Surface-charge-induced freezing of colloidal suspensions
使用巨正则蒙特卡罗模拟，我们调查的影响，带电的墙壁上的带电胶体悬浮液的结晶性能限制在这些墙壁之间。调查是基于一个有效的模型，专注于单独的胶体。我们的研究结果表明，流体的高密度行为相比，不带电的墙壁的情况下，带电的墙壁产生的流体-墙壁的相互作用有着至关重要的影响。特别是，基于面内键序参量的分析，我们发现表面电荷诱导的冻结和熔化转变。
2010-06-07 cond-mat.soft
Effective viscosity and elasticity in dense suspensions under impact: Toward a modeling of walking on suspensions
本研究通过LBM-DEM及简化模型提取浓悬浮液冲击弹性力，建立足-弹簧-身体模型，揭示弹簧刚度增大抑制多次弹跳，为悬浮液上行走建模提供基础。
2023-06-20 cond-mat.soft
Wall slip and flow of concentrated hard-sphere colloidal suspensions
我们提出了一个全面的研究的滑移和流动的浓缩胶体悬浮液使用锥板流变仪和同步共聚焦成像。在胶态玻璃体系中，对于光滑的非粘性壁，悬浮液的固体性质导致流变学从大应力下的Herschel-Bulkley（HB）整体流动行为转变为低应力下的宾汉样滑移行为，这对于足够的胶体壁吸引力或胶体级壁粗糙度是抑制的。可视化显示了滑动-剪切转变如何取决于间隙尺寸和两壁的边界条件，并且部分滑动在屈服应力以上持续存在。一个唯象模型，结合宾汉滑移定律和HB散装流量，充分考虑的行为。微观上，宾汉定律与壁处的薄（亚胶体）润滑层有关，从而引起滑移参数对颗粒尺寸和浓度的特性依赖性。我们将此与悬浮液的渗透压和屈服应力，并分析范德华相互作用的影响。对于最大的浓度，我们观察到屈服应力周围的非均匀流动，与最近的工作集中膏体剪切带。我们还描述了残余滑移在浓缩的液体悬浮液中，消失的屈服应力导致共存的（弱）滑移和散装剪切流的所有测量速率。
2012-01-20 cond-mat.soft
Shear zones and wall slip in the capillary flow of concentrated colloidal suspensions
我们的图像流动的一个几乎随机的紧密包装，硬球胶体悬浮液（一个“膏”）在一个正方形毛细管使用共聚焦显微镜。流动由中心的“塞子”组成，而剪切发生在邻近通道壁的局部，使人联想到屈服应力流体行为。然而，所观察到的缩放的速度分布与流速强烈对比屈服应力流体的预测。相反，速度剖面可以捕获的应力波动理论最初开发的干颗粒介质的斜槽流。我们验证了光滑和粗糙的边界条件下的这种行为。
2007-02-27 cond-mat.soft
Rheology of dense suspensions of elastic capsules: normal stresses, yield stress, jamming and confinement effects
我们研究了弹性胶囊的致密悬浮液的剪切流变学，以无聚集的红细胞作为生理相关的例子。粒子是非布朗运动的，并且仅通过流体动力学和短程排斥力相互作用。在悬浮液中的不同的应力机制的分析表明，粘度是由胶囊的剪切弹性，而排斥力是次要的。提供了高于临界体积分数的动态屈服应力的证据，并且与胶囊的弹性性质有关。剪切应力被发现遵循一个关键的干扰的情况下，是相当不敏感的翻滚到坦克踩踏过渡。颗粒压力和法向应力的差异显示出一定的敏感性的细胞的动态状态，并表现出特征缩放，以下的行为的一个单一的颗粒，在坦克踩踏制度。在有效介质模型方面的流体相的粘度的行为是合理的。此外，限制效应，这增加了整体的幅度和增强剪切变稀的粘度的作用，进行了讨论。
2014-05-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.med-ph
Effects of viscoelasticity on shear-thickening in dilute suspensions in a viscoelastic fluid
我们调查以前未澄清的流体弹性剪切增稠稀悬浮液中的Oldrophil-B粘弹性流体使用一种新的直接数值模拟的基础上平滑的配置文件的方法。流体弹性由Weissenberg数Wi和粘度比$1-β=η_p/(η_s+η_p)$确定，粘度比测量聚合物应力和流动之间的耦合：$η_p$和$η_s$分别是聚合物和溶剂的粘度，随着$1-β$的增加，虽然应力与$β\to 1$极限相比没有显著变化，对不同$1-β$的颗粒周围的流动和构象动力学的分析表明，在大的$1-β$下，聚合物应力调节流动，$β$对聚合物应力发展的这种影响表明流体弹性和流动之间的复杂耦合，并且对于理解粘弹性介质中悬浮液中的流变学和流体动力学相互作用是必要的。
2020-12-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Margination regimes and drainage transition in confined multicomponent suspensions
一个机械理论的发展来描述在有限的多组分悬浮液，如血液中的偏析。它结合了两个关键现象在这些系统中出现在低雷诺数：流体动力学对碰撞和壁诱导迁移。在简单剪切流中，根据“边缘参数”M的值，出现几种偏析状态。最重要的是，有一个临界值的M低于一个尖锐的“排水过渡”发生：一个组件是完全耗尽从散装流附近的墙壁。直接模拟也表现出这种转变的大小或灵活性比的组件的变化。
2015-04-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Colloid-colloid and colloid-wall interactions in driven suspensions
我们调查的非平衡流体结构介导的两个胶体之间的驱动力通过悬浮液的相互不相互作用的布朗粒子，以及胶体和一个固定的情况下的墙壁。我们解决Smoluchowski方程在双球坐标系中，以及与反射的方法，无论是在线性近似的小速度和数值中间速度，我们比较的结果，以前考虑的叠加近似。特别是，我们发现一个增强的摩擦（相比于一个孤立的颗粒上的摩擦），两个胶体驱动并排以及沿壁的胶体。减少了尾涂胶体上的摩擦。并排行进的胶体经历溶质诱导的排斥，而尾随的胶体彼此吸引。
2007-06-06 cond-mat.soft
Object Transport by a Confined Active Suspension
本文通过二维数值模拟研究了受限活性悬浮液中圆形物体的输运行为，揭示了物体与容器壁之间的吸引或排斥机制及持续传播现象，展示了利用简单活性代理实现复杂任务的潜力。
2022-11-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Swapping trajectories: a new wall-induced cross-streamline particle migration mechanism in a dilute suspension of spheres
研究了蠕动流条件下，单壁和平行壁面系统中球形颗粒在剪切流中的二元碰撞问题。我们发现，壁接近引起了一类新的二元轨迹，导致跨流线迁移的颗粒。在这些新的轨道上的球体不会互相通过（就像它们在自由空间中那样），而是交换它们的交叉流线位置。为了确定壁引起的粒子迁移的意义，我们已经评估了流体动力学自扩散系数与一个序列的不相关的粒子位移由于二进制粒子遇到。我们的计算结果与\cite{Zarraga-Leighton:2002}在Couette装置中进行剪切流动的球的稀悬浮液中的自扩散系数的实验值定量地一致。因此，我们表明，壁诱导的交叉流线粒子迁移是他们的实验所揭示的异常大的自扩散率的来源。
2007-05-21 cond-mat.soft
Slip behavior during pressure driven flow of Laponite suspension
以Laponite悬浮液为模型触变流体，研究了压力驱动下的管流。通过加入氯化钠盐以改变离子强度来控制悬浮液老化的趋势。我们使用注射泵来规定流量，并观察到获得了稳态流量。不寻常的是，保持恒定流速所需的稳态压降随着流速的增加而降低，这与Poiffille流的预期形成了质的对比。我们表明，通过改变流速，盐浓度，和流动的几何形状（管道直径和长度）得到的实验结果可以崩溃到一个单一的通用曲线，可以合理化，通过调用滑移的悬浮液在管壁。Laponite悬浮液表现出塞状流动，在管壁处屈服。结果表明，滑移长度与流量成线性关系，与管径成反比。
2021-05-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The effect of premature wall yield on creep testing of strongly-flocculated suspensions
测量粘性悬浮液的屈服往往受到测量表面滑移的阻碍。本文介绍了蠕变数据的强烈絮凝悬浮液获得使用杯中叶片工具与不同的杯叶片直径比。这三种悬浮液是在其等电点聚集的二氧化钛和氧化铝以及聚合物絮凝的氧化铝。目的是找到直径比，其中杯壁处的滑动或过早屈服对瞬态行为没有影响。大直径比的结果显示出容易理解的材料行为，包括在低应力下的线性粘弹性、接近屈服的应变软化、在一定应力范围内的时间依赖性屈服，然后是粘性流动。然而，在小比率几何形状中的测试显示出更复杂的响应。归因于杯壁的影响包括延迟软化、滑动、多次屈服和粘滑事件以及非定常流动。结论是，髋臼杯必须相对较大，以消除壁伪影。直径比为3在实践中是足够的，尽管最小比率必须取决于材料。
2015-01-23 cond-mat.soft
Driven colloidal suspensions in confinement and density functional theory: Microstructure and wall-slip
基于经典的密度泛函理论，我们从理论上研究了受限条件下受驱动（剪切）胶体悬浮体系的一般性质。在没有一个确切的封闭（Smoluchowski）方程的剪切下的一个粒子的密度，我们制定了一套近似的一般条件，并表明，一个简单的封闭满足他们。确定了精确的微观应力张量。举例来说，在靠近壁面（平行于剪切方向）的情况下，我们注意到微观剪应力不一定是均匀的。在Smoluchowski方程的基础上，我们又推导出了一个均匀的剪切应力方程，从而计算出了壁面附近的局部流速。这最终导致复杂流体在壁处的滑移长度。
2014-02-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
An analysis of the far-field response to external forcing of a suspension in Stokes flow in a parallel-wall channel
蠕动流条件下平行壁通道中颗粒产生的首阶远场散射流具有由二维偶极压力分布驱动的抛物线速度场形式。我们表明，在一个系统中的流体动力学相互作用的粒子，压力偶极子有助于宏观悬浮液流以类似的方式作为诱导的电偶极子有助于静电位移场。利用这一结果，我们推导出宏观方程的作用下的横向力，横向扭矩或宏观压力梯度的通道中的悬浮液运输。本构关系中的线性输运系数矩阵将外力与颗粒和流体通量联系起来，满足Onsager倒易关系。的传输系数进行评估的正方形和六边形的固定和自由悬浮的颗粒的周期性阵列，并提出了一个简单的近似的克劳修斯-莫索蒂形式的通道渗透系数。我们还发现明确的表达式，用于评估的周期性格林函数之间的两个平行壁斯托克斯流。
2008-08-13 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
Wall slip and bulk yielding in soft particle suspensions
我们模拟了一个密集的非热悬浮液的软颗粒之间的硬壁剪切的规定粗糙度的轮廓，使用的方法，充分考虑到流体力学的溶剂之间的颗粒，颗粒和壁之间，以及固体力学的颗粒形状的变化。因此，我们捕捉到广泛观察到的现象的弹性流体动力学壁滑移，其中的软颗粒在剪切变形和电梯远离壁轻微，留下一个薄的润滑溶剂层的高剪切。对于施加的应力低于材料的体积屈服应力，我们表明所观察到的壁滑移是由这个薄的溶剂层。在较高的应力，它是由一个额外的贡献所产生的前几层的颗粒附近的壁的fluidation增加。通过系统地改变壁的粗糙度，我们量化了随着壁粗糙度的增加而抑制滑移。对于光滑的壁，滑动从根本上改变了稳态整体流动曲线的剪切应力作为剪切速率的函数，通过赋予一个分支的表观（滑动诱导）流，甚至为$σ<σ_y$，如实验所见。我们还阐明了滑动的动态屈服后，施加一个恒定的剪切应力的影响，表征批量屈服出现的时间尺度，并在该滑移第一套。
2021-02-13 cond-mat.soft
Lift and down-gradient shear-induced diffusion in Red Blood Cell suspensions
红细胞在受限通道流中的分布是不均匀的，并且由于远离壁的迁移与由颗粒之间的相互作用引起的剪切诱导的扩散之间的竞争，在壁附近显示出显著的耗尽。我们研究了红细胞的升力在剪切流附近的墙壁和测量一个显着的升力速度，尽管翻滚运动的细胞。我们还提供了值的集体和各向异性的剪切引起的扩散的云的红细胞，无论是在剪切的方向和涡度的方向。一个通用的下梯度子扩散，其特征在于指数1/3的突出显示。
2013-02-24 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Layering instability in a confined suspension flow
我们已经证明[J]。流体机械{ \bf 592}，447（2007）]，在受限悬浮流中交换（反转）轨迹防止在相邻流线中彼此接近的颗粒之间的碰撞。在这里，我们表明，通过诱导分层，这种流体动力学机制改变了在一个封闭的库埃特流悬浮液的微观结构。层发生在近壁区域或跨越整个通道宽度，这取决于交换轨迹效应的强度。虽然我们的理论侧重于稀悬浮液，我们假设，这种新的流体动力学机制控制在这样的流量在很宽的密度范围内的层状微观结构的形成。
2011-11-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Mechanism of margination in confined flows of blood and other multicomponent suspensions
流动的血液显示出一种称为边缘化的现象，其中白细胞和血小板优先在血管壁附近发现，而红细胞从这些区域耗尽。在这里边际研究使用直接流体动力学模拟的二元悬浮液的硬（S）和软（F）胶囊，以及一个随机模型，该模型结合了悬浮液中的关键粒子传输机制-壁诱导的流体动力学迁移和剪切诱导的对碰撞。随机模型允许直接评估这两种机制的相对重要性，从而表明边缘化（至少在稀释情况下）很大程度上是由于均相（例如s-s）和非均相（s-f）碰撞的微分动力学造成的
2012-09-04 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Yield stress and elastic modulus of suspensions of noncolloidal particles in yield stress fluids
实验研究了各向同性非胶体颗粒悬浮液在屈服应力流体中的行为。这个问题在文献中研究得很少，而且只在特定的材料上。在本文中，我们设法开发程序和材料，使我们能够专注于纯机械贡献的颗粒的屈服应力流体行为，独立的物理化学性质的材料。这使我们能够将这些悬浮液的宏观性质与屈服应力流体的机械性质和颗粒体积分数相关联，并提供适用于任何屈服应力流体中的任何非胶体颗粒的结果。我们发现，弹性模量浓度的关系遵循Krieger-Doughnard定律，我们表明，屈服应力集中关系是相关的弹性模量浓度的关系，通过一个非常简单的法律，从微观力学分析的结果一致。
2008-10-20 cond-mat.soft physics.class-ph
Hydrodynamic irreversibility of non-Brownian suspensions in highly confined duct flow
本研究通过实验和Force Coupling Method模拟，探究了高度受限薄矩形通道内非布朗悬浮液在低雷诺数下的不可逆迁移行为，发现高 confinement 导致颗粒在低体积分数下仍发生显著且快速的向壁面迁移。
2023-10-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Near-Wall Dynamics of Concentrated Hard-Sphere Suspensions: Comparison of Evanescent Wave DLS Experiments, Virial Approximation and Simulations
在这篇文章中，我们报告的近壁动力学的悬浮胶体硬球在很宽的体积分数范围内的研究。我们提出了一个彻底的比较实验数据与预测的基础上的维里近似和模拟结果。我们发现，维里方法描述的实验数据合理以及高达体积分数的$ϕ=0.25$，这为我们提供了一个快速和廉价的工具，用于分析和预测的倏逝波DLS数据。在此基础上，我们提出了一种新的方法来评估近壁自扩散在高密度。在这里，我们定性地证实了早期的结果[Michailidou等人，物理学评论快报，2009，102，068302]，这表明与体动力学相比，多颗粒流体动力学相互作用由于壁的存在而以增加的体积分数减小。除了这一发现，我们表明，这种减少是不同的粒子运动正常和平行的墙壁。
2015-07-02 cond-mat.soft
Wall friction and Janssen effect in the solidification of suspensions
我们解决刚性边界的冻结悬浮液的力学效应。为此，我们在薄样品中进行单分散悬浮液的定向凝固，并记录在凝固前沿形成的致密颗粒层的厚度h。我们的证据的制度的变化，在大的速度，成反比，在低速下，一个弱得多的趋势，在与凝固速度V的h的演变。通过模拟粒子捕获和耗散现象在整个层的临界状态下的力平衡，我们链接到粘性耗散和后者的演变在刚性样品板的固体摩擦前的演变。固体摩擦所示，诱导模拟的杨森效应在整个层。我们确定其依赖于颗粒和板之间的摩擦系数，在颗粒层中的詹森的重定向系数，和样品的深度。拟合得到的关系数据确认其相关性在所有样品深度，并提供定量测定的主要参数，特别是杨森的特征长度和过渡厚度h之间的上述制度。总之，这项研究，从而澄清了冻结悬浮液的边界的力学含义，并在一般的观点，提供了一个桥梁之间的问题冻结悬浮液和颗粒材料。
2018-11-19 cond-mat.soft
Local elastic perturbation of colloidal suspensions near the colloidal glass transition
Saint Joseph’s University（圣约瑟夫大学）；MIT Technology Review（麻省理工学院科技评论）；Emory University（埃默里大学）
本研究利用磁性探针粒子旋转扰动胶体悬浮液，通过共聚焦显微镜追踪粒子运动，测得不同体积分数下的黏弹性模量，证实连续介质描述适用于胶体样品的小尺度力学分析。
2026-08-06 cond-mat.soft
Microscopic flows of suspensions of the green non-motile Chlorella micro-alga at various volume fractions: applications to intensified photo bio reactors
对绿色非运动小球藻在平面微通道内的流动进行了实验研究。根据细胞体积分数的值，观察到三种不同的流动状态。对于低的细胞体积分数值的牛顿流制度，其特征在于由Poietille像流场，没有壁滑移和流体动力学可逆性的流动状态观察。对于中间值的细胞体积分数，流量分布是一致的Poiffille流的剪切稀化流体在存在滑移在通道的壁。对于甚至更大的细胞体积分数，屈服应力一样的行为表现通过一个中心的固体塞的存在下观察到。除牛顿流区外，流动具有很强的流体动力学不可逆性和壁面滑移，根据测得的流场计算壁面剪切速率和壁面应力，可以确定剪切变稀区和屈服应力区壁面滑移的机理。
2016-03-16 cond-mat.soft
Suspensions of deformable particles in Poiseuille flows at finite inertia
我们分析了压力驱动流中的可变形颗粒悬浮液。悬浮液是由中性浮力最初的球形颗粒和牛顿载体流体，并通过直接的数值模拟，使用一个完整的欧拉方法的基础上的一个连续制定解决的流量。固相采用不可压缩的粘性超弹性本构关系建模，流动的特征由固相体积分数、雷诺数和毛细管数三个主要的无量纲参数表征。有效粘度对这三个量的依赖关系进行了研究，以研究惯性效应对悬浮的可变形颗粒。可以观察到，悬浮液具有剪切稀化行为，并且在高剪切速率下有效粘度的降低在更密集的配置中被强调。雷诺数和毛细管数的单独分析表明，有效粘度取决于毛细管比雷诺数。此外，我们的模拟表现出一致的趋势，可变形的颗粒向中心的通道，其中的剪切速率是低的。这种现象对于非常稀的悬浮液特别明显，其中靠近壁的整个区域没有颗粒。此外，当体积分数增加时，由于更高的相互颗粒相互作用，该近壁区域逐渐被占据。变形能力在这个过程中也起着重要的作用。事实上，在高毛细管数下，颗粒对剪切速率变化更敏感，并且可以更容易地改变它们的形状以在通道的中心区域容纳更多数量的颗粒。
2020-10-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear-thinning in dense colloidal suspensions and its effect on elastic instabilities: from the microscopic equations of motion to an approximation of the macroscopic rheology
在其玻璃化转变附近，致密的胶体悬浮液在实验时间尺度上获得弹性性质。我们调查的粘弹性流动不稳定性在弯曲的几何形状，这种材料的可能性。为此，我们首先提出了一个通用的策略，扩展第一性原理的方法的基础上，预测到慢变量（到目前为止，仅限于严格均匀流），以处理不均匀性。特别是，我们分离的平流的微观结构的流动，在起源的波动平流项，从内在动力学。由于所涉及的方程的复杂性，我们选择了一个急剧简化的理论，以建立其潜在的描述不稳定性。这些非常强的近似导致本构方程的白色Metzner类，其参数与实验测量的玻璃形成的胶体分散体的宏观流变学拟合。该模型适当占剪切稀化性能的分散体，但是，由于近似，描述是不完全定量的。最后，我们进行了线性稳定性分析的实验相关的圆柱形（泰勒-库埃特）的几何形状的流动，并提供证据表明，剪切变稀强烈稳定的流动，这可以解释为什么粘弹性不稳定性没有观察到稠密的胶体悬浮液。
2015-08-19 cond-mat.soft physics.class-ph
Rheological properties of sheared vesicle and cell suspensions
对囊泡悬浮液的二维动力学和流变学特性进行了数值模拟。采用了一种混合方法，它结合了介观方法的溶剂与膜的曲率弹性模型。剪切流是由两个反向滑动的平行壁引起的，这两个壁产生线性流动剖面。的流动行为进行了研究，为各种囊泡浓度和粘度比之间的内部和外部流体。随着粘度比的增加，特性粘度和近壁耗尽层的厚度都增加。
2014-12-01 cond-mat.soft
Deposition of a particle-laden film on the inner wall of a tube
在毛细管中液体的抽出或液体段塞的平移导致在内壁上沉积薄膜。当液体中存在颗粒或污染物时，如果液膜足够厚，则颗粒或污染物沉积并污染管。在这篇文章中，我们实验研究的条件下，颗粒沉积在空气入侵过程中的毛细管最初充满了稀悬浮液。我们发现，在膜中的颗粒的夹带是由颗粒和管半径的比率和与前端速度相关联的毛细管数控制。我们还开发了一个模型，建议最佳的操作条件，以避免在撤回悬浮液的污染。这种沉积机制也可以通过控制颗粒在通道内壁上的沉积而在涂覆过程中发挥作用。
2020-10-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Macroscopic behavior of bidisperse suspensions of noncolloidal particles in yield stress fluids
从实验和理论两方面研究了屈服应力流体中非胶体颗粒的各向同性双分散悬浮液的流变行为。我们专注于非胶体颗粒与悬浮流体仅通过流体动力学相互作用的材料。我们观察到，无论是弹性模量和屈服应力的双分散悬浮液低于那些相同的固体体积分数的单分散悬浮液。此外，我们表明，这种悬浮液的无量纲屈服应力是联系在一起，他们的无量纲弹性模量和固体体积分数通过简单的方程Chateau等人。[J.流变学52，489-506（2008）]。我们还表明，可以描述的颗粒尺寸的异质性的影响，通过一个包装模型来估计随机松散包装的干颗粒的组件。所有这些观察结果最终使我们能够提出简单的封闭形式的估计的弹性模量和屈服应力的双分散悬浮液：而弹性模量是一个功能的减少体积分数$ϕ/ϕ_m$只有，其中$ϕ_m$是估计的随机松散堆积，屈服应力是一个功能的体积分数$ϕ$和减少体积分数。
2010-06-22 cond-mat.soft physics.class-ph
Anomalous rheology of puller-type microswimmer suspensions
本研究通过直接流体动力学模拟揭示拉型微型游泳者悬浮液的异常流变机制，发现其收缩流场导致壁面附近垂直排列与取向序增强，主导整体动力学，且稳态行为受长径比和约束程度影响。
2025-03-03 cond-mat.soft
Depletion driven adsorption of colloidal rods onto a hard wall
在杆和小聚合物线圈的混合悬浮液中，杆吸附到与悬浮液接触的硬壁上。这种吸附是在低密度杆极限下研究的。它是由耗尽力驱动的，并且对于长杆比对于球体强得多。这是通过精确的，数值的，计算和近似理论。
1997-09-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Wall slip across the jamming transition of soft thermoresponsive particles
悬浮液的流动经常受到壁滑移的影响，即由于存在润滑层，边界附近的流体速度$v_{f}$不同于壁速度$v_{w}$。虽然滑移速度$v_s=\vert v_{f}-v_{w}\vert$稳健地与稀悬浮液中壁处的应力$σ$成线性比例，但是关于在本体中剪切的较致密悬浮液没有共识，对于该较致密悬浮液，滑移速度已经被报道成比例为$v_s\proptoσ^p$，其中指数$p$不一致地在0和2之间变化。在这里，我们专注于悬浮液的软温敏颗粒，并表明$v_s$实际上规模作为幂律的粘性应力$σ-σ_c$，其中$σ_c$表示的屈服应力的散装材料。通过调整整个干扰过渡的温度，我们进一步证明，这种缩放适用于大范围的包装分数$ϕ$的两侧的干扰点和指数$p$不断增加与$ϕ$，从$p=1$的情况下，稀悬浮液的$p=2$堵塞组件。这些结果使我们能够成功地重新访问不一致的数据，从文献中，并铺平了道路，连续描述壁滑移以上和以下堵塞。
2015-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Stress overshoot, hysteresis and Bauschinger effect in sheared dense colloidal suspensions
通过实验和数值模拟研究了高分子凝胶颗粒的稠密布朗悬浮液的力学非线性响应。它示出了一个恒定的剪切速率的应用程序的响应取决于以前的历史的悬浮液。当流动从静止的悬浮液开始时，它表现出弹性响应，随后是应力过冲，然后是塑性流动状态。相反，在流动反向后，应力过冲不会发生，并且表观弹性模量降低，而数值模拟显示局部微观结构的各向异性相对于宏观应力延迟。
2022-02-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Segregation by membrane rigidity in flowing binary suspensions of elastic capsules
本文研究了在平面狭缝中受压力驱动流动的含有Neo-Hookean胶囊二元混合物的悬浮液在壁面法线方向上的空间偏析。二元混合物的两种组分具有不等的膜刚度。这个问题进行了数值研究，使用加速执行的边界积分法。各种参数的影响进行了研究，包括毛细管数，刚性比之间的两个物种，体积分数，约束比，和更多的软颗粒$X_f$在混合物中的数量分数。据观察，在纯物质的悬浮液中，刚性和柔性颗粒的平均壁法线位置是相当的。然而，在混合物中，发现刚性颗粒随着$X_f$的增加而越来越多地向壁移位，而发现软颗粒随着$X_f$的减少而越来越多地在中心线附近积聚。这种隔离的起源被追踪到的效果的数量分数$X_f$上的刚性和软颗粒在近壁区域的本地化-的概率逃逸的刚性颗粒从近壁区域的内部大大减少与增加$X_f$，而完全相反的趋势是观察到一个软颗粒与减少$X_f$。简单的模型研究涉及一个刚性和一个软粒子的异质对碰撞的机制解释了这一观察。这些研究中的关键结果是，刚性粒子经历了更大的横流位移比软粒子在非均匀碰撞。本文提出了一个统一的机制，它包括壁诱导的可变形粒子迁移和与异质和同质对碰撞相关的粒子通量。
2011-12-23 cond-mat.soft
Rheology of bacterial suspensions under confinement
作为活性流体的典型模型，细菌悬浮液显示出与其对应的胶体悬浮液截然不同的有趣的流变响应。尽管大量细菌悬浮液的流动已经被广泛研究，但限制下的细菌悬浮液的流变学尚未被实验探索。在这里，使用微流控粘度计，我们系统地测量稀E的流变性。大肠杆菌悬浮液在不同程度的限制。我们的研究揭示了一个强大的限制效应：细菌悬浮液的粘度大幅下降时，限制规模是可比的或小于细菌的运行长度。此外，我们还研究了剪切流中细菌悬浮液的微观动力学，包括速度分布，细菌密度分布和单个细菌的动力学。这些测量使我们能够构建一个简单的启发式模型的基础上的边界层的上游游泳的细菌附近的限制壁，定性地解释了我们的实验观察。我们的研究揭示了集体细菌运动的边界层对受限细菌悬浮液流动的影响。我们的研究结果提供了一个基准测试不同的流变学模型的活性流体，是有用的了解有限的几何形状中的微生物的运输。
2019-06-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Drastic slowdown of shear waves in unjammed granular suspensions
本文对剪切弹性波沿稠密颗粒悬浮体表面的传播进行了实验研究。使用超快超声扫描仪，我们监测软化的剪切波速度内的光学不透明的介质作为驱动振幅的增加。对于这样的非线性行为两个政权被发现：在第一个政权，我们观察到一个显着的剪切模量减弱，但没有可见的晶粒重排。在第二个政权，有一个明确的晶粒重排伴随着模量下降高达88%。提出了一个摩擦模型来描述非线性弹性和塑性之间的相互作用，突出了接触断裂前的接触滑移的关键作用。对这些非线性剪切波的研究可以弥补两种不相交的方法之间的差距，用于描述非干扰附近的动力学：线性弹性软模式和非线性碰撞冲击。
2018-10-19 cond-mat.soft
Flagella bending affects macroscopic properties of bacterial suspensions
为了在恶劣的环境中生存，能动细菌在复杂的环境中游动，并对周围的流动做出反应。在这里，我们开发了一个PDE模型描述如何鞭毛弯曲影响细菌悬浮液的宏观性质。首先，我们展示了鞭毛弯曲如何有助于在稀悬浮液中观察到的有效粘度的降低。我们的结果不强加翻滚（随机重新取向），因为它是以前做的解释粘度降低。第二，我们证明了由于鞭毛的自诱导屈曲，细菌从壁截留逃逸的可能性。我们的研究结果揭示了细菌与剪切流和壁或障碍物的相互作用的灵活的细菌鞭毛的作用。
2016-10-08 cond-mat.soft math.AP
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
Driven dynamics in dense suspensions of microrollers
我们进行详细的计算和实验测量的驱动动力学的一个密集的，均匀的悬浮液的沉积microrollers驱动的磁场旋转轴平行于地板。我们发展了一个润滑校正的布朗动力学方法，用于研究沉积在底壁上方的驱动胶体的稠密悬浮液。数值方法增加了附近的颗粒对之间的润滑摩擦，以及颗粒和底壁，远场流体动力相互作用的最小分辨率模型。我们的实验结合了荧光标记与粒子跟踪跟踪的轨迹的单个粒子在一个稠密的悬浮液，并测量其推进速度。以前的计算研究[B. Sprinkle等人，化学物理学杂志，147，244103，2017]预测，在足够高的密度下，微辊的均匀悬浮液分离成两层，一个缓慢的单层正好在壁的上方，另一个快速层在底层的顶部。在这里，我们验证了这一预测，表现出良好的定量协议的双峰分布的颗粒速度预测的润滑校正的布朗动力学和那些在实验中测量。计算方法准确地预测了实验中观察到的粒子在慢层和快层之间切换的速率。我们还使用我们的数值方法来证明成对润滑在胶体微辊致密单层中运动诱导相分离中的重要作用，正如最近提出的Quincke辊悬浮液[D. Geyer等人，Physical Review X，9（3），031043，2019]。
2020-07-01 cond-mat.soft
Slow dynamics in cylindrically confined colloidal suspensions
我们研究了限制在玻璃微毛细管内的双分散胶体悬浮液，以模拟受限圆柱几何形状中的玻璃化转变。我们使用高速三维共聚焦显微镜观察颗粒运动的体积分数和管半径的范围很广。保持体积分数不变，我们发现颗粒在较薄的管中移动较慢。管壁诱导颗粒迁移率的梯度：颗粒在管壁附近移动得相当慢。这表明，约束引起的玻璃化可能是由于界面效应。
2012-09-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
The Role of Collective Elasticity on Activated Structural Relaxation, Yielding and Steady State Flow in Hard Sphere Fluids and Colloidal Suspensions Under Strong Deformation
我们从理论上研究了外部变形的影响激活结构松弛和玻璃硬球流体的非线性力学响应的基本方面的非平衡版本的Elementary集体非线性Langevin方程（ECNLE）理论的背景下。ECNLE理论将激活松弛描述为一个耦合的局部-非局部事件，涉及局部笼化和更长范围的集体弹性，后者随着填充分数的增加变得更加重要。核心的新问题是，这种物理图像，以及相对于弹性物理学的笼的重要性，如何取决于外部应力，应变和剪切速率。理论预测的变形诱导的流动性增强，松弛开始加速在显着较低值的应力，应变或无量纲剪切速率，变薄的结构弛豫时间和粘度与表观幂律指数，一个非零的激活势垒在剪切变薄制度，赫歇尔-Bulkley形式的速率依赖的稳态剪切应力，动态屈服应力随填充分数呈指数增长，并降低了变形下的动态脆性和不均匀性。实验和模拟的结果进行了对比，定性或更好的协议是found. An总括性的结论是，变形大大降低了大部分，但不是所有的，物理问题的重要性，与应力相关的动态异质性现象定性敏感的集体弹性的较长范围的集体弹性效应。总的来说，非线性流变学是一个更局部笼规模的问题比静态松弛，虽然与变形修改激活过程仍然很重要。
2020-06-24 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
Local Elasticity in Nonlinear Rheology of Interacting Colloidal Glasses Revealed by Neutron Scattering and Rheometry
胶体悬浮液的流动在自然界和工业中普遍存在。胶体悬浮液具有广泛的流变行为，这与体系的微观结构密切相关。利用原位小角中子散射和流变学测量，研究了电荷稳定胶体玻璃在稳态剪切作用下的变形行为。一个短暂的，局部的弹性响应在粒子水平，称为瞬态弹性区（TEZ），被确定从中子谱。TEZ的存在是动力学不均匀性的标志：剪切下的流体在TEZ的空间范围内表现得像弹性固体，但在TEZ之外则像流体。在剪切变稀区，随着剪切速率的增加，TEZ的尺寸逐渐减小，表明剪切变稀伴随着动力学不均匀性的减小。更有趣的是，TEZ被发现是结构单元，它提供了对所施加的剪切力的抵抗力，这可以通过TEZ所承受的局部弹性应力与在低和中等剪切速率下流变学测量的宏观应力之间的定量一致性来证明。除了荷电稳定的胶体悬浮液，硬球胶体悬浮液在相同的体积分数和剪切速率也进行了测量。结果表明，粒子间的静电斥力在提高局部弹性中起着关键作用。我们的研究结果提供了一个理解的非线性流变相互作用的胶体玻璃从微观力学的观点。
2018-12-12 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
Transport of a dilute active suspension in pressure-driven channel flow
本文通过动力学模型研究压力驱动通道流中稀活性悬浮液的受限输运行为，揭示壁面聚集源于运动学效应，并推导出逆流游动速度的解析表达式。
2015-04-10 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Brownian Dynamics of Confined Suspensions of Active Microrollers
我们发展了有效的数值方法来进行多体布朗动力学模拟最近观察到的指进不稳定性在一个活跃的悬浮胶体辊沉积在墙上[M。德里德尔湾Delmotte，M. Youssef，S. Sacanna，A. Donev和P. Chaikin，Nature Physics，2016，doi：10.1038/nphys3970]。我们提出了一个随机的Adams-Bashforth积分的布朗动力学方程，它具有相同的成本，但更准确地比广泛使用的Euler-Maruyama计划，并使用随机有限差分捕获的随机漂移成比例的配置相关的迁移率矩阵的发散。我们使用Krylov方法生成布朗增量，并表明，对于被限制在重力或活动流的无滑壁附近的粒子，迭代次数与粒子的数量无关。我们的数值实验与主动辊表明，热波动设置的特征高度的胶体以上的壁，无论是在初始条件和随后的演变主导的主动流。特征高度又控制着指进不稳定性发展的时间尺度和波长。
2017-03-14 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
Prediction of shear-thickening of particle suspensions in viscoelastic fluids by direct numerical simulation
为了阐明定量预测粘弹性流体中悬浮液剪切增稠的关键因素，采用光滑剖面法对多模式Oldrophil-B流体中的多颗粒悬浮液进行了直接数值模拟。在周期性边界条件下，利用颗粒动力学的Lees-Edwards边界条件和流体动力学的随平均剪切流演化的时间相关斜坐标系，求解了简单剪切流下的悬浮流。半稀释的多颗粒悬浮液的颗粒体积分数为0.1进行了研究。关于剪切增稠行为的体相流变特性的数值结果同意定量与最近的实验结果的半稀悬浮液中的博格流体。研究结果表明，在剪切增稠开始的剪切速率范围内，准确估计基质的第一法向应力差，对于用Oldrophil-B模型定量预测在Weissenberg数$\rm{Wi}=1$附近的Boger流体基质中的悬浮剪切增稠是至关重要的。此外，悬浮液的微观结构对悬浮液粘度的影响进行了检查。最后讨论了流动模式和弹性应力发展随体积分数和Weissenberg数的变化规律。
2021-09-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Particulate suspension coating of capillary tubes
在毛细管或多孔介质中通过不混溶流体置换颗粒悬浮液是典型的构造，其在大量的自然和工业应用中得到应用，包括水净化、胶体和微塑料的分散、管道的涂覆和功能化。分散在流体中的颗粒对界面动力学和对留下的液膜的性质的影响仍然知之甚少。在这里，我们研究的涂层膜的沉积在毛细管的壁引起的空气推动的悬浮塞的平移。我们确定了不同的沉积制度作为一个函数的平移速度的插头，颗粒大小，和悬浮液的体积分数。的涂层膜的厚度的特征在于，我们表明，类似于浸涂，三个涂层制度，液体，异质性，和厚膜，观察。我们还表明，在一阶，膜厚比颗粒直径可以预测使用悬浮液的有效粘度。然而，我们还报告说，对于大颗粒和浓缩悬浮液，剪切引起的迁移机制导致局部变化的体积分数和修改的沉积膜的厚度和组合物。
2022-09-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Orientational dynamics and rheology of active suspensions in weakly viscoelastic flows
本文研究弱粘弹性剪切流中微型游泳者悬浮液的取向动力学与流变学，发现活性粘弹性应力改变 Jeffery 轨道，pusher 型游泳者可抵抗旋转，且活性与弹性响应显著放大游泳者诱导粘度，使超流态在更低体积分数下出现。
2023-09-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Inertial active harmonic particle with memory escape induced by viscoelastic suspension
该研究通过求解非马尔可夫动力学，发现黏弹性悬浮液的记忆时间尺度增加时，弹性束缚主导谐波陷阱，导致惯性活性粒子未达稳态即逃逸；活性持续时间增加则粒子被陷阱捕获。
2024-02-08 cond-mat.soft
Modeling deswelling, thermodynamics, structure, and dynamics in ionic microgel suspensions
离子微凝胶颗粒在良溶剂中溶胀至由静电力和弹性力的平衡确定的平衡尺寸。当拥挤时，离子微凝胶由于颗粒内外的微离子的重新分布而解胀。浓度依赖性的去溶胀影响微凝胶之间的相互作用，从而影响悬浮液的性质。我们提出了一个全面的理论研究拥挤效应的热力学，结构和动力学性质的弱交联离子微凝胶在良好的溶剂。微凝胶被建模为微离子和溶剂可渗透的胶体球与固定电荷均匀分布在聚合物凝胶骨架，其弹性和溶剂相互作用的自由能使用Flory-Reynner理论描述。两个平均场方法计算的拥挤依赖的微凝胶半径的影响，并结合计算的净微凝胶电荷表征的静电部分的有效微凝胶对电位，与电荷重整化占。利用此有效对势，计算了包括渗透压和微凝胶对分布函数在内的热力学和静态悬浮性质。后者用于我们计算动态悬浮特性，其中我们考虑了流体动力学相互作用。扩散和流变性能的结果，提出了在微凝胶浓度和电荷的范围内。我们发现，去溶胀温和地增强自我和集体扩散和渗透压，降低悬浮液粘度，并显着转移悬浮液结晶点到更高的浓度。本文提出了一种自下而上的方法，有效地计算拥挤的离子微凝胶的悬浮性能使用单粒子的特征。
2019-10-02 cond-mat.soft
Shear thickening inside elastic open-cell foams under dynamic compression
本文通过动态压缩实验和光学测量，研究了填充剪切增稠悬浮液的开孔泡沫的力学响应，揭示了有效内部剪切速率、孔径分布与能量耗散之间的关系。
2024-10-03 cond-mat.soft
