Liquid bridge splitting enhances normal capillary adhesion and resistance to shear on rough surfaces
在毛细管粘附的情况下考虑“桥分裂”的影响：对于固定的液体总体积，具有更多的毛细管桥是否增加总粘附力？以往的研究表明，毛细诱导的两个平面之间的粘附力，只有在特定的情况下，大大增强桥分裂。在这里，这个先前的结果被重新考虑，它表明，桥分裂时，表面粗糙的一个可能会显着增加粘附力。剪切阻力也检查，它表明，桥分裂粗糙的表面上可以导致一个稳定的毛细诱导的剪切力，比例线性与平移速度，即使在没有接触线钉扎。
2021-09-09 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
Transient and periodic shear wave propagation in a solid-fluid coupled system
The University of Sheffield（谢菲尔德大学）
研究固-流耦合系统中瞬态和周期性剪切波传播，通过分析和数值方法探讨弹性波与固体边界相互作用，应用包括流体粘度测量、湍流阻尼减少和生物流操控。
2026-01-15 physics.flu-dyn
Integration through transients for inelastic hard sphere fluids
本文计算了在一般剪切速率和密度下，非弹性硬球在定常剪切流中的流变特性。从微观动力学出发，我们概括了通过瞬态（\textsc{itt}）形式主义的耗散，随机驱动的颗粒状粒子的流体的集成。应力松弛函数计算近似模式耦合理论-基于物理图像，剪切松弛是由缓慢的结构松弛为主，接近玻璃化转变。稳态剪切应力的瞬态积累，从而追溯到瞬态密度的相关性计算自洽模式耦合理论。玻璃化转变是由屈服应力的出现和牛顿粘度的发散，表征线性响应的信号。对于与结构弛豫时间相当的剪切速率，应力变得与剪切速率无关，并且我们观察到剪切变稀，而对于最大的剪切速率，Bagnold缩放，即，恢复了剪切应力随剪切速率的二次增加。流变性能是定性相似的所有值的$\varepsilon$，恢复的恢复系数，但是，应力的大小以及剪切变稀和增稠的范围显示出显着的非弹性依赖。
2020-02-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Transient Growth in Streaky Unbounded Shear Flow: A symbiosis of Orr and Push-over mechanisms
本研究通过Kelvin模型证明，在条纹状剪切流中，推倒机制与基于条纹的Orr机制协同作用可增强瞬态增长，并揭示二者共同驱动近壁湍流中条纹到滚转的再生循环。
2025-08-07 physics.flu-dyn
Pulsatility delays the transition to sustained turbulence in quasi-two-dimensional shear flows
本研究发现，在准二维剪切流中，引入振荡基流分量虽能增大二维初始扰动的瞬态增长，但主要由模态周期内增长构成，反而会延迟向持续湍流的转变，非振荡驱动力才是最有效策略。
2025-02-01 physics.flu-dyn
Numerical Study of Non-Newtonian Effects on Fast Transient Flows in Helical Pipes
本研究着重于非牛顿流体在螺旋管中层流快速瞬变流动的参数研究。经典的流体锤模拟没有处理管道螺旋度和非牛顿流体的特性，而目前的工作解决这些功能。为此，采用幂律模型来适应流体的非牛顿行为。通过修正流体的体积弹性模量，考虑了管壁弹性和工质压缩性的影响。三维数值分析的结果表明，与现有的实验数据吻合良好，他们表明，流体的非牛顿特性显着影响的压力头响应，速度和剪切应力分布，以及所形成的二次流的强度。在流体锤的第一阶段，即偏差最大的阶段，剪切变稀和剪切变稠流体的管壁中点处的壁面剪应力值分别比牛顿流体低67.7%和高200%。剪切变稀流体和剪切变稠流体的上半段轴向涡量平均值分别比牛顿流体低65.5%和高111.7%。
2017-03-19 physics.flu-dyn
Transient shear banding in entangled polymers: a study using the Rolie-Poly model
空间不均匀的剪切流发生在缠结的聚合物溶液，无论是作为稳态剪切带和瞬态后，一个大的步骤应变或在启动到一个稳定的均匀的剪切速率。稳态剪切带是总剪切应力和施加的剪切速率之间具有非单调本构关系的模型的标志，但瞬态条带有时在稳态下不剪切带的流体中看到。我们使用扩散Rolie-Poly模型在牛顿溶剂中模拟这种行为，其本构行为可以是单调或非单调的，取决于对流约束释放（CCR）的程度。我们研究单调本构行为。线性稳定性分析的启动到足够高的剪切速率表明，空间波动是不稳定的，在早期。这种不稳定性和（随时间变化的）本构曲线的负斜率之间存在很强的相关性。如果最不稳定特征值的时间积分足够大，则系统会出现瞬态剪切带，随后在稳态时消失。我们如何扰动，由于波动或不均匀的应力，可以触发这种不稳定性。这种瞬态行为与最近在纠缠聚合物溶液中的观察结果相似
2011-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Numerical assessment of the penetroviscometer approach for large, rapid and transient shear deformations
复杂流体的流变特性大多是在简单剪切流动下在旋转流变仪中进行的。它们的现代商业版本是非常灵敏的仪器，能够提供不同材料功能的低值的非常精确的测量，例如粘度、粘弹性模量等，在一定的理想流动条件下。然而，他们未能提供可靠的数据时，表征复杂的流体在短时间尺度的响应，由于人为因素引起的仪器或流体惯性。这对于分析专门为保护应用开发的剪切增稠流体新配方的流变性能至关重要，其中性能与突然冲击载荷引起的时间依赖性结构变化密切相关。因此，提供一个可靠的实验工具，能够施加大的，快速的，瞬态剪切变形的流变特性在类似的条件下的应用变得明显的必要性。本数值研究的目的是评估的潜在用途的的瞬时剪切粘度计的测量复杂的流体在短时间尺度超出了目前的商业旋转流变仪的限制。
2020-07-27 physics.app-ph physics.flu-dyn
Transient Growth of Ekman-Couette Flow
科里奥利力对剪切流的影响在地球物理学和天体物理学背景下是重要的。本文研究了系统旋转方向垂直于剪切方向的平面Couette流的线性稳定性和瞬态能量增长。外旋导致线性不稳定。在小的旋转速率下，线性不稳定性的开始与旋转速率成反比，线性稳定区域的最佳瞬态增长略有增强，~ Re ^[2]。相应的最佳初始扰动的特点是倾斜的流向和扭转下的外部旋转的滚动结构。在大的旋转速率，瞬态增长显着抑制，因此线性稳定性分析是一个可靠的指标不稳定。
2013-12-18 physics.flu-dyn
Local transient rheological behavior of concentrated suspensions
本文报道了浓非布朗悬浮液剪切瞬态响应的实验研究。悬浮液的剪切粘度使用配备有允许测量速度场的粒子图像测速（PIV）装置的宽隙Couette流变仪测量。由悬浮在牛顿指数和密度匹配的液体中的PMMA颗粒（直径为31 $μ$ m）制成的悬浮液足够透明，以允许对颗粒浓度高达50%的局部速度进行精确测量。在宽间隙库埃特池中，剪切诱导的颗粒迁移是由流动剖面的时间演化的测量证明。一个特殊的径向区域的间隙中确定的粘度保持不变。在该特定位置处，局部颗粒体积分数被视为平均颗粒浓度。当剪切流被逆转时，悬浮液的局部剪切瞬态响应在颗粒体积分数被很好地定义的这一点上被测量。这里给出的局部流变测量结果证实了Gadala-Maria和Acrivos（1980）的宏观测量结果。在剪切反转之后，粘度经历阶梯状降低，降低得更慢，并且在再次增加以达到平台之前通过最小值。在改变颗粒浓度时，我们已经能够表明，最小和平台粘度不服从相同的标度律相对于颗粒体积分数。这些实验结果与Mills和Snabre（2009年）预测的缩放以及对随机悬浮液进行的数值模拟结果一致[Sierou和Brady（2001年）]。最小值似乎与各向同性悬浮液的粘度相关，或者至少与颗粒不通过非流体动力相互作用的悬浮液的粘度相关，而平台值将对应于由剪切结构化的悬浮液的粘度，其中非流体动力起关键作用。
2011-11-29 physics.flu-dyn
Weakly non-linear transient waves on a shear current: Ring waves and skewed Langmuir rolls
本文研究了无限深瞬态重力波在随深度线性变化的剪切流影响下的弱非线性动力学。允许通过积分欧拉方程的解析解。虽然类似的问题在20世纪60年代和70年代的特殊情况下的共振进行了调查，这是我们所知的第一个一般波相互作用（模式耦合）的解决方案，推导出二阶与剪切流存在。波的相互作用在谱卷积中是可积的，以产生初始值问题的二阶动力学。二阶，无旋波动力学与背景涡度场相互作用的方式，创造新的涡结构。一个值得注意的例子是，当斜平面波与洋流相互作用时，驱动朗缪尔环流的大型平行涡旋。我们还研究了与剪切流错位的波对的影响。与Leibovich（1983）的一个猜想相反，除了当平均波方向垂直于水流方向时，我们在每种情况下都发现了类似的，但偏斜的涡旋结构。类似的非线性波剪切相互作用也被发现产生近场涡结构的Cauchy-Poisson问题与初始表面高程。除了线性理论中存在的那些之外，这些相互作用产生了更多的色散环波。二阶解是在一个一般的方式，它适用于任何初始条件，通过模式耦合在一个连续波谱。因此，它适用于一系列问题，包括特殊情况下的共振。作为一般理论的一个副产品，本文首次导出了单色波与均匀涡量流成斜角传播时的Stokes漂移的一个简单表达式。
2018-11-23 physics.flu-dyn
Linear stability, transient energy growth and the role of viscosity stratification in compressible plane Couette flow
本文研究了两种可压缩平面Couette流的线性稳定性和非模态瞬态能量增长：（a）常粘性的{ \it均匀剪切}流和（b）具有{ \it分层}粘性的{\it非均匀剪切}流。在一定的超音速马赫数（$M$）范围内，这两种平均流都是线性不稳定的。对于给定的$M$，均匀剪切流的临界雷诺数（$Re$）明显小于非均匀剪切流。扰动能量的分析表明，不稳定性主要是由能量从平均流到扰动的过度转移引起的。结果表明，从平均流的能量转移发生在靠近移动顶壁的“模式I”的不稳定性，而它发生在大部分的流动域的“模式II”。对于非模态分析，它表明，最大放大的扰动能量，$G_{\max}$，是显着更大的均匀剪切的情况下相比，其非均匀对应。对于$α=0$，线性稳定性算子可以划分为${\cal L}\sim \bar{\cal L} + Re^2{\cal L}_p$，和$Re$相关的算子${\cal L}_p$被证明有一个可忽略的小扰动能量的贡献，这是著名的二次标度律的有效性在均匀剪切流：$G(t/{\it Re}) \sim {\it Re}^2$。一个简化的无粘模型已被证明可以捕捉到全粘性问题的瞬态能量增长的所有显著特征。对于模态和非模态不稳定性，它表明，{ \it粘度分层}的基本平均流将导致延迟的可压缩Couette流的转变。
2008-04-01 physics.flu-dyn
Constitutive modeling of dilute wormlike micelle solutions: shear-induced structure and transient dynamics
我们提出了Dutta和Graham [Dutta，Sarit和Graham，Michael D.，JNNFM 251（2018）]，一种描述稀释蠕虫状胶束溶液行为的本构模型。RRM将蠕虫状胶束溶液视为刚性布朗棒在流动中进行可逆断裂和生长的稀悬浮液。胶束取向和应力贡献的演化方程耦合到一个集体胶束长度的动力学反应方程，产生动态变化的杆的长度和旋转扩散。该模型已成功地捕捉到许多关键的稳态流变特性的稀释蠕虫状胶束溶液，特别是剪切增稠和变稀，非零的正应力差，和一个折返的剪切应力-剪切速率曲线，并可以适合各种稳态实验数据。目前的工作改进了这个框架，这表明难以捕捉瞬态动力学和高剪切行为，通过重新制定的动力学方程胶束增长的微观结构（虽然仍然高度理想化）的基础上。特别是，我们允许胶束的增长与强大的对齐杆和断裂，由于沿胶束的拉伸应力。这种新的配方捕获稳定和瞬态剪切流变与实验吻合良好。我们还发现与现有的稳态拉伸流变学很好的协议。
2021-09-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Frequency Transient of Three-Dimensional Perturbations in Shear Flows. Similarity Properties and Wave Packets Linear Formation
本文研究壁面流动三维扰动的非模态线性分析。在第一部分中，研究了Orr-Sommerfeld和Squire IVP的正交函数展开形式的解。Galerkin方法成功地实现了数值计算有界流动的近似解。该函数显示，以确保五阶精度。后续分析的重点是扰动频率和相速度的瞬态行为。结果证实了最近的观察跳跃的壁正常速度信号的频率的时间演变，被认为是早期瞬态的结束。在此跳跃之后，平面Couette流的波频率在渐近值附近经历了一个周期性的调制。一个新的结果是存在的第二个频率跳跃的壁法向涡。这一事实，以及信号渐近频率的不同值的可能性，表明中间瞬态的存在。此外，频率跳跃和建立一个自相似条件的速度和涡量分布的时间之间的连接被发现和调查的平面Couette流和平面Poiquillille流。最后，通过有限波数范围内的波叠加，重建了平面Couette流动和Blasius边界层流动的波包。线性斑的演化与湍流斑的早期阶段有许多共同特征，特别是条纹状结构和斑的形状。
2013-06-27 physics.flu-dyn
Minimal seeds for shear flow turbulence: using nonlinear transient growth to touch the edge of chaos
我们提出了一个通用的策略，以确定最小的有限振幅扰动触发过渡到湍流剪切流。这涉及到构建一个变分问题，搜索所有的扰动固定的初始振幅，这方面的边界条件，不可压缩性和纳维-斯托克斯方程，最大限度地选择功能在一个渐进的长时间内。必须选择的功能，使其识别湍流速度场采取显着增强的值相比，层流场。我们说明了这种方法使用的比例的最终初始扰动动能（能量增长）作为功能和能量规范来测量振幅的背景下，管流。我们的结果表明，变分问题产生一个光滑收敛的解决方案，提供的振幅是低于阈值振幅的过渡。该最优解是经过充分研究的（线性）瞬时增长最优解的非线性模拟。在这个阈值及以上，优化搜索自然会在周期结束时找出触发湍流的扰动，然后收敛实际上是不可能的。第一个扰动发现触发湍流的幅度增加，确定了“最小种子”的给定的几何形状和强迫（雷诺数）。我们推测，它可能是可能的，以选择一个功能，使收敛的最佳低于阈值顺利收敛到最小种子在阈值。对于我们选择的能量增长泛函和这里选择的管流几何形状，这似乎至少近似正确。
2011-09-12 physics.flu-dyn
Water Waves from General, Time-Dependent Surface Pressure Distribution in the Presence of a Shear Current
我们得到一个一般的，随时间变化的表面压力分布，在存在的剪切流的表面下，在三维均匀涡的水波的一般解决方案。线性化的控制方程和边界条件，包括重力的影响，一个分布式的外部压力扰动，和恒定的有限深度，解析求解，并特别注意经典的初始值问题：初始压力脉冲和稳定的压力分布突然出现。在本文中，与以前的结果表现出良好的一致性。随后，我们显示如何从一个突然出现的稳定的压力分布vanis瞬态波分析和数值大的时间，和稳定的船波保持。推导了瞬态对波阻的贡献。结果表明，剪切流对瞬变波动有明显的影响，导致上下游波浪的不对称性。突然出现定常压力的情况是介于环形波和船波之间的一种中间情况，从环形波开始，逐渐演变成船波。船舶相对于水流的运动方向被认为是决定瞬态波的影响消失得有多快的关键。当两艘船相对于水面的速度相同时，逆剪切流航行的船比顺流航行的船需要更长的时间来产生瞬态效应。因此，对于船舶在剪切流中的运动，瞬态波的影响，例如，由于操纵可以积累，并且比均匀流更重要。
2015-11-09 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Transient Turbulence in Taylor-Couette Flow
最近的研究对雷诺数足够高时湍流是一种渐近状态的观点提出了质疑。我们提出了第一个直接观察的泰勒-库埃特流与寿命跨越五个数量级的湍流状态的衰减。我们还表明，有一个制度，泰勒-库埃特流股在其他剪切流中观察到的许多衰减特性，包括泊松统计和共存的层流和湍流补丁。我们的数据表明，特征衰减时间随雷诺数的增加而呈超指数增长，但与管流的最新数据和最近的理论模型一致。这表明，与流行的观点相反，线性稳定剪切流中的湍流一般可能是瞬态的。
2009-08-03 physics.flu-dyn
Pre-unstable set of multiple transient three-dimensional perturbation waves and the associated turbulent state in a shear flow
为了理解谱表示是否以及在多大程度上可以有效地突出不同尺度之间的非线性相互作用，有必要考虑流动中不稳定性和湍流发生之前的状态。在这种情况下，系统仍然是稳定的，但是会受到任意3D小扰动的影响。这些可以到达任何时刻，然后经历一个短暂的演变，这是排除了与Navier-Stokes线性化制剂的初始值问题。三维小扰动的集合构成了一个多个空间和时间尺度的系统，该系统受到包括在扰动纳维-斯托克斯方程中的所有过程的影响：线性化对流输送、线性化涡旋拉伸和倾斜以及分子扩散。撇开不同尺度之间的非线性相互作用，这些特征等同于湍流状态的特征。本文确定了作用在一个典型剪切流即钝体尾流上的任意纵向和横向扰动的惯性范围的指数。然后，我们比较了目前的结果与相应的发展湍流状态的指数（臭名昭著的等于-5/3）。对于纵向扰动，我们观察到在惯性范围内的衰减率为-3，通常在二维湍流中遇到。相反，对于纯3D扰动，能量以-5/3的因子减小。如果我们考虑纵向和横向扰动波的组合，对于较大的波数（[50，100]），能谱似乎有-3的衰减，而对于较小的波数（[3，50]），衰减的数量级为-5/3。我们可以得出结论，惯性范围的指数值具有更高的普适性水平，这是不一定与非线性相互作用。
2010-10-06 physics.flu-dyn
Transient and asymptotic Taylor--Aris dispersion of Brownian rods in arbitrary regular-polygonal ducts
University of Exeter（埃克塞特大学）
研究布朗棒在任意正多边形管道中的Taylor-Aris弥散，通过Jeffery-Brownian闭合和细胞问题分析剪切对齐与横向混合的耦合效应，揭示了平均速度的非单调偏移和Taylor系数的增强。
2026-05-21 physics.flu-dyn
Flow field from transient bubble oscillation in a narrow gap: numerical simulations and effect on biological cells
用流体体积法研究了圆柱形窄缝中空化泡的快速膨胀和溃灭驱动流动。模拟结果显示，在早期膨胀过程中，随后在后期阶段发生流动逆转，形成塞流。逆压力梯度导致边界层分离和流动逆转，在边界附近产生大的剪切应力。平面脉动流的解析解与CFD结果定性一致。靠近边界的剪切应力对位于气泡附近的可变形物体具有影响：实验表明，夹带在边界层中的薄而平的生物细胞变得拉伸，而具有较大横截面的细胞主要随流动而被运输。
2016-05-13 physics.flu-dyn
Effect of enhanced dissipation by shear flows on transient relaxation and probability density function in two dimensions
我们报告了一个非微扰研究的剪切流的影响湍流减少衰减在二维湍流。通过考虑不同的初始功率谱和剪切流（纬向流，结合纬向流和流光），我们演示了剪切流如何快速产生小尺度，导致湍流振幅的快速阻尼。特别是，湍流振幅的双指数下降示出发生由于波数的指数增加。的有效耗散时间尺度$τ_{e}$，以前采取的混合时间尺度$τ_{e} \propto τ_Ω^{2/3} τ_η$的缩放，示出依赖于剪切流的类型以及初始功率谱的类型。这里，$τ_Ω$和$τ_η$分别是剪切和分子扩散时间。此外，我们提出了时间相关的概率密度函数（PDF），并讨论了增强耗散对PDF和动态时标$τ(t)$的影响，它代表了系统通过统计上不同的状态的时间尺度。
2017-11-14 cs.IT math.IT physics.flu-dyn
Emergence of transient reverse fingers during radial displacement of a shear-thickening fluid
玉米淀粉颗粒的高剪切浓水悬浮液表现出丰富的非线性流变特性。我们先前已经证明了当剪切稀化玉米淀粉悬浮液被牛顿流体置换时界面不稳定性的增长和开始，并且已经提出了使置换效率最大化的方法[Palak，R. Sathayanath，S. K. Kalpathy和R. Bandyopadhyay，胶体冲浪。物理化学。工程天冬氨酸，629（2021）127405]。在目前的工作中，我们探讨了在准二维径向Hele-Shaw细胞在其不连续的剪切增稠制度的致密的玉米淀粉水悬浮液的混溶位移。系统地研究了玉米淀粉悬浮液与水的内界面以及与空气的外界面的生长动力学。除了增长的界面不稳定性的内部接口，我们观察到一个短暂的撤回的悬浮液和指状不稳定性的形成在外部接口。我们证明，这些“反向指状”不稳定性是非常敏感的注入水的流速，间隙的Hele-Shaw细胞和浓度的取代玉米淀粉悬浮液，{和出现不考虑流体对之间的不可渗透性。我们认为，由于玉米淀粉悬浮液膨胀，由于高剪切速率所施加的驱替流体，外部悬浮液-空气界面的响应与回复力，导致空气渗透到悬浮液和反向手指的形成。我们注意到，反向指状物的生长显著降低了悬架的位移效率。最后，我们证明了在增长的内部和外部的界面图案的相关性，通过计算的速度，在封闭的稠密悬浮液中的应力传播。我们的研究结果是有用的，在理解流动的颗粒材料通过约束的几何形状，并可以扩展到研究应力传播的剪切增稠材料由于突…
2023-03-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A unifying perspective on measuring transient planar extensional viscosity from exponential shear
本文提出一种从指数剪切计算瞬态拉伸黏度的解析方法，修正旋转效应，并验证其适用于多种流体，能达有限可延伸性且与CaBER定量一致。
2025-06-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Extended Squire's transformation and its consequences for transient growth in a confined shear flow
将经典的Squire变换推广到Orr-Sommerfeld模和Squire模的整个本征函数结构。对于任意雷诺数Re，该变换允许通过较小雷诺数Re 2D下的二维（2D）初值问题来解决任意三维（3D）扰动的初值问题。其影响的瞬态增长的任意三维扰动进行了研究。使用平方变换，一般的解决方案的初始值问题，预测大雷诺数缩放的最佳增益在所有的优化时间t与t/Re有限或大。该结果是由Gustavsson（J. Fluid Mech.，第224卷，1991年，第224页。241-260）和Reddy & Henningson（J. Fluid Mech.，第252卷，1993年，第252页。209-238），其中α是流向波数。的乡绅变换也扩展到伴随问题，因此，伴随Orr-Sommerfeld和乡绅模式。因此，证明了由指数增长给出的三维扰动的长时间最优增长可以将前导本征模的增益（或衰减）乘以表示其感受性的额外增益分解为由纯2D机制产生的增益与表示3D生长机制的分析贡献的乘积，该分析贡献等于1+（βRe/Re 2D）2G，其中β是展向波数，G是已知的表达式。例如，当主导本征模是Orr-Sommerfeld模时，其由来自2D Orr机制的相应增益和表示3D提升机制的解析表达式的乘积给出。然而，如果领先的本征模是一个乡绅模式，额外的增益被证明是完全由于三维提升机制。
2016-01-27 physics.flu-dyn
Nature and dynamics of overreflection of Alfven waves in MHD shear flows
我们的目标是获得新的见解，在磁流体不均匀/剪切流波过反射现象的物理改变现有的趋势/现象研究的方法。所进行的分析允许彼此分离不同的物理过程，掌握它们的相互作用，并通过这种方式，构建不可压缩MHD流中的过反射的基本物理与线性剪切的平均速度，${\bf U}_0=(Sy,0,0)$，其中包含两种不同类型的Alfv ${\rm \acute{e}}$ n波。当沿$Z$轴的波数等于零时，这些波被简化为伪和剪切Alfv ${\rm \acute{e}}$ n波（即，当为$k_z=0$时）。因此，为简单起见，我们将这些波标记为：P-Alfv ${\rm \acute{e}}$ n和S-Alfv ${\rm \acute{e}}$ n波（P-AW和S-AW）。我们证明：（1）反向传播波的线性耦合决定了过反射;（2）反向传播的P-AWs相互耦合，而反向传播的S-AWs相互不耦合，而是与P-AWs非对称耦合; S-AWs不参与P-AWs的线性动力学过程;（3）S-AWs的瞬时增长比P-AWs的小，（4）线性瞬态过程在波数空间中具有高度的各向异性;（5）流向波数小的波表现出更强的瞬态增长，并变得更平衡;（6）波能的最大瞬态增长（和过反射）发生在二维情况下--展向波数为零时。最后，我们分析所描述的各向异性线性动力学的非线性后果-它们应该导致非线性级联过程的各向异性显着改变其本质，指出需要重新审视现有的概念…
2014-03-24 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Hydrodynamic mobility of a solid particle nearby a spherical elastic membrane. II. Asymmetric motion
在本文中，我们推导出解析表达式的领先的顺序流体动力学流动性的一个小的固体颗粒进行运动切向附近的一个大的球形胶囊，其膜具有抗剪切和弯曲。结合第一部分（Daddi-Moussa-Ider和Gekle，Phys. Rev. E { \bfseries 95}，013108（2017））中获得的结果，其中考虑了垂直于囊膜的轴对称运动，从而确定了一般迁移率问题的解。我们发现，剪切阻力引起的低频峰值的颗粒自迁移率，导致膜正常位移以相同的方式，虽然不太明显，已经观察到的轴对称运动。在零频率限制，自迁移率校正附近的硬球恢复，只有当膜有一个非零的剪切阻力。我们进一步计算附近扩散粒子的粒子面内均方位移，发现膜诱导一个持久的subdiffusive制度。考虑胶囊运动，我们发现，对迁移率函数的校正是完全由膜剪切性能。我们的分析计算进行了比较，并与完全解决边界积分模拟得到一个非常好的协议进行验证。
2017-05-07 physics.bio-ph physics.flu-dyn
Tuning the shear and extensional rheology of semi-flexible polyelectrolyte solutions
本文以黄原胶溶液为模型，系统研究离子强度和浓度对半柔性聚电解质剪切与拉伸流变行为的调控规律，并提出利用毛细变细动力学转变识别流变有效重叠浓度的简便实验方法。
2024-10-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear Layers and Plugs in the Capillary Flow of Wormlike Micellar Gels
本文利用光学相干断层扫描测速技术研究蠕虫状胶束凝胶的管流动力学，发现强壁面滑移的柱塞流和非抛物线速度剖面，并将其解释为粘弹性瞬态流动中的流动诱导非均匀性。
2024-01-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Transient growth of perturbations on scales beyond the accretion disc thickness
谱稳定剪切流的湍流状态可以根据转捩的旁路方案来发展和维持。如果它工作在非磁化的无限和均匀的准开普勒流，瞬时增长的剪切涡应提供能量的湍流。采用大剪切盒近似，以及一组全球盘模型，我们研究了在这样的流中的剪切涡的最佳增长在整个范围内的方位角的长度尺度，$λ_y$，相比的流量尺度高度，$H$。结果表明，与帐户的粘度的剪切涡，$G_{max}$的最高可能的放大，达到最大值在$λ_y\lesssim H$和下降对大尺度$λ_y\gg H$和小尺度$λ_y\ll H$在一个很好的协议与分析估计的基础上平衡的解决方案。我们主要关注大尺度涡旋$λ_y\gg H$，它产生$G_{max}\propto (Ω/κ)^4$，其中$Ω$和$κ$分别表示本地旋转和周转频率。结果表明，大尺度涡在接近摆动的瞬间获得高密度扰动。同时，它们的生长不受体积粘度的影响。我们检查，全球获得的$G_{max}$是可比的本地对应和形状和本地化的全球最佳涡可以解释的本地方法。所得到的结果使我们能够建议，在准开普勒流的亚临界过渡到湍流的临界雷诺数，以及相应的湍流的有效方位应力应基本上取决于剪切速率。
2017-01-10 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Giant deviation of a relaxation time from generalized Newtonian theory in Discontinuous Shear Thickening suspensions
研究了玉米淀粉在水中的非连续剪切增稠悬浮液的瞬态弛豫。我们进行了2种类型的松弛实验，从平行板流变仪中的稳定剪切开始，然后停止顶板旋转并测量瞬时扭矩松弛，或者去除板上的扭矩并测量瞬时工具旋转。我们发现，在低重量分数$ϕ_{eff}<58.8\pm0.4\%$，悬浮液表现出的松弛行为与广义牛顿流体一致。然而，对于更大的重量分数$58.8\% < ϕ_{eff} < 61.0\%$，接近液-固转变$ϕ_c=61.0\pm0.7\%$，我们发现弛豫行为不同于广义牛顿模型。在此范围内的弛豫时间与剪切增稠开始时的临界剪切速率的倒数成比例。在此范围内的弛豫时间是相同的应力和速率控制的实验，而不是从弛豫时间计算的粘度，这是预计在广义牛顿模型中的固有材料参数。测量的弛豫时间和广义牛顿预测之间的差异被发现是高达$10^4$，和外推发散的极限$ϕ_c$的广义牛顿预测接近0。在最高权分数下，测量的弛豫时间尺度为$\sim 1$ s的量级。这个时间尺度是肉眼可以分辨的，这一事实对于理解这些系统中常见的一些动态现象可能很重要。我们还表明，使用临界剪切速率$\dotγ_c$在剪切增稠的开始，以表征有效的重量分数，可以更精确地表征材料性能附近的临界点$ϕ_c$，使我们能够解决这个过渡如此接近$ϕ_c$。
2017-11-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The Principle of Minimal Resistance in Non-Equilibrium Thermodynamics
给出了描述胶粒在给定速度场中运动的解析模型。除了本地的方法，导致众所周知的主方程，如朗之万和福克-普朗克方程，一个全球性的描述的基础上的路径集成进行审查。这表明，在非常广泛的条件下，在其演化过程中，耗散系统倾向于以这样的方式使其能量耗散最小化，以保持恒定的哈密顿时间速率，等于基于通量和基于力的瑞利耗散函数之间的差。在稳定状态下，哈密顿时间速率最大化，导致最小电阻原理。在非定常情况下，我们考虑的谐振子和布朗粒子在剪切流中的运动的平衡松弛，得到的结果与Fokker-Planck和Langevin方程的解相一致。
2015-01-21 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Turbulent transition in a truncated one-dimensional model for shear flow
我们提出了一个简化的模型过渡到湍流的剪切流，是足够简单的承认一个彻底的数值调查，同时允许时空动态，大大比那些允许在以前的模式截断更复杂。我们的模型允许比较的动态从初始扰动，局部化在展向方向与正弦扰动所产生的。对于展向局部化的初始条件的亚临界过渡到一个“湍流”状态（一）发生更突然，层流和“湍流”之间的边界似乎是少得多的“结构化”和（二）结果在时空混乱的制度内，时空复杂的瞬变的寿命更长，甚至更敏感的初始条件。展向局部化初始扰动激发混沌瞬态所需的最小初始能量$E_0$与雷诺数$E_0 \sim Re^p$和$p \approx -4.3$具有幂律标度。指数$p$仅弱依赖于局部扰动的宽度，并且低于通常在以前的低维模型中观察到的，其中通常为$p \approx -2$。结果表明，在一定雷诺数下，混沌瞬态的寿命分布符合指数分布。
2011-07-04 nlin.CD nlin.PS physics.flu-dyn
Hydrodynamic coupling and rotational mobilities near planar elastic membranes
我们从理论上和数值上研究了球形颗粒之间的耦合和旋转流体动力学相互作用的平面弹性膜，表现出对剪切和弯曲阻力。使用的多极展开和Faxen的定理的组合，我们表示的频率依赖的流体动力学迁移率函数作为一个幂级数的粒子半径的比率从膜的自迁移率的距离，并作为一个幂级数的半径的比率粒子间的距离对迁移率。在准稳定的极限为零的频率，我们发现，剪切和弯曲相关的贡献的颗粒迁移率可能有添加剂或抑制效果取决于膜的性质，除了相互作用的粒子相对于限制膜的几何配置。为了阐明在粒子自身和对迁移率中观察到的符号变化的影响和作用，我们考虑一个例子，该例子涉及一个无扭矩的对弹性膜附近的反向旋转粒子。我们发现，诱导的旋转率的偶极子围绕其质心的大小和方向取决于膜的剪切和弯曲性能。在仅对剪切变形具有能量阻力的膜附近，例如在某种类型的弹性胶囊的膜附近，双合线经历与在无滑动壁附近观察到的相同方向的旋转。在一个仅能抵抗弯曲的膜附近，例如一个流体囊泡的膜附近，我们发现了一个反向的旋转方向。我们的分析预测的补充和完全解决边界积分模拟得到一个非常好的协议，在整个范围内的应用频率。
2018-06-01 physics.bio-ph physics.flu-dyn
Frequency-dependent higher-order Stokes singularities near a planar elastic boundary: implications for the hydrodynamics of an active microswimmer near an elastic interface
流体环境中的自驱动活性粒子的新兴领域最近引起了生物物理学和生物工程界的极大兴趣，因为它们具有广阔的未来生物医学和技术应用前景。这些微泳者通过水介质自主移动，在现实情况下，他们遇到了过多的外部刺激和限制表面具有特殊的弹性特性。基于远场流体动力学模型，我们提出了一个分析理论来描述的物理相互作用和流体动力学耦合之间的自推进的主动微型游泳器和弹性界面，具有抗剪切和弯曲。我们建模的活性剂作为高阶斯托克斯奇点的叠加，并阐明了附近的弹性边界引起的相关的平移和旋转速度。我们的研究结果表明，速度可以分解为剪切和弯曲相关的贡献，接近无滑移刚性壁在稳定极限的活性剂的速度。的瞬态动力学预测，由于弯曲阻力的microswimmer的速度的贡献一般比剪切阻力更明显。我们的研究结果提供了深入了解的控制和指导的人工和合成的自我推进的主动microswimmer弹性约束附近。
2019-09-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Continuum modeling of Soft Glassy Materials under shear
Università di Roma “Tor Vergata”（罗马托尔维尔加塔大学）；ENSL, CNRS, Laboratoire de physique（里昂高等师范学校，法国国家科学研究中心，物理实验室）；Univ. de Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Institut Lumière Matière（里昂大学，克莱贝尔·伯纳德里昂第一大学，法国国家科学研究中心，光物质研究所）；Institut Universitaire de France (IUF)（法兰西学院）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；CNR-IAC（意大利国家研究委员会应用化学研究所）
本文提出了一种基于空间解析流体性方法的连续模型，用于解释软玻璃状材料在剪切作用下的复杂流动行为，包括应力超调、剪切带和流化时间的标度定律。
2022-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
