A Coupled Map Lattice Model for Rheological Chaos in Sheared Nematic Liquid Crystals
各种复杂的流体剪切下表现出复杂的时空行为，包括现在所谓的流变混沌，在中等值的剪切速率。这种与流变响应相关的混沌发生在雷诺数非常小的区域。因此，它必然是由于流动与描述流体局部状态的内部结构变量耦合而产生的。我们提出了一个耦合的映射格子（CML）模型，这种复杂的时空行为在被动剪切液晶，使用本地地图构建，以便准确地描述空间均匀的情况下。这样的局部地图扩散耦合到最近和下一个最近的邻居，以模仿运动的基本方程中的空间梯度的影响。我们调查的动力学稳定状态作为参数的地图和空间耦合的强度是不同的，研究在一个单一的网站，以及扩展系统的时空特征的局部时间属性。我们的方法再现了早期基于偏微分方程的一维研究中所看到的全方位的时空行为。我们报告的结果为一维和二维的情况下，空间耦合有利于均匀或周期性的时变状态，直观地预期。我们展示和表征制度的时空不稳定性的混沌发展。我们的工作表明，这种简化的格子表示剪切下的复杂流体的时空动力学可能提供有用的见解，以及快速和数值上易于处理的替代连续表示。
2010-05-12 cond-mat.soft
Rheological Chaos in a Scalar Shear-Thickening Model
研究了零雷诺数下剪切增稠材料的简单标量本构方程，其中剪切应力σ以恒定剪切速率\dot γ驱动，并通过两个平行的衰减过程松弛：以非单调速率R（σ 1）的非线性衰减和以速率λσ 2的线性衰减。这里σ_{1，2}（t）= τ_{1，2}^{-1} \int_0^t σ（t '）\exp [-（t-t'）/τ_{1，2}] { \rm d}t'是两个延迟应力。对于合适的参数，稳态流动曲线是单调的但不稳定的;当τ_2>τ_1和0> R '（σ）>-λ时，这种情况出现，使得单调性仅通过强延迟项（这可能模拟应力下材料结构的缓慢演变）恢复。在不稳定的区域内，我们发现一个倍周期序列导致混沌。即使对于情形τ_1 \to 0，也存在不稳定性，但不是混沌。在剪切稀化系统和某些带状流中也可能出现类似的一般机制。
2002-07-08 cond-mat.soft
S-Shaped Flow Curves of Shear Thickening Suspensions: Direct Observation of Frictional Rheology
研究了简单球形颗粒浓悬浮液的流变行为。在受控应力下，该系统表现出S形流动曲线（应力与剪切速率），在低粘度牛顿制度和剪切增稠制度之间具有负斜率。在控制剪切速率下，观察到两种状态之间的不连续转变。用一种新的荧光探针进行的应力可视化实验表明，摩擦是剪切增稠的起源。应力可视化显示，如果施加介于高应力分支和低应力分支之间的应力，则系统中的应力保持均匀（无剪切带）。S形剪切增稠则是由于在增加应力时颗粒之间摩擦力网络的不连续形成。
2015-06-03 cond-mat.soft
Critical scaling near jamming transition for frictional granular particles
对剪切摩擦颗粒材料在堵塞转变附近的临界流变进行了数值研究。它被证实存在一个真正的临界密度的屈服应力的开始，和两个虚拟的临界密度的流变特性的标度律的特征。我们发现存在一个滞后回线之间的两个临界密度为每个摩擦系数。值得注意的是，无摩擦堵塞过渡的临界标度律似乎仍然有效，即使摩擦堵塞，尽管使用虚拟的临界密度值。
2011-03-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheological aging and rejuvenation in solid friction contacts
我们研究了低速（0.1- 100 $μ$ m.s $^{-1}$）摩擦性能之间的界面粗糙的玻璃状聚合物和光滑的硅烷化玻璃，一种配置，它提供了直接访问的流变学的粘合剂接头中剪切局部化。我们发现，这些关节表现出完整的现象预期的限制准2D软玻璃：他们在休息时，老化时，增强和削弱（振兴）滑动时。返老还童被发现在大的速度饱和。此外，静态老化被证明是强烈加速时，在有限的压力下等待低于静态阈值。
2002-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Oscillatory shear flows of dense suspensions at imposed pressure: Rheology and micro-structure
振荡剪切已被广泛用于研究非稳态剪切下悬浮液的流变特性。此外，最近的工作表明，振荡流可以改善稠密悬浮液的流动性。虽然大多数研究都是在恒定体积下进行的，但我们在这里研究了二维悬浮液的振荡剪切流，使用正常的压力控制装置。为了描述流变学，我们引入了一个复数宏观摩擦系数$μ^{*}$，遵循复数粘度$η^{*}$的惯例，和一个剪切速率平均粘性数$J'$。通过系统地改变应变大小$γ_0$和$J'$，使用数值模拟的流变学和微观结构的稠密悬浮液进行了研究。我们研究了由摩擦（$μ_p=0.4$）或无摩擦（$μ_p=0$）颗粒组成的悬浮液，发现随着$γ_0$的减小，复杂的宏观摩擦和接触次数（包括总接触和滑动接触）的临界值（如$J' \to 0$）减小。对于由摩擦颗粒组成的悬浮液，我们还发现临界（即~剪切堵塞）填充分数$ϕ_c$随着$γ_0$的减小而增加。在这两种情况下，摩擦和无摩擦，我们发现，接近剪切堵塞的流变响应从一个粘性的弹性响应$γ_0$降低到低于$\sim0.33$。
2021-06-14 cond-mat.soft
Fresh Cement as a Frictional Non-Brownian Suspension
本研究通过稳态与小振幅振荡剪切实验，证明新拌水泥浆体表现为摩擦性非布朗悬浮液，并用双阻塞浓度模型为配方优化提供微观物理框架。
2024-01-17 cond-mat.soft
Unsaturated wet granular flows over a rough incline: frictional and cohesive rheology
在自然界或工业中遇到的多相流表现出非平凡的流变特性，由于模型材料和适当的流变仪，可以更好地理解。在这里，我们使用模型不饱和颗粒材料：组件的摩擦球形颗粒结合了少量的润湿液体，在一个粗糙的斜面。我们的结果表明，稳定的均匀流动的参数范围很广（倾角和质量流率）。基于莫尔-库仑屈服准则的理论模型扩展到惯性流：$τ$ = $τ$ c + $μ$（I）P，其中$τ$ c和$μ$（I）分别是内聚应力和内摩擦系数，只有当人们认为干样品和湿样品具有通常由所描述的直接不同的内摩擦时，才能给出与实验测量定量一致的预测，称为$μ$（I）-流变学。结合颗粒的液桥不仅诱导凝聚力，而且改变湿组件的内摩擦。
2021-06-23 cond-mat.soft physics.class-ph
Confined flow of suspensions modeled by a frictional rheology
本文基于Boyer等人最近提出的摩擦流变学理论，详细研究了中性浮力非布朗悬浮液的受限压力驱动的层流问题，2011.摩擦系数和固体体积分数是无量纲粘性数I的函数，粘性数I定义为流体剪切应力与颗粒法向应力之比。我们澄清的贡献的接触和流体动力学相互作用之间的摩擦系数的演变稀和密制度减少唯象本构描述的三个物理参数。我们还建议将这一本构律从流动状态扩展到完全堵塞状态。给出了槽道和管道中充分发展流动的摩擦悬浮流变学解析解。在适当重新定义无量纲数I后，其结果可以转置到干颗粒流。的预测是在良好的协议与现有的实验结果，当使用的本构参数的值获得独立的应力控制流变测量。特别是，摩擦流变学正确地预测了从Poilluille到活塞流的转变以及伴随的颗粒迁移与入口固体体积分数的增加。我们数值求解了从通道/管道的入口到完全发展状态的流动的轴向发展。现有的实验数据与我们的预测吻合得很好。通过求解悬浮液的轴向流动，可以定量地估计悬浮液在管道中的入口长度效应。发展长度的解析表达式封装在整个范围内的流动条件从稀到密的数值解。
2014-09-19 cond-mat.soft
Dense suspensions as trainable rheological metafluids
本文提出利用摩擦接触与动态化学桥接的协同作用，在稠密悬浮液中实现应力激活的多重记忆，使其可训练并表现出目标粘度和能量耗散，从而构建可训练的流变超流体。
2025-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shallow granular flows down flat frictional channels: steady flows and longitudinal vortices
在自然界和工业中，沿具有光滑边界的倾斜通道向下的颗粒流是常见的。然而，平坦边界的常见设置相对而言比凹凸边界的设置少得多，凹凸边界的设置被大多数实验和数值研究用来避免滑动效应。利用带侧壁的DEM数值模拟，定量地恢复了实验结果。在较大的角度，我们预测一个丰富的行为，包括颗粒对流和倒置的密度分布，这表明瑞利-贝纳德型的不稳定性。在许多方面，在平坦基底上的流动可以被看作是在由基底滚动层构成的有效凹凸基底上的流动，在该层上的覆盖层中给出Bagnold型剖面。我们已经以平均形式测试了简单的粘塑性流变模型（Nature 2006，vol 441，pp 727 -730）。单向流动和对流流动之间的过渡则明显地表现为本构关系中的不连续性。
2012-11-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Topological insights into dense frictional suspension rheology: Third order loops drive discontinuous shear thickening
本文通过二维模拟研究稠密悬浮液剪切增稠，发现摩擦接触网络中的三阶环边数与黏度强相关，且该关系不受堆积分数、应力和颗粒间摩擦影响，揭示了介观网络拓扑对宏观流变的根本调控作用。
2025-01-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A rheological state diagram for rough colloids in shear flow
稠密悬浮液、玻璃和颗粒材料的流动受到组成颗粒之间摩擦相互作用的严重影响。然而，无论是流体力学还是摩擦都没有成功地解释浓悬浮液中的全部流动现象。具有粗糙的颗粒代表了一个恰当的例子。润滑流体动力学无法完全捕获两个关键的流变特性，即粘度急剧增加，第一法向应力差可以随着体积分数的增加而切换符号。然而，考虑粒子间摩擦的模拟也无法完全预测这些特性。此外，实验表明，流变行为可以根据颗粒粗糙度和可变形性而变化。我们试图解决这些明显的矛盾，通过系统地调整模型胶体的粗糙度，研究它们的粘度和第一法向应力差下的稳定剪切，并最终生成一个流变状态图，演示了表面粗糙度如何影响剪切增稠和粘性之间的过渡。我们的模拟，这是在良好的协议与实验，表明粗糙颗粒之间的摩擦是显着的。此外，我们发现，粗糙度逐渐降低临界条件所需的剪切增稠和粘性的发病。因此，我们的研究结果提供了一个重大贡献，在悬浮液流变学领域具有广泛的相关性，颗粒和颗粒材料。例如，可以调整颗粒几何形状以增加在施加刺激时变成固体状的材料的功效。另一方面，使用浓缩浆料的工程师现在可以使用组成颗粒的图像来估计最佳的流动处理条件。
2016-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Unified rheology of vibro-fluidized dry granular media: From slow dense flows to fast gas-like regimes
颗粒介质在工业和物理学中具有重要的应用价值，对材料科学提出了严峻的挑战。它们的响应特性回避已知的软流变模型，即使当屈服应力不连续性是模糊的振动流化。在这里，我们提出了一个广泛的流变学的情况下，平均应力总结了摩擦的贡献，推广传统的$μ(I)$-流变学，和一个动力学碰撞项占主导地位的快速流化。我们的推测公平地描述了一系列广泛的实验中的振动流化叶片设置，其现象学包括速度减弱，剪切变稀，不连续变稀过渡，和气体剪切增稠。所采用的设置提供了访问动态波动，表现出广泛的时间尺度。在缓慢的密集制度的频率笼开放增加与应力和增强，相对于$μ(I)$-流变学，粘度的下降。在变薄和变厚两种情况下，扩散率与剪切应力呈指数关系，在过渡区附近有一个巨大的增长。
2016-09-12 cond-mat.soft
Rheological Behavior of Aqueous Suspensions of Laponite: New Insights into the Ageing Phenomena
本文利用流变学工具研究了不同盐浓度锂皂石悬浮液的老化行为。据观察，老化伴随着复数粘度的增加。随后的蠕变实验在不同的年龄表现出阻尼振荡的应变。阻尼振荡的特征时间尺度，延迟时间，表现出显着的减少与年龄的系统。然而，这种依赖性随着盐浓度的增加而减弱，这是已知的改变系统的微观结构从玻璃状到凝胶状。我们假设，在延迟时间的减少可以表示为周围的被捕实体，反对系统的弹性形变的耗散环境的粘度（摩擦）的减少。我们认为，胶体玻璃中的老化导致更大的有序性，从而提高了组分之间的相对间距，从而降低了摩擦阻力。然而，由于凝胶状态在结构（分形网络）上固有地不同于玻璃（无序），因此在相同状态下老化不会诱导有序化。因此，我们观察到延迟时间对年龄的反向依赖性随着盐浓度的增加而变弱。我们从锂皂石悬浮液的玻璃态和凝胶态的老化动力学的角度分析了这些结果。
2008-01-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Rheological instability in a simple shear thickening model
本文研究了剪切增稠的空间均匀标量模型中对定常外加应力的应变响应，其中介观“弹性单元”的局部屈服率Γ（l）在局部应变l中不是单调的。尽管如此，宏观稳态流动曲线（应力与应变率）是单调的。然而，对于一类广泛的Γ（1），对定常应力的响应实际上不是定常流，而是自发振荡。我们讨论这一发现与其他理论和实验流动不稳定性。在我们研究的参数范围内，该模型不表现出流变混沌。
2001-10-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology of three dimensional granular chute flows at large inertial numbers
针对颗粒材料时变流变研究不足的问题，通过三维DEM模拟大惯性数下颗粒槽流，发现更高倾角下可形成稳定流动，提出流变描述需结合修正摩擦定律与法向应力差定律以考虑应力各向异性。
2024-05-15 cond-mat.soft
Shear jamming and fragility in dense suspensions
剪切引起的堵塞现象是稠密悬浮液复杂流变行为中的一个因素。这种剪切堵塞状态是脆弱的，即，它们对于与产生它们所施加的应力不相容的施加应力是不稳定的。这种特殊的流动历史依赖的应力响应是由于流动诱导的微观结构。为了研究在恒定剪切应力下实现的堵塞状态，我们对具有摩擦接触力和流体动力润滑力的非布朗粒子进行了动态模拟。我们发现明确的签名，区分这些脆弱的国家从更传统的各向同性堵塞状态。
2019-05-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Rectified Rotational Dynamics of Mobile Inclusions in Two-Dimensional Active Nematics
该研究探究二维活性向列相中移动内含物的动力学，发现手性齿轮形内含物可产生与附近+1/2拓扑缺陷相关的长期整流旋转，为探测活性向列相流变特性、提取有序运动提供新工具。
2023-01-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Jamming, hysteresis and oscillation in scalar models for shear thickening
我们调查剪切增稠和堵塞的一个家庭的框架内的空间均匀，标量流变模型。这些是基于Sollich等人的“软玻璃态流变学”模型[Phys. Rev. Lett. 78，2020（1997）]，但有效温度x是整体应力σ或局部应变l的递减函数。当x=x（σ）时，流变曲线包括一个负斜率区域，在该区域附近，应力在周期性变化的外加应变率\gd下呈现滞后现象。这些x（σ）的一个子类具有在有限应力范围内接触\gd =0轴的流动曲线;在这个范围内施加应力{ \em堵塞}系统，在这个意义上，应变γ仅随时间t按几何学蠕变，γ（t）\sim \ln t。这些相同的系统可能会产生一个有限的渐近屈服应力下施加的应变，在某种程度上，取决于整个应力历史的样品，一种现象，我们称之为历史相关的干扰。相反，当x=x（l）的流动曲线总是单调的，但我们表明，一些x（l）产生一个振荡的应变响应范围内的稳定施加的应力。在一个简化的模型中观察到类似的自发振荡，具有较少的自由度。我们讨论了这一结果的流变学实验中观察到的时间不稳定性和粘滑行为在其他情况下发现，并评论可能与“延迟微分方程”，已知产生振荡和混乱的关系。
2001-10-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Time-delayed feedback control of shear-driven micellar systems
在剪切作用下，细长胶束的悬浮液表现出复杂的非线性行为，包括剪切带、时空振荡模式和混沌响应。基于合适的流变模型[S. M.菲尔丁和警察局Olmsted，Phys. Rev. Lett. 92，084502（2004）]，我们在此探索通过涉及时间延迟$τ$的闭环（反馈）控制来操纵动态行为的可能性。所考虑的模型涉及的粘弹性应力的系统的结构变量，即胶束的长度，产生两个时间和空间依赖的动力学变量$ξ_1$，$ξ_2$。作为一个起点，我们进行了系统的线性稳定性分析的非受控系统（i）外部施加的平均剪切速率和（ii）施加的总应力，并比较结果从广泛的数值模拟。然后，我们应用所谓的Pyragas反馈方案，其中运动方程由$K\left(a(t)-a(t-τ)\right)$形式的控制项补充，其中$a$是取决于流变协议的可测量量。对于施加的剪切速率的选择，总应力的Pyragas计划减少到非对角计划集中在粘弹性应力。重点关注接近霍普夫分岔的参数，其中不受控系统在剪切速率控制协议中显示振荡状态和滞后，我们证明（局部）Pyragas控制导致总应力的稳态解完全稳定，而全局控制方案不起作用。相反，对于施加总应力的情况，全局金字塔控制完全稳定系统。在这两种情况下，控制不改变解决方案的空间，而是从现有的解决方案中选择稳态解决方案。这突出了Pyragas计划的非侵入性。
2018-09-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
