切带流体的流动曲线的评价。所涉及的问题是,由于不同的流体相共存于流变池的流动域中,测量的数据不能直接转换成流变函数。为了处理这个问题,剪切应力-剪切速率本构关系被引入来解释稳态流动曲线。该关系源自结构变化的现象学描述,并且涉及在给定剪切应力下多值剪切速率的可能性。数值模拟结果与实验结果吻合较好。一个关键的方面是从流变池中测量的原始数据中充分计算剪切速率函数。
2007-03-21 cond-mat.soft
Silo Music and Silo Quake: Granular Flow Induced Vibration
本文通过对料仓出料过程中的加速度和声测量,说明料仓音乐是料仓震动产生的一种声共振。后者是由高大狭窄筒仓中壁与颗粒物料之间的粘滑摩擦产生的。对于所研究的排放率,流动脉动的发生和频率主要由颗粒材料和筒仓壁的表面性质决定。测试结果表明,散粒体的脉动运动驱动筒仓的振动,筒仓振动的发生不需要筒仓与散粒体之间的共振相互作用。
2003-10-04 cond-mat.soft
Self-Induced Rayleigh-Taylor Instability in Segregating Dry Granular Flows
粗糙斜坡上流动的干燥颗粒物质会经历自诱导瑞利-泰勒(RT)不稳定性,随后会自发出现对流单体。要做到这一点,颗粒的大小和密度不同,较大的颗粒密度较大,但仍会向表面分离。像往常一样,当流动最初由两层组成时,上方有致密颗粒,则在流动过程中会出现Rayleigh-Taylor不稳定性。当流最初是由一个均匀的层混合物,颗粒偏析导致在表面的大密度颗粒,随后在RT羽流模式不稳定的不稳定层的形成。不稳定的密度梯度仅由颗粒物质的运动引起。这种自诱导瑞利-泰勒不稳定性和两层RT不稳定性研究使用两种不同的方法,实验和模拟。最后,与RT不稳定性松弛成两个叠加的稳定流体层的通常流体行为相反,颗粒流演化成对应于类似于Rayleigh-B{é}nard对流单体的再循环单体的交替带图案,其中分离维持对流运动。
2020-03-04 cond-mat.soft physics.class-ph physics.geo-ph
Flow-induced Agitations Create a Granular Fluid
我们通过局部搅拌的方法来研究颗粒介质中远离主流的静止区域的力学响应。在这些区域中,材料表现得像液体:高密度探针下沉,低密度探针漂浮在阿基米德定律给出的深度,移动探针上的阻力与速度成线性关系。材料的流体状特征由在搅拌区域中产生的搅拌设定,这表明非局部流变学:在一个位置处施加的应力和观察到的应变率之间的关系取决于另一个位置处的应变率。
2009-11-24 cond-mat.other cond-mat.soft
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
Flow-Induced Helical Coiling of Semiflexible Polymers in Structured Microchannels
半柔性(生物)聚合物的构象研究通过几何结构的微通道的流动。使用介观流体动力学模拟,我们表明,聚合物经历了棒到螺旋过渡,因为它从狭窄的高速区域移动到宽的低速区域的通道。瞬时螺旋形成是半柔性聚合物的非平衡和非稳态屈曲转变的结果,所述半柔性聚合物经受源自通道中的流体速度变化的压缩力。螺旋特性取决于通道的直径比、聚合物弯曲刚度和流动强度。
2012-10-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph