Shear thickening of cornstarch suspensions as a re-entrant jamming transition
我们研究了玉米淀粉悬浮液的流变学，玉米淀粉悬浮液是一种非布朗粒子的致密体系，具有剪切增稠性，即粘度随着剪切速率的增加而增加。使用MRI测速仪，我们表明，悬浮液具有屈服应力。从经典流变学可以得出，作为所施加应力的函数，悬浮液首先是固体（屈服应力），然后是液体，然后当其剪切增稠时再次是固体。发现增稠的起始剪切速率取决于测量几何形状：剪切单元的间隙越小，发生增稠的剪切速率越低。剪切增稠则可以解释为雷诺双折射的结果：在流动下的系统想要膨胀，但相反地经历了堵塞转变，因为它是受限的，如通过测量作为剪切速率的函数的悬浮液的膨胀所证实的。
2007-09-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Quasi-2D dynamic jamming in cornstarch suspensions: visualization and force measurements
我们报告的实验调查干扰前在玉米淀粉悬浮液的浮动层。悬浮液具有接近堵塞的填充分数，其在高速冲击时动态地变成固体。我们表明，在两个轴向和横向方向上的冲击点，传播的两个方向之间的一个恒定的比例约为2。在堵塞的固体内部，我们观察到一个额外的压缩，这是由于随着固体的增长而增加的应力。在堵塞的固体的初始生长期间，我们测量可以完全由附加质量占的力响应。只有当干扰前沿到达边界时，增加的质量才不能再解释测量的力。然而，当压缩一个堵塞的填料时，我们并没有立即看到一个很强的力响应。相反，我们观察到推动器上的力响应的延迟，这对应于系统形成跨越整个系统的接近均匀的速度梯度所需的时间。
2014-12-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Macroscopic Discontinuous Shear Thickening vs Local Shear Jamming in Cornstarch
我们研究了玉米淀粉中不连续剪切增稠（DST）的出现，通过结合宏观流变学和局部磁共振成像（MRI）测量。我们带来的证据表明，宏观DST观察到只有当流分离成低密度流动和高密度堵塞区域。在剪切增稠稳定状态下，流动区域的局部流变性不是DST，而是显著的剪切稀化。因此，我们的数据表明，在DST期间测得的应力跳，在玉米淀粉，不捕获一个次要的，高粘度的分支的本地稳定流变学，但结果从剪切堵塞限制的存在，在体积分数相当显着低于随机紧密包装。
2015-01-22 cond-mat.soft
Lasting effects of discontinuous shear thickening in cornstarch suspensions upon flow cessation
当流动突然停止时，表现出不连续剪切增稠（DST）的稠密悬浮液经历复杂的应力松弛。使用旋转流变仪，我们研究了两步松弛的水玉米淀粉悬浮液的DST状态后停止流动，并表明DST流体保留其剪切增稠状态的记忆，直到剪切应力达到一个恒定值在晚些时候。我们发现，这个残余应力在弛豫结束前的稳态粘度增加。此外，表征剪切应力的两步指数衰减的时间尺度表现出对稳态粘度的近线性依赖性。在目前的框架内，归因于DST的流体动力润滑层的故障，导致颗粒间的摩擦接触，稳态粘度的持久影响表明，摩擦接触的记忆持续到年底的放松，尽管存在的颗粒之间的排斥力。这些结果表明，完全的，自发松弛的系统的DST是停滞的摩擦力链的部分保留，这可能是由固定的边界和玉米淀粉颗粒之间的粘附力。
2021-11-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Hysteresis and Lubrication in Shear Thickening of Cornstarch Suspensions
玉米淀粉的水悬浮液和盐水悬浮液显示出显著的不连续剪切增稠。我们发现，当应变率降低时，整个剪切增稠的悬浮液可能保持在堵塞增稠状态，但不堵塞的锋面可能从任何不堵塞的区域传播。在应变速率低于增厚阈值时观察到瞬时剪切增厚，而在应变速率高于增厚阈值时，应力波动。堵塞的剪切增稠状态可以持续到低应变速率，应力类似于滑动摩擦，有效粘度与应变速率成反比。在增稠阈值处，流体压力使悬浮液的接触线在固体边界上脱钉，使得悬浮液滑动、剪切、膨胀和堵塞。在油悬浮液中，润滑和封闭表面的完全润湿消除了接触线力，并防止堵塞和剪切增稠，就像向盐水悬浮液中添加不混溶的液体表面活性剂一样。淀粉在甘油-水溶液中的悬浮液是粘性的，但不完全润湿，具有中间性质。
2014-05-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Uncovering instabilities in the spatiotemporal dynamics of a shear-thickening cornstarch suspension
最近的理论预测，不连续剪切增稠（DST）涉及的不稳定性，其性质仍然难以捉摸。在这里，我们探讨了在一个致密的玉米淀粉悬浮液的不稳定动力学耦合长的流变学测量恒定的剪切应力下的超声成像。我们表明，DST的不稳定性的结果，从本地化的带，沿涡度方向上的全球剪切速率响应的特定签名。这些传播事件共存的静态阶段的应力略高于DST发病，导致间歇性的，顺从的动态。在DST的更深处，事件激增，导致更简单的高斯动力学。我们解释我们的结果不稳定涡带推断从最近的模式和数值模拟。
2018-05-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.CD
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
Force and Mass Dynamics in Non-Newtonian Suspensions
高于一定的固体分数，水中的致密颗粒悬浮体表现出非牛顿行为，包括冲击激活固化。尽管有人认为凝固取决于边界相互作用，但关于边界力的定量实验尚未报道。使用高速视频，示踪粒子，和光弹性边界，我们确定的冲击器运动学和冲击器驱动的事件在身体和玉米淀粉悬浮液的边界的幅度和时间。我们观察到的质量冲击，在悬挂在影响。冲击波阵面的动力学与入侵者的动力学密切相关。然而，与冲击波相关的总动量永远不会接近撞击物的初始动量。我们还观察到一个更快的第二个方面，与传播的压力的边界的悬浮液。这两个方面取决于不同的初始撞击器速度，$v_0$，和悬浮液包装分数。的压力波的速度是至少一个数量级小于（线性）的超声波速度获得更高的频率，指向复杂的振幅和频率响应的玉米淀粉悬浮液的压缩应变。
2017-08-08 cond-mat.soft
Ridge instability in dense suspensions caused by the second normal stress difference
本文通过流体连续性与力平衡分析，证明当第二法向应力差与剪切应力成负比例且垂直壁面重力分量较弱时，稠密悬浮液的平坦自由表面会发生脊状不稳定性，并据此预测了与玉米淀粉悬浮液实验一致的临界倾斜角。
2024-01-16 cond-mat.soft
Shear-thickening in presence of adhesive contact forces: the singularity of cornstarch
本文通过压力传感器阵列对比碳酸钙与玉米淀粉悬浮液，发现玉米淀粉存在独特运动非均匀结构，并由建模和显微测量揭示其颗粒间黏附力。
2023-06-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dynamics of microstructure anisotropy and rheology of soft jammed suspensions
我们探索了最近提出的本构模型预测的流变学，该模型用于从颗粒水平动力学导出的软弹性颗粒的堵塞悬浮液[Cuny等人，物理修订信函127，218003（2021）]。我们的模型预测，由平流和接触弹性之间的相互作用所支配的微观结构的各向异性的取向，在屈服和流动中起着关键作用。它产生的法向应力差对屈服准则和Trouton比有显著影响。它会引起非平凡的瞬态，如应力过冲的剪切速率，流动停止后的残余应力和幂律衰减的剪切速率在蠕变的步骤增加。最后，它解释了崩溃的储能模量，测量平行叠加产生的悬浮液。
2022-01-05 cond-mat.soft
Origin of two distinct stress relaxation regimes in shear jammed dense suspensions
许多稠密的颗粒悬浮体显示出应力诱导的从类液体状态到类固体剪切堵塞（SJ）状态的转变。然而，潜在的粒子尺度动力学导致这种惊人的，可逆的转变的散装仍然未知。在这里，我们研究了瞬态应力松弛行为的SJ状态下形成的一个良好的特征在于致密的悬浮液下的阶跃应变扰动。我们观察到一个强烈的非指数松弛，开发一个尖锐的不连续的应力下降，在短时间内足够高的峰值应力值。高分辨率的边界成像和正常的应力测量证实，这种应力不连续起源于本地化的塑性事件，而系统跨越膨胀控制较慢的松弛过程。我们还发现了一个有趣的瞬态弛豫的性质和稳态剪切干扰相图从Wyart-Cates模型获得之间的相关性。
2022-06-25 cond-mat.soft
Near-surface colloidal dynamics in jammed and slipping microgel suspensions
PSL Research University, ESPCI Paris（巴黎文理研究大学，巴黎高等物理化工学院）；Université Lyon 1（里昂第一大学）
本研究借助全内反射荧光显微镜（TIRFM）观测微凝胶悬浮液近表面胶体动力学，证实近壁异质性是微凝胶壁滑移的主要机制，为相关研究开辟了新视角。
2026-09-04 cond-mat.soft
Fracture and failure of shear-jammed dense suspensions under impact
研究冲击下剪切阻塞稠密悬浮液的断裂与失效机制，通过实验确定高应力下裂纹形成条件及材料刚度变化。
2025-11-21 cond-mat.soft
Conching chocolate: A prototypical transition from frictionally jammed solid to flowable suspension with maximal solid content
将10-50μm初级颗粒的粉末混合到液体中以形成具有尽可能高的固体含量的分散体是常见的工业操作。建立在这种“颗粒分散体”的流变学的最新进展，我们研究了这样的粉末掺入的一个典型的例子：conching的巧克力，其中一个均匀的，流动的悬浮液是从颗粒，甘油三酯油和分散剂的不均匀混合物制备。研究简化配方的流变学，我们发现，输入的机械能和分阶段添加的表面活性剂相结合，以实现相当大的转变，堵塞的体积分数的系统，从而增加了最大可流动的固体含量。我们讨论了这种转变的可能的微观起源，并建议巧克力conching使无处不在的粉液混合类。
2019-05-06 cond-mat.soft
Slow coarsening in jammed athermal soft particle suspensions
我们模拟了一个密集堵塞，无热的排斥性软粒子浸在溶剂中的组件。从一个初始条件对应于淬火从高温开始，我们发现非平凡的缓慢动力学驱动的逐步释放存储的弹性能量，与均方根粒子速度衰减为幂律的时间与分数指数。这种衰减是伴随着存在的组装内的空间局部化和时间上间歇性的“热点”的非仿射变形，连接由远程漩涡中的速度场，让人联想到当地的塑性事件和远程弹性传播，已被深入研究的剪切非晶材料。热点的图案逐渐变粗，热点的大小和分离随着时间的推移缓慢增长，和相关的速度相关长度增加的次线性幂律。然而，在一幅强烈间歇性动态的整体图景中，每个单独的点都只是短暂存在的。
2019-08-08 cond-mat.soft
Energetic Instability Unjams Sand and Suspension
干扰是一种发生在各种系统中的现象，如交通、胶体悬浮物和颗粒物质。本文提出了卡紧状态下的可逆弹性形变理论。首先，一个明确的颗粒应力应变关系，捕捉许多相关的功能，特别是包括库仑屈服面和三阶堵塞过渡。然后，这种方法是广义的，并考虑堵塞的磁流变液和电流变液，再次产生的结果，以及比较实验和模拟。
2004-07-21 cond-mat.soft
A dynamic jamming point for shear thickening suspensions
我们报告的流变测量，以表征两个模型的剪切增稠悬浮液的临界行为：玉米淀粉在水中和玻璃球在油中。粘度曲线的剪切增稠部分的斜率随填充分数的增加而急剧增加，并在临界填充分数φ c处发散。粘度和屈服应力的大小也被发现有标度，发散在φ_c。只要屈服应力小于粘度最大值时的应力，我们就观察到剪切增稠。在该点以上，悬浮液转变为纯剪切稀化。基于这些数据，我们提出了一个动态堵塞相图悬浮液，并表明，剪切增稠的极限情况下对应于堵塞状态。
2009-04-04 cond-mat.soft
Simulation of dense non-Brownian suspensions with the lattice Boltzmann method: Shear jammed and fragile states
采用格子玻尔兹曼方法，对考虑流体动力学相互作用和颗粒间摩擦接触的稠密非布朗悬浮体系在简单剪切和振荡剪切作用下进行了数值研究.我们成功地再现了不连续剪切增稠（DST）下的一个简单的剪切散装三维系统。对于我们的模拟的振荡剪切在准二维系统中，我们测量的机械响应时，我们减少了初始振荡后的应变振幅与较大的应变振幅。在这里，我们发现存在的剪切堵塞状态下，该协议中的储能模量$G^{\prime}$是有限的高初始应变振幅$γ_0^{I}$。我们还发现存在的脆弱状态，其中流体和固体样的响应可以检测到一个相同的面积分数和初始应变振幅$γ_0^{I}$取决于初始阶段$Θ$（或所施加的应变的不对称性）的振荡剪切。我们还观察到在脆性状态下的振荡剪切下的DST样行为。此外，我们发现，应力各向异性变大的脆性状态。最后，我们确认的接触力的角分布的基础上的应力公式恢复的接触贡献的应力张量为简单的和振荡剪切大应变。
2019-11-12 cond-mat.soft
Linear and Nonlinear Rheology and Structural Relaxation in Dense Glassy and Jammed Soft Repulsive Microgel Suspensions
我们提出了一个综合的实验和定量的理论研究的自交联，中性，排斥pNIPAM微凝胶悬浮液的浓度（c）范围跨越流体，玻璃和假定的“软堵塞”制度的力学。在玻璃状态下，我们测量了超过30年的线性弹性动态剪切模量，其遵循明显的幂律浓度依赖性G '~ $c^{5.64}$，然后在高浓度下急剧交叉到接近线性增长。我们制定了一个理论的方法来解决所有三个政权在一个单一的概念布朗动力学框架。一个最低限度的单颗粒描述的构建，允许微凝胶大小随浓度变化，由于空间去溶胀效应。使用赫兹排斥粒子间的潜力和一套统计力学理论，定量预测在静态条件下的微凝胶集体结构，动态本地化长度，弹性模量，和结构弛豫时间。基于一个恒定的颗粒间排斥强度参数，这是由需要的理论，以重现整个浓度范围内的线性弹性剪切模量确定的，我们证明了良好的理论和实验之间的一致性。理论预测了静态结构弛豫时间在变形下的变化，以及屈服应力和应变随浓度的变化。与我们的观察得到合理的协议。据我们所知，这是第一次尝试定量了解结构，静态松弛和剪切弹性，和非线性屈服的致密微凝胶悬浮液使用微观力为基础的理论方法，包括激活跳跃过程。我们希望我们的方法将是有用的其他软聚合物颗粒悬浮液的核壳家庭。
2018-09-28 cond-mat.soft
Localized jammed clusters persist in shear-thickening suspension subjected to swirling excitation
本文研究了旋流激励下剪切增稠悬浮液中局域化堵塞团簇的形成与演化，发现其在高密度区出现并具有独特运动，且降低厚度可减小失稳阈值，揭示了自由表面在团簇持续存在中的关键作用。
2024-07-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Microscopic theory for the rheology of jammed soft suspensions
我们开发了一个本构模型，允许描述的流变学的二维软稠密悬浮液以上堵塞。从粒子动力学的统计描述开始，我们推导出，使用一组近似，一个非线性张量演化方程的应力张量的偏量部分的应变率和涡量张量。出现在这个方程中的系数可以用填充分数和颗粒级参数来表示。这种本构方程植根于微观动态定性再现了一些显着的特点的流变学堵塞软悬浮液，包括存在的屈服应力的剪切分量的应力和法向应力差。也考虑了更复杂的协议，如预听后的松弛，显示出更强的预听后松弛后的应力更小。
2021-11-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stress controlled rheology of dense suspensions using transient flows
当施加的应力超过一定阈值时，牛顿液体中的硬颗粒的稠密悬浮液可以被剪切堵塞。然而，从流体到固化状态的这种堵塞转变不能用常规的稳态流变学来探测，因为材料内部的应力分布不能以足够的精度来控制。在这里，我们介绍和验证的方法，克服了这个障碍。生成快速传播的剪切前沿，并用于建立良好控制的局部应力条件，扫过材料。利用这种瞬态流动，我们能够跟踪如何一个稠密的悬浮液接近其剪切堵塞状态动态，并可以定量映射出的起始应力凝固在一个状态图。
2018-10-28 cond-mat.soft
Dynamic shear jamming in dense granular suspensions under extension
与干燥的颗粒物质不同，像玉米淀粉这样的致密颗粒悬浮体在水中可以强烈抵抗拉伸流动。在低延伸率下，这样的悬浮液表现得像粘性液体，但是快速延伸导致应力远远超过润滑流体动力学和毛细作用的预测的响应。为了理解这种显着的机械响应，我们实验测量的法向力所赋予的一个板上的悬浮液的大部分垂直向上移动在一个控制的速度。我们观察到，在速度阈值以上，峰值力增加了几个数量级。使用快速超声成像，我们绘制出的悬浮液内的局部速度分布，揭示了快速扩展下形成的不断增长的堵塞区域。该区域通过强烈的速度梯度与容器的刚性边界相互作用，这表明与最近提出的剪切堵塞机制有直接联系。
2016-12-09 cond-mat.soft
Impact-induced hardening in dense frictional suspensions
我们数值研究了致密悬浮液中冲击诱导的硬化。我们采用格子玻尔兹曼方法，并进行冲击下的稠密悬浮液的模拟，其中包括悬浮颗粒与悬浮液的自由表面之间的接触。我们的模拟一个自由落体的冲击器上的一个稠密的悬浮液再现实验结果，在那里发生反弹的摩擦颗粒在高速冲击和高体积分数后不久的影响，然后沉没。我们发现悬浮液的剪切应力不受冲击的影响，这清楚地区分了冲击诱导的硬化和不连续的剪切增稠。相反，我们发现存在一个局部区域，具有明显的高值的正应力对应的动态堵塞区域。我们的模拟表明，悬浮颗粒之间的摩擦相互作用是重要的冲击诱导硬化，以保持动态堵塞区域。此外，持久同源性分析成功地阐明了力链的拓扑结构。
2020-11-19 cond-mat.soft
Jamming transitions in a schematic model of suspension rheology
我们研究了剪切胶体的简单标量模型中的稳态应力响应。我们的模型是基于玻璃化转变的示意图（F2）模型，具有依赖于应力和剪切速率的记忆项。对于合适的参数，我们发现从流体到非遍历，堵塞状态的过渡，在施加应力的间隔中显示零流速。虽然堵塞状态是一个玻璃，我们预测，堵塞过渡具有不同于传统的模式耦合玻璃化转变的分析结构。我们讨论的静态堵塞转变也不同于流体动力剪切稠化。
2003-06-09 cond-mat.soft
Coexistence of solid and liquid phases in shear jammed colloidal drops
复杂流体在高应力下表现出多种奇异的流动行为，如剪切增稠和剪切堵塞。流变学是一种强有力的工具，可以用来描述大部分流体的这些流动行为。然而，这种技术在以空间分辨的方式探测流体行为的能力方面是有限的。在这里，我们利用高速成像和自由表面的几何形状下降的影响，研究胶体悬浮液的流动。我们报告，第一次，观察到共存的固体和液体相由于剪切干扰所造成的影响。除了观察牛顿式的传播和大规模剪切干扰，我们观察到这些制度之间的过渡，在扩展下降的堵塞悬浮液的局部补丁的形式。我们捕捉剪切堵塞，因为它发生通过从影响点的固化前旅行，并表明，这方面的速度是由多远的影响条件是超出剪切增稠过渡。
2022-06-07 cond-mat.soft
Interparticle hydrogen bonding can elicit shear jamming in dense suspensions
液体中硬颗粒的稠密悬浮液可能表现出惊人的反直觉行为，例如不连续剪切增稠（DST）[1-8]和可逆剪切堵塞（SJ）进入有限屈服应力状态[9-13]。最近的研究发现，从流体动力学相互作用到摩擦颗粒接触的应力激活交叉是这些行为的关键[2-4，6-8，10，14]。然而，许多悬架仅显示DST而不显示SJ。在这里，我们表明，颗粒表面化学可以发挥核心作用，创造条件，允许SJ。我们发现该系统的能力，形成粒子间氢键时，剪切成接触eligible SJ。我们证明了这与电荷稳定的聚合物微球和非球形玉米淀粉颗粒，控制与溶剂形成氢键。SJ的倾向通过拉伸试验[13]进行量化，并通过原子力显微镜与增强的摩擦力相关联。我们的研究结果扩展了对SJ机制的基本理解，并为设计强非牛顿流体开辟了新的途径。
2017-07-28 cond-mat.soft
Derivation of a constitutive model for the rheology of jammed soft suspensions from particle dynamics
考虑到堵塞密度以上的二维软悬浮液的流变特性，从微观粒子动力学出发，推导了一个张量本构模型。从控制$N$ -粒子分布的方程出发，导出了应力张量的演化方程。这个演化方程不是封闭的，因为它涉及到对粒子和三粒子的关联函数。为了封闭这个方程，我们首先采用标准的柯克伍德封闭关系来表示三粒子的关联函数的对关联函数。然后，我们使用一个简单的和物理动机的对关联函数的参数化，以获得一个封闭的演化方程的应力张量。后者自然地表示为压力和应力张量的偏量部分的单独的演化方程。这些演化方程为我们提供了一个非线性张量本构模型描述的流变响应的堵塞软悬浮液的任意均匀变形。这种微观根源的描述的优点之一是，在本构模型中出现的系数是已知的包装分数和微观参数。
2022-03-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Boundary compliance selects heterogeneous dynamics in shear-thickening suspensions
Changsha University of Science and Technology（长沙理工大学）；Xi'an Jiaotong University（西安交通大学）；Kyushu University（九州大学）
研究发现边界合规性影响剪切增稠悬浮液的流动行为，通过调节油粘度控制边界合规性，揭示了异质结构的寿命和形态选择机制，为理解剪切增稠、剪切阻塞和约束力学间的相互作用提供新见解。
2026-02-05 cond-mat.soft
Interface Induced Anisotropy and nematic glass/gel state in Jammed Aqueous Laponite Suspensions
Laponite的水悬浮液，由盘状纳米颗粒组成的系统，被发现在几天内产生光学双折射，在悬浮液由于堵塞而固化之后很久。光学各向异性是特别增强的空气Laponite悬浮液界面附近的几毫米的长度尺度，这是超过五个数量级大于颗粒的长度尺度，暗示大规模订购的界面的影响。取向顺序随时间而增加，并且对于较高的盐浓度、较高的锂皂石浓度和较高的悬浮液温度总是更大。虽然弱双折射，Laponite悬浮液覆盖的石蜡油不显示任何增强的光学各向异性的界面附近相比，在散装。我们认为，加速结构形成的空气界面附近的样品内逐步传播是负责所观察到的行为。我们讨论了所观察到的玻璃状和凝胶状的微观结构与水Laponite悬浮液的上下文中的有序。
2012-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Getting jammed in all directions: Dynamic shear jamming around a cylinder towed through a dense suspension
本文介绍了在玉米淀粉和蔗糖-水的浓悬浮液中拖曳圆柱体的实验结果。重点放在干扰的前线，存在于这样的系统。文献集中在推，拉或剪切条件下的堵塞区域的传播独立。不同的锋面如何相互作用，以及锋面在同时产生时是否对称，这些都是未被探索的。调查这是我们的主要目标。通过当前的设置，我们能够看到圆柱体周围的连续准二维场。因此，提出了一种新的方法来产生干扰前沿，从而可以同时检查推，拉和剪切。与以前的研究一致，前传播大约两倍的速度在纵向方向相比，横向方向，这是由于一个单一的潜在的发病应变，无论从气缸的方向。虽然干扰锋表现出近乎完美的横向对称性，但存在明显的纵向不对称性。这在速度场和应变场中是明显的，并且在前传播速度和起始应变中也是可检测的。
2021-06-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Collision of Dynamic Jamming Fronts in a Dense Suspension
动态堵塞是一种现象，其中当受到足够的应力和变形时，稠密悬浮液从流体状状态切换到固体状状态。足够大的系统表明，这种转变伴随着一个明显的干扰锋。我们提出了一个实验研究，两个干扰前创建同时使用两个平行移动的气缸。我们把我们的观察集中在碰撞的堵塞区域时，两个战线满足。令人惊讶的是，我们的测量，结合表面纹理可视化和时间分辨粒子图像测速，显示了一个未堵塞的区域内，否则堵塞悬浮液的形成。
2021-07-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Glass transitions and shear thickening suspension rheology
我们介绍了一类简单的模型剪切增稠和/或“堵塞”的胶体悬浮液。这些都是基于示意模式耦合理论（MCT）的玻璃化转变，具有记忆项，取决于密度变量，并在剪切应力和剪切速率。（为了简单起见，流变学的张量方面，例如法向应力，被忽略。我们计算了稳态流动曲线和关联函数。根据模型参数，我们发现了一系列的流变行为，包括“S形”的流动曲线，表明不连续的剪切增稠，和应力诱导的过渡从流体到一个nonergodic（堵塞）的状态，显示零流速在施加应力的间隔。剪切增稠和堵塞的情况下，我们探索出现广泛一致的致密胶体接近玻璃化转变的实验，尽管事实上，我们忽略了流体动力学相互作用。特别是，堵塞过渡，我们提出的概念是完全不同的各种流体动力学机制的剪切增稠在文献中，虽然后者可能仍然适用于较低的胶体密度。我们的堵塞状态是一个应力诱导的玻璃，但其非遍历性转变具有不同于传统的MCT玻璃化转变的分析结构。
2004-06-18 cond-mat.soft
Quantification of plasticity via particle dynamics above and below yield in a 2D jammed suspension
非晶材料的失效是以耗散的出现为特征的。然而，颗粒动力学、耗散和整体材料流变学之间的联系仍然没有得到阐明。在这里，我们采取了一种新的方法有关的轨迹屈服，使用定制的界面应力流变仪，它允许测量的剪切模量（G '，G“）的一个致密的无热悬浮液的微观结构，同时跟踪颗粒轨迹进行循环剪切。我们发现，颗粒轨迹跟踪的总面积的增加，因为该系统是强调远低于远高于产量。轨迹可以分为三类：可逆弹性路径;可逆塑性路径，与光滑极限环相关;和不可逆塑性路径，其中粒子不返回到其原始位置。我们发现，上述屈服，可逆塑性轨迹主要发现附近的剪切表面，而可逆弹性路径附近的固定壁更突出。作为固体的颗粒与作为液体的颗粒之间的这种空间过渡是“熔融前沿”的特征，随着应变的增加，熔融前沿会向壁面靠近。我们引入了一个无量纲的测量塑性耗散的颗粒轨迹的基础上，线性缩放与应变幅度以上和以下的屈服，这是统一的流变屈服点。令人惊讶的是，这种关系崩溃的三个系统的不同程度的障碍。
2020-04-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Impact Dynamics of Droplet Containing Particle Suspensions on Deep Liquid Pool
Northeastern University（东北大学）
研究含玉米淀粉颗粒的悬浮液滴撞击深水液池的动力学，通过改变韦伯数和颗粒体积分数，揭示了与牛顿流体液滴不同的冲击结果相图，并基于流变学分析量化了转变边界。
2026-06-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Viscous-like forces control the impact response of shear-thickening dense suspensions
我们从实验和理论上研究了对致密玉米淀粉和水悬浮液的影响。我们改变冲击速度以及入侵者的大小，形状和质量，我们使用高速视频和机载加速度计来表征所产生的动态。我们数值求解以前提出的模型，最显着的附加质量模型以及一类的粘滞样模型。在类粘性模型中，入侵者动力学在堵塞前缘的边界处由类粘性的大力控制，在那里存在大的剪切速率和伴随的大粘度。我们发现我们的实验数据与这类模型是一致的，与附加质量模型不一致。我们的研究结果强烈表明，附加质量模型，这是占主导地位的模型，用于了解剪切增稠稠密悬浮液的动态影响，应更新，包括这些粘性的力量。
2021-07-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Characterizing the surface texture of a dense suspension undergoing dynamic jamming
测量的表面速度和表面纹理的自由传播的剪切堵塞前在稠密的悬浮液进行了比较。粒子图像测速仪（PIV）的速度场被捕获，而表面纹理被捕获在一个单独的实验中，通过观察高速摄像机的悬浮液表面上的直接反射。提出了一种基于局部窗口快速傅里叶变换的表面特征及其方向量化方法。表现出强烈的表面特征的区域对应于通过PIV测量确定的固体状堵塞区域。此外，堵塞区域内的表面特征主要定向在与应变张量的本征向量相同的方向上。因此，从图像的自由表面，我们的分析是能够表明，表面纹理包含的信息的主要应变方向和传播的干扰前。
2021-09-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
From yielding to shear jamming in a cohesive frictional suspension
模拟被用来研究稳定的剪切流变学的摩擦颗粒表现出不连续的剪切增稠和剪切堵塞，在有限范围内的凝聚力的相互作用导致的屈服应力的稠密悬浮液。我们开发了一个本构模型，结合屈服行为和剪切变稀在低应力下的摩擦剪切增稠在高应力下，在很好的模拟结果。这项工作表明，在屈服应力以下的固体和在剪切堵塞状态下的固体之间存在明显的差异，因为这两者发生在广泛分离的应力水平下，由材料可流动的应力区域分离。
2018-09-17 cond-mat.soft
Impact of polyelectrolyte adsorption on the rheology of concentrated Poly(N-Isopropylacrylamide) microgel suspensions
研究了三种水溶性聚电解质对浓缩PNIPAm微凝胶悬浮液流变性的影响，发现PE的电荷符号、浓度和疏水性在温度高于体积相变温度时显著改变凝胶网络强度，揭示了静电作用在热敏微凝胶中的关键调控作用。
2023-05-20 cond-mat.soft
Inter-particle adhesion induced strong mechanical memory in a dense granular suspension
重复/循环剪切可将非晶态固体驱动到对所施加的应变振幅的记忆进行编码的稳态。然而，最近的实验发现，这种记忆形成对块体材料的机械性能的影响是相当弱的。在这里，我们研究的记忆效应在屈服应力固体形成的玉米淀粉颗粒在石蜡油中的稠密悬浮液。在循环剪切作用下，系统向稳态演化，表现出训练诱导的应变刚化和塑性。读数显示，该系统编码的训练振幅的强记忆，如所示的一个大的变化，在微分剪切模量。我们观察到，记忆可以被编码为一个广泛的训练幅度以上和以下的屈服，虽然，记忆的强度随着训练幅度的增加而下降。原位边界成像显示应变局部化接近剪切边界，而大部分样品像固体塞一样移动。在稳态下，<v>当应变接近训练振幅时，类固体区域内的平均粒子速度（）相对于移动板减慢，然而，当读出应变穿过振幅时，<v>突然增加。我们证明，颗粒间的粘附相互作用是至关重要的，这样一个强大的记忆效应。有趣的是，我们的系统也可以记住一个以上的输入，只有在最后应用具有较小幅度的训练应变。
2022-06-25 cond-mat.soft
Drop impact of shear thickening liquids
实验研究了浓非布朗悬浮液（玉米淀粉和聚苯乙烯球）液滴在固体表面上的撞击。这种剪切增稠液体的液滴的扩展动力学和最大变形与牛顿液滴的冲击有明显的不同。一个特别引人注目的观察结果是，最大变形与液滴速度无关，并且变形在冲击阶段突然停止。这两个观察结果都是由于剪切增稠的流变性的悬浮液，从理论上解释从之间的平衡的动能和粘性耗散能，我们建立了一个缩放关系之间的最大变形和浓缩悬浮液的流变参数。
2013-06-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Transients in shear thickening suspensions: when hydrodynamics matters
本文通过粒子数值模拟研究了剪切增稠悬浮液在剪切阻塞下的瞬态膨胀动力学，发现应力水平保持有限且由粒子网络膨胀与Darcy回流耦合决定，系统应力差随系统尺寸呈二次标度，并提出连续介质模型定量预测应力水平，为局部剪切阻塞的不均匀流动建模提供了新方法。
2024-08-27 cond-mat.soft
Transient flows and migration in granular suspensions: key role of Reynolds-like dilatancy
我们调查的瞬态动力学的剪切悬浮液的中性浮力颗粒在压力施加的条件下，受到突然变化的剪切速率或外部压力。离散元法模拟表明，取决于流动参数（颗粒和系统的大小，初始体积分数），悬浮液的早期应力响应可能会强烈不同于基于稳态流变学的悬浮平衡模型的预测。我们表明，一个两相模型，结合Pailha & Pouliquen（2009）的类Elderolds双折射定律，该定律规定了应变尺度$γ_0$上悬浮液的膨胀率，定量地捕获了整个参数范围内的悬浮液膨胀/压实。与达西流引起的孔隙压力梯度在扩张或压实，这类的Dracholds-like brachancy意味着，早期的应力响应的悬浮液是非局部的，与非局部的长度尺度$\ell$的规模与颗粒大小和代数发散堵塞。在受$\ell$影响的区域中，应力水平不是通过稳态流变学而是通过由膨胀/压实速率产生的达西流体压力梯度来固定的。我们的研究结果延长了有效性的类类的非线性流动规则，最初提出的堵塞悬浮液，流动悬浮液低于$ϕ_\mathrm{c}$，从而提供了一个统一的框架来描述膨胀和剪切引起的迁移。他们铺平了道路，了解更复杂的不稳定流动的稠密悬浮液，如冲击，瞬态雪崩或脉冲响应的剪切增稠悬浮液。
2021-10-05 cond-mat.soft
Signature of jamming under steady shear in dense particulate suspensions
在增加的施加剪切应力（$σ$）下，许多致密颗粒悬浮液的粘度急剧增加超过应力起始（$σ_0$），这种现象称为不连续剪切增稠（DST）。最近的研究指出，某些悬浮液在高颗粒体积分数（$ϕ$）下可以转变为应力诱导的类固体剪切堵塞（SJ）状态。SJ状态产生有限的屈服应力，因此不同于剪切增稠状态。在这里，我们研究的稳态剪切增稠行为形成的稠密悬浮液分散胶体聚苯乙烯颗粒（PS）在聚乙二醇（PEG）。我们发现，对于小的$σ$值的悬浮液的粘度作为$ϕ$的函数，可以很好地描述Krieger-Doughnut（KD）关系。然而，对于较高的$σ$（$>> σ_0$）值，KD关系系统地高估了测量的粘度，特别是对于较高的$ϕ$值。这种系统性偏差可以通过由于流动引起的固体样SJ状态的失效而导致的样品的弱化来合理化。使用Wyart-Cates模型，我们提出了一种方法来预测SJ开始从稳态流变测量。我们的结果进一步支持剪切下的样品边界的原位光学成像。
2019-11-22 cond-mat.soft
Shear jamming and fragility of suspensions in a continuum model with elastic constraints
在施加的牵引力下，流体中高度浓缩的固体颗粒悬浮液可以从它们流动的状态转变为它们作为弹性固体抵消牵引力的状态：剪切堵塞状态。值得注意的是，悬架可以通过简单地反转牵引力来恢复流动状态。一个张量模型，并在范例的情况下进行测试。我们表明，要再现剪切堵塞的现象，在通用的几何形状，它是必要的链接这种效果的弹性响应所支持的悬浮微结构，而不是分散的粘度。
2021-09-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Structure of propagating high stress fronts in a shear thickening suspension
我们报告直接测量的剪切增稠玉米淀粉悬浮液的边界处的空间分辨应力揭示持久的高局部应力在流动方向上的顶部边界的速度传播的区域。这些传播前沿的持久性使得能够精确测量它们的结构，包括边界应力显微镜（BSM）测量的边界应力分布和粒子图像测速仪（PIV）测量的悬浮液底部边界处的粒子的非仿射速度。此外，我们直接测量颗粒相和悬浮流体之间的相对流动（流体迁移），并发现迁移是高度本地化的前沿和改变方向的前沿，表明前沿是由一个局部区域的高澄清剂压力和低颗粒浓度。流量的大小表明，驱动流体迁移的孔隙压差与剪切增稠开始的临界剪切应力相当。传播前沿完全解释了流变仪所报告的粘度随施加应力的增加，并且与与系统的一个边界接触的稳定堵塞区域的存在一致，该系统的一个边界产生跨越流变仪板之间的间隙并产生强局部澄清剂压力的膨胀摩擦接触的传播网络。
2022-03-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear thickening in densely packed suspensions of spheres and rods confined to few layers
我们调查有限的剪切增稠悬浮液的样品厚度是可比的颗粒尺寸。流变测量提出了密集包装的悬浮液的球体和杆的纵横比为6和9。通过在恒定剪切速率下沿剪切梯度的方向改变悬浮液厚度，我们发现应力的明显振荡。随着间隙尺寸的减小，这些振荡变得更强，并且当样品厚度与整数个颗粒层相称时，应力最小化。尽管这种约束诱导的效果，粘度曲线显示剪切增稠，保持散装行为下降到样品薄至两个粒径的球体，低于该悬浮液堵塞。棒表现出与颗粒宽度相称的类似行为，但当厚度减小到低于约颗粒长度时，它们表现出额外的效果，因为它们被迫对齐;应力在固定剪切速率下随着间隙尺寸的减小而增加，而剪切增稠机制逐渐过渡到牛顿缩放机制。这种削弱的剪切增稠作为一个有序的配置接近对比剪切增稠的加强时，填充分数增加在无序的散装限制，尽管事实上，这两种类型的限制最终导致堵塞。
2010-03-22 cond-mat.soft
Memory of shear flow in soft jammed materials
本文结合实验与大规模模拟，揭示软堵塞材料在流动停止后的应力松弛源于流动诱导的弹性应力畴和粒子堆积重组，表明流动过程可编码并存储可提取的记忆。
2023-11-30 cond-mat.soft
Vibrations in jammed solids: Beyond linear response
我们提出了一个“相图”的颗粒系统，通过纯粹的排斥接触力，如颗粒介质和胶体悬浮液相互作用。我们确定和表征两个不同的类的行为作为一个功能的输入动能每自由度$T_0$和包装分数偏差以上和以下的干扰发病$Δϕ=ϕ- ϕ_J$使用纯排斥摩擦磁盘的数值模拟。等配位固体（ICS）仅在$Δϕ> Δϕ_c(T_0)$堵塞以上出现;它们具有等于机械稳定填料所需的等静压值（$< z> = z_{\rm iso}$）的平均配位数。ICS显示谐波振动响应，其中来自速度自相关函数的傅立叶变换的振动模式的密度是在$T_0=0$处评估的动力学矩阵的本征频率$ω_k^d$处的一组尖峰。次配位固体（HCS）在由$Δϕ> Δϕ^*_-(T_0)$、$Δϕ< Δϕ^*_+(T_0)$和$Δϕ> Δϕ_{cb}(T_0)$定义的区域内的堵塞开始的上方和下方都出现。在该区域，颗粒间接触网络随$< z> \approx z_{\rm iso}/2$波动，但不发生破笼颗粒重排。HCS振动响应是非谐波的，{ \it}即振动模式$D(ω)$的密度不是在$ω_k^d$处的尖峰的集合，并且其精确形式取决于测量方法。对于$Δϕ> Δϕ_{cb}(T_0)$和$Δϕ< Δϕ^*_{-}(T_0)$，系统表现为硬颗粒液体。
2013-07-01 cond-mat.soft
Jamming, two-fluid behaviour and 'self-filtration' in concentrated particulate suspensions
本文研究了高体积分数$Φ$硬球胶体悬浮液在压力梯度作用下通过缩颈的流动。在颗粒尺寸依赖性极限$Φ_0$以上，直接显微镜观察表明在流动过程中发生堵塞和解除堵塞--流体转化为固体，反之亦然。我们表明，这样的堵塞流产生的胶体浓度减少$Φ_{x}$下游的收缩。我们提出，这种“自过滤”效应是系统的颗粒部分的堵塞和液体部分（即溶剂）通过堵塞的固体的孔的持续流动的组合的结果。因此，我们链接的概念，堵塞在胶体和颗粒介质与“双流体”的浓缩悬浮液流动的图片。根据Osborne Reynolds关于颗粒材料膨胀的原始实验，对结果进行了讨论。
2003-08-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Critical viscoelastic response in jammed solids
我们确定的线性粘弹性响应堵塞包装的无热排斥粘性球，模型的乳液，湿泡沫，和软胶体悬浮液。我们数值测量的复杂的剪切模量，响应的基本特征，并表明，低频响应显示动态临界缩放附近的无干扰。粘弹性剪切响应由填料的松弛本征模态控制。我们使用标度参数来解释本征率的分布，这在unjamming时会产生发散。然后，我们推导出的临界指数表征响应，包括消失的剪切模量，发散粘度，和临界剪切稀化制度。最后，我们表明，宏观流变学是敏感的局部粘性力法的细节。通过改变法向和切向阻尼系数的比率，我们确定和解释了滑动运动的强阻尼和弱阻尼系统之间的定性差异。当滑动是弱阻尼时，没有发散的时间尺度，没有发散的粘度，也没有临界剪切稀化制度。
2012-05-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure of jammed ellipse packings with a wide range of aspect ratios
本文系统研究宽纵横比范围内堵塞椭圆堆积的结构，发现致密堆积具有清晰的最近邻壳层和动力学抑制短程序，并揭示配位数随纵横比增大先趋近等静压值6后因局部向列序增强而下降至4。
2023-05-31 cond-mat.soft
