Edge-induced shear banding in entangled polymeric fluids
尽管经过几十年的研究，高度缠结的聚合物的溶液和熔体是否表现出剪切带作为其稳定施加的剪切流的稳态响应的问题仍然存在争议。从理论的角度来看，一个重要的未回答的问题是作为剪切速率$\dotγ$的函数的剪切应力$σ$的基本本构曲线（对于均匀剪切状态）是否是单调的，或者具有负斜率区域$dσ/d\dotγ<0$，这将触发条带化。试图通过流体内部流场的速度测量来解决这个问题的实验通常会被样品遇到外部空气的自由表面的不稳定性所混淆，称为“边缘断裂”。在这里，我们通过数值模拟表明，事实上，即使只有非常温和的边缘扰动-这是全边缘断裂的前兆，但可能很好，在自己的实验中，不被注意到-可以引起强烈的二次流的剪切带的形式，侵入到流体体的深处。至关重要的是，这是真的，即使当基本的本构曲线是单调增加，排除真正的散装剪切带的边缘效应的情况下。
2018-04-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear banding in large amplitude oscillatory shear (LAOStrain and LAOStress) of polymers and wormlike micelles
本文从理论上研究了聚合物和蠕虫状胶束在大振幅振荡剪切中的剪切带。在LAOStrain中，我们发现在低频率和足够高的应变率振幅的流体中的剪切应力作为剪切速率的函数的基本本构曲线是非单调的条带。这是沿流动曲线的慢应变速率扫描中所见的准稳态条带的直接模拟。在较高的频率和足够高的应变振幅，我们报告一个不同的，但相关的现象，我们称之为“弹性”剪切带。这与作为应变的函数的应力的弹性（Lissajous-Bowditch）曲线中的过冲有关。我们认为，这可能会出现广泛的，甚至在流体中，有一个单调的基本本构曲线，所以不显示稳定状态下的稳定施加的剪切流带。在LAOStress中，我们报告剪切薄到足以在底层本构曲线中具有负或弱正倾斜区域的流体中的条带，再次注意到后一类中的流体在稳定施加的流动中不显示稳态条带。当应力大小沿向上方向通过弱斜率区域时，在每个半周期中触发该条带，使得流体有效地屈服。我们的数值计算是在聚合物流体的Rolie-poly模型中进行的，但我们也提供了参数，表明我们的结果应该适用于更广泛的。除了条带的剪切速率分布，这可以通过测速测量，我们还预测条带的剪切和法向应力分量，可测量的双折射。作为了解LAOS剪切带的新结果的背景下，我们还简要回顾了早期的工作在其他时间依赖性协议，特别是剪切启动和阶跃应力带。
2016-07-22 cond-mat.soft
Concentration banding instability of a sheared bacterial suspension
我们证明了一种新的剪切诱导的细菌悬浮液中的浓度波动的增长机制。使用线性稳定性分析，一个均匀剪切悬浮液被证明支持剪切速率和细菌浓度的分层扰动指数增长。非线性模拟表明，不稳定性最终导致梯度带状的速度分布，在带之间的界面处的细菌的局部耗尽。我们的研究结果表明，长程流体动力学相互作用足以解释最近观察到的细菌悬浮液中的剪切带。
2018-08-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear banding and flow-concentration coupling in colloidal glasses
我们报告的硬球胶体玻璃，揭示了一种剪切带迄今未观察到的软玻璃的实验。我们提出了一个方案，涉及到剪切浓度耦合，以前认为在这类材料中不重要的机制所产生的不稳定性。低于特征剪切速率$\dotγ_c$，我们观察到越来越多的非线性速度分布和强烈的局部流动。我们将这种趋势归因于不稳定流态中产生的非常轻微的浓度梯度（可能逃避直接检测）。一个简单的模型解释了观察到的$\dotγ_c$随浓度的增加以及在流动中观察到的波动。
2010-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Potential "ways of thinking" about the shear-banding phenomenon
剪切带是软物质中一种奇怪但普遍存在的现象。剪切带转变和相变之间的现象学相似性促使一些研究人员采用“物理”方法，与更经典的“力学”方法来研究流体流动相反。在这篇启发式评论中，我们描述了为什么这些方法之间明显的二分法多年来逐渐消失。为了支持我们的讨论，我们给一个单一的方程，扩散约翰逊-Segalman（dJS）方程，在剪切带的背景下，不同的解释概述。我们限制自己的dJS，但我们表明，该方程可以写在各种等价形式通常与相反的方法。我们首先简要回顾了dJS模型的起源及其在剪切带背景下的初始流变学解释。然后，我们描述了dJS和反应扩散方程之间的类比。在各向异性扩散的情况下，我们展示了如何dJS稳定剪切流的控制方程类似于一个粒子的动力学方程的四次潜力。超越现有的文献，然后我们利用拉格朗日形式主义来描述边界条件如何对带态产生关键影响。最后，我们重新解释的dJS方程，我们表明，可以构建一个严格的有效自由能，在早期的热力学解释的精神，或在最近的方法，利用语言的不可逆热力学。
2011-07-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear Banding of Soft Glassy Materials in Large Amplitude Oscillatory Shear
研究了大振幅振荡剪切流作用下软玻璃材料中的剪切带。通过对广泛使用的软玻璃流变学模型的数值模拟，并辅以更一般的物理参数，我们证明了在施加剪切速率$\dotγ(t)=\dotγ_0\cos(ωt)$的幅度和频率的广泛范围内的强条带，即使在不允许条带作为其对稳定施加剪切流$\dotγ=\dotγ_0=$常数的稳态响应的材料中也是如此。即使在零频率$ω\to 0$的极限下，LAOS中的条带也持续存在，在零频率的极限下，人们可能先验地期望均匀的流动响应（与严格零频率稳定施加的剪切流的均匀流动的要求一致）。我们解释这一发现的交替竞争在每个周期内的玻璃老化和流动复兴。我们的预测有深远的影响，老化屈服应力流体的流动行为，建议一个通用的预期剪切带的流动，甚至任意缓慢的时间变化。
2016-10-13 cond-mat.soft
Transient start-up dynamics and shear banding in aging soft glassy materials: Rate-controlled flow field
我们研究了瞬态启动动力学的流动性模型，该模型捕捉了老化的软玻璃质材料的流变行为，在一个直线剪切流时，应用阶跃剪切速率。我们观察到，当稳态流动曲线是非单调的系统显示瞬态和/或明显的稳态剪切带与实验观察密切定性协议。由于老化和复兴之间的竞争，在启动过程中，我们表明，有一个明显的稳态带在很大的时间，甚至剪切速率，使稳态流动曲线允许一个均匀的流动。因此，对于老化的软玻璃质材料，实现均匀流动的剪切速率不一定由稳态流动曲线给出。我们还观察到，瞬态和表观稳态剪切带的行为是不相关的负斜率的应力-应变依赖在瞬态。这项工作还强调，为了有一个现实的描述剪切带的行为在老化（时间依赖性）软玻璃材料，考虑惯性在启动动力学是至关重要的。
2018-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear banding, aging and noise dynamics in soft glassy materials
“软玻璃流变学”（SGR）模型给出了一个有吸引力的帐户的非遍历软材料的流动的局部屈服动力学的介观元素。牛顿，幂律，屈服应力流体制度出现在变化的“噪音温度”，x。在这里，我们扩展了模型，以捕捉噪声主要是由产量本身引起的想法。扩展模型可以解释最近在广泛的软材料中报道的粘性分叉和剪切带效应。一个不同的模型可能揭示剪切带和应变率滞后看到玻璃状星形聚合物解决方案。
2008-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Taylor-like vortices in the shear-banding flow of giant micelles
利用Couette几何中的流动可视化，我们证明了在巨胶束体系的剪切带流动中存在泰勒状旋涡。我们发现，沿涡度方向堆叠的涡发展伴随着界面起伏。这些胞状结构主要位于诱导带中，其动力学与界面动力学完全相关。随着控制参数的增加，我们观察到一个过渡，从一个稳定的涡流的状态，对涡不断创建和销毁。正应力效应作为驱动三维流动的潜在机制进行了讨论。
2009-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A quest for shear banding in ideal and non ideal colloidal rods
我们使用流变学、小角中子散射和激光多普勒测速相结合的方法，评估了在非常接近各向同性旋节线的稳态剪切下半稀棒状胶体悬浮液剪切带形成的可能性。采用模型系统，其允许颗粒的长度和刚度变化。流变学特征表明，这些系统在中等剪切速率下强烈剪切稀化。结果表明，最长和最灵活的杆进行最强的剪切变稀，并有最大的潜力，形成剪切带。虽然我们发现一个小的，但显着的梯度的取向序参量整个间隙的剪切细胞，没有剪切带过渡是听话的在该地区的中间剪切速率。在很低的剪切速率下，梯度条带和壁面滑移同时发生，但剪切带随时间的推移是不稳定的。
2018-11-30 cond-mat.soft
Microchannel flow of a shear-banding fluid: enhanced confinement effect and interfacial instability
利用微粒子成像速度技术，首次解析了直微通道中蠕虫状剪切带流动的三维结构。该研究揭示了两种效应，这应该是通用的剪切带流：第一个是一个强大的放大的约束引起的边缘的通道，第二个是剪切带之间的界面的不稳定性。详细的定量比较，我们的实验测量与扩散的Johnson Segalman模型的理论研究导致极好的协议。我们的研究澄清了剪切带流动不稳定性的性质，并表明，尽管具有挑战性的复杂性的情况和不确定性，关于他们的分子结构，剪切带流动在受限的几何形状是服从定量建模，一个功能，打开途径，以他们的实际应用。
2009-09-07 cond-mat.soft
Shear banding in monodisperse polymer melt
本文通过分子动力学模拟研究单分散聚合物熔体中的剪切带形成，提出端到端距离与缠结密度的线性判据及解缠结速率与魏森贝格数的标度关系，揭示剪切带形成源于力失衡并降低系统自由能。
2023-09-16 cond-mat.soft physics.chem-ph
Triggers and signatures of shear banding in steady and time-dependent flows
这篇摘要的目的是作为一个实际的现场指导的情况下，剪切带可能会在复杂的流体受到一个应用的剪切流。分别为几个最常见的流量协议，它总结了在所测量的散装流变信号，表明在底层流场的条带的存在下的特征签名。它既适用于稳定的剪切流，也适用于剪切启动、阶跃应力、有限应变斜坡和大振幅振荡剪切的时间依赖性协议。一个重要的信息是，带状可能会出现相当广泛的流动具有足够强的时间依赖性，甚至在流体中，不支持带状稳定施加剪切流。这表明在将实验数据与假设均匀剪切流的理论计算进行比较时要谨慎。在一个简短的后记中，我们也总结了在伸长的长丝拉伸中颈缩开始的类似精神的标准。
2016-11-24 cond-mat.soft
Recent experimental probes of shear banding
综述了近年来研究剪切带的实验技术。在回顾剪切带流的流变特征之后，我们总结了用于局部测量剪切下的微观结构和速度场的各种工具。局部速度测量使用动态光散射和超声波的重点。一些结果是从目前的作品中提取的，以说明开放的问题和未来的研究方向。
2009-03-31 cond-mat.soft
Comment on "Edge-Induced Shear Banding in Entangled Polymeric Fluids" [arXiv: 1801.08798]
基于扩散Giesekus本构方程的数值模拟，最近的一封信[物理评论快报。120，138002（2018），arXiv：1801.08798]声称缠结聚合物流体中剪切带的实验报告是由于样品边缘的干扰。真正的整体剪切带是排除在边缘效应的存在下的结论是在与许多过去的实验，理论，数值和计算机模拟研究。我们简要地讨论了这项工作的一些问题。
2018-06-16 cond-mat.soft
Superposition rheology of shear-banding wormlike micelles
蠕虫状胶束的解决方案提交到小振幅振荡剪切叠加稳定剪切带制度。通过施加剪切振荡，高剪切区域和低剪切区域之间的界面随时间振荡。一个双流体的半唯象模型，提出了叠加流变学的剪切带制度，这使我们能够提取一个特征速度的界面动力学实验，只涉及一个标准的流变仪。应力扩散系数${\cal D}$的估计也可以从这样的叠加实验中推断出来。我们的模型的有效性证实了直接记录界面位移使用超声测速仪。
2009-03-31 cond-mat.soft
Dynamic vorticity banding in discontinuously shear thickening suspensions
最近有人认为，稳态涡带不会出现在剪切增稠悬浮液中，因为穿过带之间界面的法向应力不平衡将建立颗粒迁移。在这封信中，我们开发了一个简单的连续模型，耦合剪切增厚颗粒迁移。我们表明，通过线性稳定性分析，均匀流是不稳定的涡带，如预期的那样，在政权的负本构斜率。然而，在完全非线性计算中，我们表明，由此产生的涡带是不稳定的，与时空格局所支配的应力集中耦合。我们还表明，这些动力学带也出现在直接粒子模拟，在良好的协议与连续模型。
2018-11-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Onset of transient shear banding in viscoelastic shear start-up flows: Implications from linearized dynamics
我们分析瞬态动力学过程中的剪切启动在两个平行板之间的粘弹性流动，特别关注的签名的瞬态剪切带的发病使用约翰逊-Segalman，非拉伸Rolie-Poly和Giesekus模型。我们使用两种不同的方法来探索本构曲线单调区域中剪切启动的动力学：（一）经常使用的“冻结时间”线性稳定性（特征值）分析，其中我们检查是否施加在瞬时应力分量的无穷小扰动（被视为准稳态）呈现指数增长，以及（ii）通过时间依赖线性化控制方程的数值解表征瞬态生长的数学上更严格的基本矩阵方法，其中线性化扰动与启动剪切流共同演化。我们的研究结果加强了迄今被低估的一点，有没有普遍的连接之间的过冲和随后的衰减的剪切应力在基态和不稳定的特征值从冻结时间的稳定性分析。因此，可能很难将剪切启动期间瞬时剪切带的发生纳入单个模型独立标准的范围内。我们的工作还表明，在早期的工作中看到的剪切启动过程中的强瞬变很可能是考虑的结果，在没有其他可忽略的条款，如流体惯性的小溶剂粘度的限制。
2022-02-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Age-dependent transient shear banding in soft glasses
我们数值研究了在两种软玻璃模型（一个简单的流动性模型和一个适应的“软玻璃流变学”模型）的剪切启动过程中长寿命的瞬态剪切带的形成。条带的程度和持续时间强烈地依赖于所施加的剪切速率，并在剪切前的样品年龄。在这两种模型中，最终的稳定流动状态是均匀的，在所有的剪切速率，与基本的本构曲线是单调的。然而，特别是在SGR的情况下，瞬态带可以是非常长的寿命。带状不稳定性既不是“纯粘性”，也不是“纯弹性”的起源，但密切相关的启动流中的应力过冲。
2010-11-18 cond-mat.soft
Inertio-elastic instability of non shear-banding wormlike micelles
众所周知，均质聚合物溶液表现出粘弹性流动不稳定性：当惯性可忽略时为纯弹性，否则为惯性弹性。最近，剪切带蠕虫状胶束溶液也被发现遵循类似的现象。在剪切带区，惯性通常可以忽略不计，因此只报道了纯弹性流动。在这里，我们调查一个非剪切带的解决方案，惯性变得显着，导致类似于稀聚合物溶液的惯性弹性制度的流型。我们发现，不稳定性如下的超临界分岔，我们调查的惯性弹性涡的结构，发展以上发病。
2013-11-28 cond-mat.soft
Timescales in shear banding of wormlike micelles
我们表明存在三个定义明确的时间尺度的蠕虫状胶束的动力学后，一个步骤之间的两个剪切速率的应力平台。这些时间尺度与不同粘度的带之间的结构化界面的存在是相容的，并且对应于应力过冲期间的各向同性带不稳定化、过冲之后的界面重建和完全形成的界面的行进。最后一级可用于估计应力扩散系数。
2002-09-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear banding in large amplitude oscillatory shear (LAOStrain and LAOStress) of soft glassy materials
本文分别考虑大振幅振荡剪切应变、大振幅方形或三角形或三角形应变率以及大振幅振荡剪切应力三种情况，从理论上研究了大振幅时间周期剪切流作用下软玻璃材料中的剪切带。在每种情况下，我们发现剪切带是材料的流动响应的一个重要组成部分的频率$ω$和振幅的施加振荡的值的宽范围。至关重要的是，并且非常违反直觉地，在玻璃相中，这甚至持续到数值上可获得的最低频率（这似乎与其即使在$ω\to 0$时也持续一致），尽管我们使用的软玻璃流变学模型具有作为剪切速率的函数的剪切应力的基本单调本构曲线，并且因此不能支持剪切带作为其在恒定剪切速率下的稳态响应。我们将此归因于在每个流动周期内玻璃状老化和流动再生的重复竞争。除了在玻璃相中报告显著的条带，其中流动曲线具有屈服应力，我们还在刚好高于玻璃点的噪声温度下观察到它，其中流动曲线为幂律流体形式。因此，我们的研究结果表明，剪切带的倾向，即使是非常缓慢的时间变化的流动，两个老化屈服应力流体，并与松弛时间尺度缓慢的幂律流体。我们发现，剪切带可以有一个显着的影响，通常用于指纹复杂的流体流变的Lissajous-Bowditch曲线的形状。因此，我们建议在试图计算这种曲线时要谨慎，这种曲线的计算预先施加了均匀的剪切流，放弃了条带的可能性。我们还分析了施加的应变波形的应力响应的一个“序列的物理过程”。
2018-01-23 cond-mat.soft
Effect of edge disturbance on shear banding in polymeric solutions
边缘不稳定性被认为是缠结聚合物流体中剪切带的可能原因之一。在这里，我们研究了边缘扰动对纠缠DNA溶液的剪切诱导动力学的影响。使用自定义的高纵横比的平面Couette细胞，我们系统地测量剪切DNA样品的速度分布在不同的距离远离剪切细胞的边缘。在弱振荡剪切与相应的Weissenberg数（Wi）小于1，其中DNA的解决方案表现出强烈的壁面滑移的线速度分布，边缘扰动的穿透深度的顺序的剪切细胞的间隙厚度，符合牛顿流体的行为。然而，在Wi > 1的产生剪切带流动的强振荡剪切下，穿透深度比间隙厚度大一个数量级，并且变得空间各向异性。此外，我们发现，剪切带流持续深入内部剪切样品，边缘扰动的影响减弱。因此，我们的实验证明了一个异常长的穿透深度的边缘扰动，并说明了大量的性质的剪切带流动的纠缠聚合物流体下随时间变化的振荡剪切。
2018-08-24 cond-mat.soft
Phenomenology and physical origin of shear-localization and shear-banding in complex fluids
我们回顾和比较的现象学方面和物理起源的剪切局部化和剪切带在各种类型的材料，即乳液，悬浮液，胶体，颗粒材料和胶束系统。看来，剪切带，这必须区分于简单的效果共存的静态流动区域的屈服应力流体，发生在一个渐进的演变的形式的局部粘度朝着两个显着不同的值在两个相邻区域的流体中的应力采取略有不同的值。这表明，从全球的角度来看，剪切带在这些系统中有一个共同的物理起源：两个物理现象（例如，在胶体中，由于流动和重组由于老化破坏）是在竞争，并根据流动条件，其中之一成为主导，使系统在一个特定的方向发展。
2010-02-09 cond-mat.soft
Velocity profiles in shear-banding wormlike micelles
使用动态光散射在外差模式下，我们测量的速度分布在一个研究较多的蠕虫状胶束（CPCl/NaSal）已知表现出剪切带和应力平台行为的系统。我们的数据提供了最简单的剪切带的情况下，根据该系统中的有效粘度下降的证据是由于成核和高度剪切带的间隙中，其厚度与施加的剪切速率线性增加的增长。我们讨论了各种细节的速度分布在所有地区的流动曲线，并强调在高度剪切带的复杂的，非牛顿性质的流动。
2002-11-21 cond-mat.soft
Role of Micellar Entanglement Density on Kinetics of Shear Banding Flow Formation
研究了胶束缠结数对泰勒-库埃特流中剪切带流形成动力学的影响。三组蠕虫状胶束的解决方案，每组具有类似的流体弹性和零剪切速率粘度，但具有不同的缠结密度，进行了研究下启动的稳定剪切。实验结果表明，在低弹性流体中，瞬态剪切带流动的特征是在一定的缠结密度范围内形成瞬态流动反转。在该范围之外，未观察到瞬态流动反向。对于中、高弹性组，在相对较小的纠缠密度下，存在瞬态流反转，而在较大的纠缠密度下，瞬态流反转消失。分析表明，壁面滑移和弹性不稳定性不影响瞬态流动特性。我们确定了胶束缠结数，应力平台的宽度，和瞬态流动逆转的程度之间的相关性。随着胶束缠结数的增加，应力平台的宽度先增加，然后，在较高的胶束缠结数，平台宽度减小。因此，我们假设瞬时流动逆转通过应力平台的宽度与胶束缠结数有关。
2022-10-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Non-local effects in the shear banding of a thixotropic yield stress fluid
我们观察到一种新型的剪切带的触变性屈服应力流体的流变学，这是由于非局域性和触变性的耦合。后者是已知的，导致剪切带，即使在均匀的应力场，但在非局部效应的存在下观察到的带出现不同的剪切速率连续变化的剪切带。在这里，我们介绍了一个简单的非本地模型的剪切带（NL-SB），我们实现它的分析微米级的流变MRI测速测量的牛奶微凝胶悬浮液中的锥板几何形状。建议的NL-SB模型准确地量化的协同长度和产量值的顺序的聚集体尺寸在微凝胶。
2021-04-26 cond-mat.soft
Local Stress Relaxation and Shear-banding in a Dry Foam under Shear
我们已经开发了一个逼真的模拟二维干泡沫下准静态剪切。经过短暂的瞬态，剪切带不稳定性观察。这些结果进行了比较，获得真正的2D（受限）泡沫的测量。数值模型使我们能够展示材料对单个塑化事件的机械响应。从这个弹性传播的分析，我们提出了一个方案的发病和稳定的流动局部化过程中的泡沫，这应该仍然有效的蠕变流动下的大多数无定形系统。
2003-06-30 cond-mat.soft
Elastic turbulence in shear banding wormlike micelles
本文研究了剪切带蠕虫状胶束的泰勒-库埃特流动动力学。我们专注于高剪切速率分支的流动曲线，并表明，足够高的韦森伯格数，这个分支变得不稳定。这种不稳定性是强烈的亚临界，并与剪切应力跳变。我们发现这种流动阻力的增加与湍流的成核有关。流动模式显示出与弹性湍流的相似性，到目前为止，只观察到聚合物溶液。这个分支的不稳定性使我们提出了一个方案，可以解释最近观察到的泰勒涡在剪切带流动的蠕虫状胶束。
2010-04-26 cond-mat.soft
Shear-banding in a lyotropic lamellar phase, Part 1: Time-averaged velocity profiles
使用基于动态光散射的速度分布测量，并耦合到库埃特细胞中的结构和流变学测量，我们提出的证据剪切带的情况下，在剪切流的洋葱纹理的溶致层状相。时间平均的测量清楚地表明存在的结构剪切带附近的剪切诱导的过渡，相关的成核和生长的高度剪切带中的流。我们的实验还揭示了库埃特细胞壁的滑移的存在。使用一个简单的力学方法，我们证明了我们的数据证实了经典的假设的剪切带图片，其中带之间的界面位于一个给定的应力$σ^\star$。我们还概述了流场的大的时间波动的存在，这是本文第二部分的主题[Salmon { \it et al.}，（参见Phys. Rev. E）。
2003-07-24 cond-mat.soft
Criteria for shear banding in time-dependent flows of complex fluids
在一个高度概括的复杂流体的流动特性的理论框架内，我们研究了剪切带的发生在三个最常见的时间依赖性的实验协议：阶跃应力，阶跃应变和剪切启动。通过线性稳定性分析，我们推导出一个流体的普遍标准的发病带，分别为每个协议，这只取决于实验测量的时间依赖性流变响应函数的形状，独立的本构关系和内部状态变量的特定流体的问题。因此，在这些随时间变化的流动中，我们的预测具有与稳定状态下（负斜率剪切应力与剪切速率）的条带化的广为人知的标准相同的状态。我们支持他们的聚合物流体的rolie-poly模型，软玻璃流变模型，和流动性模型的模拟。
2013-01-21 cond-mat.soft
Numerical Simulations of Vorticity Banding of Emulsions in Shear Flows
多相剪切流通常显示带状结构，其影响复杂流体的全局行为，例如在微型器件中。在这里，我们研究数值的带状乳液，即形成的区域的高和低的体积分数，交替的涡度方向和对齐的流动（剪切带）。这些谱带与系统的有效粘度的降低有关。为了理解实验观察到的带状机制，我们进行了界面分辨模拟的双流体系统。从随机分布的液滴开始进行实验，所述液滴在施加的剪切下随时间演变，导致相分离。为了数值再现这一过程，带状结构被初始化在一个狭窄的通道中，该通道由两个沿相反方向移动的壁限定。我们发现，最初的带状分布是稳定的，当液滴是自由合并和不稳定时，防止聚结。此外，在这种情况下，系统的有效粘度增加，类似于可变形颗粒的悬浮液的流变行为。另一方面，液滴聚结允许乳液减少系统的总表面，并因此减少与变形相关的能量耗散，这又降低了有效粘度。
2020-04-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear Banding in Amorphous Solids as a Nonlinear Screened Soft Mode Instability
Hangzhou International Innovation Institute, Beihang University（北京航空航天大学杭州创新研究院）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Sino-Europe Complex Science Center, School of Mathematics, North University of China（中北大学数学学院中欧复杂科学中心）；Department of Chemical Physics, the Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所化学物理系）
提出一种非线性弹性理论，将塑性变形视为拓扑电荷，通过数值验证剪切带由塑性变形屏蔽的弹性场的非线性不稳定性导致，与断裂有本质区别。
2026-07-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear-banding and superdiffusivity in entangled polymer solutions
利用高分辨率共聚焦流变仪，我们研究了在大振幅振荡剪切（LAOS）下，在一个直线平面剪切池中的缠结DNA溶液的剪切剖面。随着Weissenberg数（Wi）的增加，我们观察到连续的过渡，从正常的牛顿线性剪切剖面壁滑移为主的剪切剖面，最后剪切带剖面在高Wi。为了研究所观察到的剪切带的微观起源，我们研究了嵌入在DNA溶液中的微米级示踪剂的动力学。令人惊讶的是，在剪切框架中的示踪剂颗粒表现出瞬态超扩散和强大的动态异质性。粒子位移的概率分布函数遵循幂律缩放在大位移，表明列维行走型运动，让人想起示踪剂动力学纠缠蠕虫状胶束溶液和剪切胶体玻璃。我们进一步表征的长度和时间尺度与示踪粒子的异常动力学。我们假设，不寻常的粒子动力学产生本地剪切诱导链解纠缠。
2017-12-07 cond-mat.soft
Strain localization and shear banding in ductile materials
提出了剪切带作为零厚度非线性界面的模型，并利用有限元模拟进行了测试。在这个模型中使用的一个缺陷的方法，剪切带，这是假设躺在一个韧性基体材料（服从冯米塞斯塑性线性硬化），是目前从一开始的加载，并被认为是一个区域，其中屈服发生之前，其余的矩阵。这种方法与微扰的方法相比，开发的J $_2$ -变形理论材料，其中的剪切带建模出现在一定阶段的均匀变形。这两种方法都一致表明，剪切带（不同于裂纹）在剪切载荷下直线传播，并且应该预期在剪切带的尖端存在强应力集中，这是理解韧性材料失效机制的两个关键特征。
2015-01-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interface instability in shear banding flow
我们报告的时空动力学的界面在剪切带流蠕虫状胶束系统（十六烷基三甲基溴化铵和硝酸钠在水中）在启动实验。利用诱导结构的散射性质，我们证明了沿涡度方向带间界面的不稳定性。不同的制度的时空动力学的接口被确定沿应力平台。我们建立了一个模型的基础上，定性地描述了所观察到的模式的流动对称性。
2006-01-31 cond-mat.soft
Universality of shear-banding instability and crystallization in sheared granular fluid
本文利用Navier-Stokes本构模型的几种情况重新讨论了颗粒材料均匀剪切流动的线性稳定性分析，在本构模型中，我们引入了压力和热导率的整体状态方程（其精确到最大堆积密度$ν_{m}$），并且允许剪切粘度在密度$ν_μ$下发散（$< ν_{m}$），所有其他输运系数在$ν_{m}$处发散。它示出的剪切带不稳定性的出现（沿流向方向的扰动没有变化），导致剪切带形成沿梯度方向，关键取决于本构模型的选择。在只考虑碰撞输运机制的稠密本构模型框架下，指出在较低密度或较强粘性散度下，精确的压力或粘性散度全局状态方程（其它输运系数由在$ν_m$处发散的相应Enskog值给出）可引起剪切带不稳定性，即使原始的致密Enskog模型对于这种剪切带不稳定性是稳定的。对于任何本构模型，这种剪切带的不稳定性的发病是绑在一个{ \it通用}标准的本构关系的粘度和压力，剪切颗粒流的发展朝着一个较低的“动态”摩擦的状态，导致剪切诱导带的形成，因为它不能维持增加的动态摩擦与密度增加留在均匀的状态。在许多复杂的流体中，剪切带的形成也是由一个类似的低粘度或低粘性耗散的判据引起的。
2008-11-15 cond-mat.soft
Shear banding in nematogenic fluids with oscillating orientational dynamics
基于介观动力学方程，研究了平面Couette流动下致热流体中剪切带的发生，其中的取向序参量和剪切应力是介观动力学方程的基础。我们专注于参数值的剪切均匀系统表现出定期振荡取向动力学，而平衡系统是各向同性（虽然接近各向同性-过渡）或深在其双相。数值计算仅限于剪切梯度方向的空间变化。我们发现了几种新类型的剪切带状状态，其特征在于具有规则振荡取向动力学的区域。在所有的情况下，剪切带都伴随着均匀系统的流动曲线的非单调性;然而，只有在初始各向同性系统的情况下，该曲线才具有典型的$S$ -样形状。我们还分析了不同取向边界条件和空间相关长度的影响。
2016-05-19 cond-mat.soft
Shear Banding in Simulations of Polymer Melts
Georgetown University（乔治城大学）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
研究通过数值模拟比较聚合物在剪切流下的行为，结合Rolie-Poly模型与Convected Constraint Release机制，探讨剪切带形成条件及影响因素。
2026-04-03 cond-mat.soft
Shear Banding and Spatiotemporal Oscillations in Vortex Matter in Nanostructured Superconductors
我们提出了一个简单的纳米结构钉扎阵列的几何形状，丰富多样的复杂的涡旋剪切带现象可以实现。从正方形钉扎阵列中移除单行钉扎位点。当无钉通道中的涡流运动使周围钉扎区域中的涡流运动成核时，产生剪切带效应，从而在远离通道的涡流速度分布中产生离散台阶。在全局退钉扎过渡附近，运动涡旋带的宽度经历了可以跨越整个系统的振荡或波动。我们使用模拟表明，这些影响应该是可观察到的系统的传输特性。类似的大的振荡和剪切带效应是已知的剪切复杂流体中，不同的动力相共存。
2009-12-16 cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Spatio-temporal oscillations and rheochaos in a simple model of shear banding
我们研究了一个简单的剪切带模型，其中流动诱导相是不稳定的流动和微观结构（蠕虫状胶束长度）之间的耦合。通过改变强度的不稳定性和所施加的剪切速率，我们发现了丰富的各种振荡和rheochaired剪切带状流。在低剪切和弱不稳定性下，诱导相在靠近流动池的一个壁的宽度上脉动。对于更强的不稳定性，单个或多个高剪切脉冲在细胞中跳弹。在高剪切速率下，我们观察到缺陷两侧的振荡带。在某些情况下，存在多个这样的缺陷，并在整个细胞中传播以彼此相互作用。我们讨论了我们的研究结果的上下文中最近观察到的振荡和波动剪切带状流。
2003-10-28 cond-mat.soft
Transient Shear Banding in Time-dependent Fluids
我们使用一个简单的流变模型研究剪切带的形成和演化的动力学。该描述将局部结构和粘度与所施加的剪切应力耦合。我们详细地考虑了Couette几何，其中该模型是迭代求解的纳维-斯托克斯方程，以获得当地的速度和粘度场的时间演化。研究发现，动态效应的根本原因是非均匀剪切分布，由于流场与剪切变稀流体的粘度响应之间存在正反馈，剪切分布被放大。这为最近在随时间变化的流体中观察到的瞬态剪切带提供了一个简单的解释。扩展到更复杂的流变系统被认为是。
2013-02-14 cond-mat.soft
A non-monotonic constitutive model is not necessary to obtain shear banding phenomena in entangled polymer solutions
在1975年，Doi和Edwards预测缠结的聚合物熔体和溶液可以具有本构不稳定性，其由大于蠕动时间的倒数的剪切速率的减小的应力表示。实验并不支持这一点，更复杂的理论结合了Marrucci（1996）的想法，即通过平流消除约束;这产生了单调增加的应力，从而产生了稳定的本构行为。最近的实验表明，纠缠聚合物溶液可能具有本构不稳定性，并导致一些工作者质疑现有本构模型的有效性。在这封信中，我们使用一个简单的现代本构模型的纠缠聚合物，非拉伸Rolie-Poly模型与溶剂粘度增加，并表明：（1）不稳定性和剪切带是捕捉在这类简单的模型;（2）剪切带现象是可观察到的弱稳定流体的流动几何形状，施加一个充分不均匀的总剪应力;（3）瞬态现象可以具有类似剪切带的不均匀性，即使对于弱稳定流体也是如此。这些结果中有许多是与模型无关的。
2008-12-14 cond-mat.soft
Shear Banding from lattice kinetic models with competing interactions
软玻璃材料，非线性流变学，晶格动力学模型，阻挫相分离}我们提出了基于竞争相互作用的Boltzmann动力学模型的数值模拟，旨在表征软玻璃材料的流变特性。晶格动力学模型被证明可以再现受限几何形状中驱动软玻璃流动的典型特征，例如赫歇尔-巴尔克利流变学、剪切带和历史。这进一步信贷本晶格动力学模型作为一个有价值的工具，为理论/计算调查的流变学驱动下的软玻璃材料的约束。
2010-09-28 cond-mat.soft
Yield stress and shear-banding in granular suspensions
我们研究的屈服应力的出现在稠密的悬浮液中的非布朗粒子，通过结合本地的速度和浓度的测量，使用磁共振成像与宏观流变实验。我们表明，重力和粘性应力之间的竞争是在这些系统中的屈服应力的发展在相对较低的体积分数的起源。此外，它还伴随着剪切带现象，这是这种竞争的标志。然而，如果该系统是仔细的密度匹配，没有屈服应力，直到62.7 - 0.3%的体积分数。
2009-07-13 cond-mat.soft
Shear banding of colloidal glasses - a dynamic first order transition?
我们表明，玻璃上的应用程序的增加剪切场导致一个有趣的动态一阶过渡模拟平衡过渡。通过以下的粒子动力学作为一个函数的驱动场在胶体玻璃，我们确定了临界剪切速率后，玻璃的扩散时间尺度表现出突然的不连续性。利用一个新的动力学序参量，我们证明了这种不连续性类似于一个一阶相变，其中外加应力作为系统动力学演化的共轭场。这些结果提供了新的视角来理解广泛的非晶材料的通用剪切带不稳定性。
2014-01-09 cond-mat.soft
Rheology of Wormlike Micelles : Equilibrium Properties and Shear Banding Transition
本文综述了近十年来蠕虫状胶束溶液的结构和流变性的实验和理论研究结果。我们专注于线性和非线性粘弹性，并强调与聚合物的类比。在对表面活性剂体系进行全面综述的基础上，本文的研究表明，半稀溶液和浓溶液存在标准流变行为。这种行为的一个特征是与非线性力学响应中的应力平台相关联的剪切带过渡。对于浓溶液，我们表明，在高原地区的剪切带是各向同性和双曲型。
2004-06-28 cond-mat.soft
Transient Shear Banding in a Simple Yield Stress Fluid
我们报告了大量的实验数据表明，一个简单的屈服应力流体，即不存在老化或触变性，表现出瞬态剪切带之前达到一个稳定的状态，其特征在于一个均匀的，线性的速度分布。瞬态状态的持续时间随施加的剪切速率$\dotγ$呈幂律减小。在卡波姆分散体中观察到的这种幂律行为不依赖于间隙宽度和给定样品制备的边界条件。对于$\dotγ\lesssim 0.1$ s $^{-1}$，可以观察到不均匀流动长达10 $^5$ s。这些局部动力学解释了在低剪切速率下观察到的超低应力松弛。
2010-02-28 cond-mat.soft
Nonlinear dynamics of a shear banding interface
在非局部JohnsonSegalman模型下，数值研究了二维平面剪切流中剪切带界面的非线性动力学。与最近的线性稳定性分析相一致，我们发现，一个最初平坦的界面是不稳定的，相对于小的起伏足够小的比例的界面宽度$\ell$细胞长度$L_x$。不稳定性在有限振幅界面波动中饱和。对于减少$\ell/L_x$，这些经历了一个非平衡过渡，从简单的行进界面波恒定的平均壁应力，周期性波动波的周期性应力响应。当存在多个剪切带时，我们发现不稳定的界面动力学和应力响应表明低维混沌。
2005-11-09 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
Symmetric shear banding and swarming vortices in bacterial "superfluids"
细菌悬浮液--活性流体的一个主要例子--对剪切应力表现出不寻常的反应。而不是增加悬浮液的粘度，游泳细菌的紧急集体运动可以将悬浮液变成具有零表观粘度的“超流体”。尽管在体相流变学测量中已经证明了活性“超流体”的存在，但这种外来相的微观起源和动力学还没有被实验探索。在这里，使用高速共聚焦流变仪，我们研究了简单的平面剪切下的浓缩细菌悬浮液的动力学。我们发现，细菌“超流体”剪切下表现出不寻常的对称剪切带，无视传统的智慧剪切带的复杂流体，稳定的剪切带的形成必然会打破对称性的未剪切样品。我们提出了一个简单的流体动力学模型的基础上局部应力平衡和遍历采样的非平衡剪切配置，定量描述所观察到的对称剪切带结构。该模型还成功地预测了各种有趣的功能，在静止的细菌悬浮液的群集漩涡。我们的研究提供了新的见解集体群集在活跃的流体中的物理特性，并说明了它们对运输过程的深远影响。
2018-05-29 cond-mat.soft
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
Transient shear banding during startup flow: Insights from nonlinear simulations
我们使用非线性模拟研究了Johnson-Segalman模型和非拉伸Rolie-Poly模型的剪切启动动力学。我们考虑的情况下，启动是从零剪切速率剪切速率的单调和非单调区域的本构曲线。对于Johnson-Segalman模型，它表现出在启动过程中的剪切应力过冲，我们的非线性模拟表明，瞬态剪切带是不存在的，无论启动剪切速率是在单调或非单调区域的本构曲线。在后一种情况下，虽然在形成带状状态的过程中存在明显的不均匀性，但剪切带的程度与最终带状状态相比并不大。只有当溶剂与溶液的粘度比小于O（10^（-3）时，才能预测非拉伸Rolie-Poly模型的速度分布中的显著不均匀性，但其发生似乎与启动期间的应力过冲没有任何相关性。这些不均匀性对扰动的初始振幅和雷诺数的大小也非常敏感。我们的非线性模拟表明，在剪切启动过程中的瞬态演化是非常敏感的雷诺数时，溶剂粘度参数远小于单位的非拉伸Rolie-Poly模型。然而，Johnson-Segalman模型的结果对于大于O（10^（-3）的溶剂-溶液粘度非常稳健，并且在剪切启动期间没有显示任何瞬态剪切带。
2023-02-13 cond-mat.soft
Physical origin of shear-banding in jammed systems
被干扰的系统都有屈服应力。在这些材料中，有些材料已被证明具有剪切带，但目前还不清楚为什么有些材料会产生剪切带，而有些材料则不会。为了合理化现有的数据有关堵塞系统的流动特性，特别是了解这种差异的物理起源，我们提出了一个简单的方法来描述屈服应力流体的稳定流动行为，它只保留基本的物理成分。在这个框架内，我们表明，在液体制度的行为堵塞系统从一个简单的屈服应力流体（表现出均匀的流动）的剪切带材料时，系统的特征弛豫时间的比率的重组时间变得小于1，从而表明这些趋势的可能的物理起源。
2010-07-30 cond-mat.soft
