Via simulations of flowing foam, we connect the high and intermediate density regimes of complex fluid flows into a consistent microscopic picture of deformation. While at and above the jamming transition, elastic correlations lead to strong spatial organization of the flow field, below jamming, the slowly diminishing elastic correlation length leads to slowly ceasing spatial organization, which is nevertheless still present down to densities far below jamming. We show that the long-range correlated flow field arises from the superposition of quadrupolar strain fields of shear zones with highly correlated positions, strengths and orientation. These interactions are still pertinent below jamming, where they systematically weaken with the slowly diminishing elastic correlation length. These results demonstrate the ubiquity and importance of elastic correlations in the flow of complex fluids even below the jamming transition, and motivate a scale-bridging description of their flow over wide ranges of density from solid to fluid.
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。
Flowing menisci: coupled dynamics and liquid exchange with soap films
Université Côte d’Azur(蔚蓝海岸大学);CNRS(法国国家科学研究中心);INPHYNI(物理化学与界面研究所);Université de Rennes(雷恩大学);IPR (Institut de Physique de Rennes)(雷恩物理研究所);Institut Universitaire de France (IUF)(法兰西学院)
Three-dimensional foam flow resolved by fast X-ray tomographic microscopy
CNRS(法国国家科学研究中心);Institut de Physique de Rennes(雷恩物理研究所);Institute for Biomedical Engineering, University and ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院生物医学工程研究所);ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院);Swiss Light Source, Paul Scherrer Institute(瑞士光子源,保罗谢尔研究所);Laboratoire de Physique, ENS Lyon(里昂高等师范学校物理实验室)
Velocity Fluctuations in a Slowly Sheared Bubble Raft
在缓慢剪切的模型泡沫(气泡筏)中流动的一个令人惊讶的特征是作为位置的函数的应变率的测量不连续性,使得系统的一部分是“流动”的,其余部分经历"弹性“变形[J. Lauridsen,G. Chanan和M. Dennin,Phys. Rev. Lett. v. 93,018303(2004)]。与此不连续性的非线性气泡重排的分布的详细测量已被报道。本文报道了在相同条件下的速度脉动测量结果。波动的特征在于速度分布的二阶矩和三阶矩。一个令人惊讶的特征是这些力矩作为系统中位置的函数的定性行为,特别是在应变率的不连续性上。此外,测得的速度波动对应变率的二阶矩的依赖性进行比较与预测的气泡模型的模拟和合理的协议被发现。