Colloidal hydrodynamic interactions in viscoelastic fluids
本文通过光镊捕获胶体并诱导平移-旋转耦合，以蠕虫状胶束溶液为案例，揭示了粘弹性流体中胶体流体动力学相互作用的时间依赖性和结构记忆效应，发现非线性应变恢复可产生流动反转与流体动力学吸引，并指出标准连续介质模型在胶体尺寸与聚合物特征长度相当时失效。
2025-08-19 cond-mat.soft
On the Hydrodynamic Description of Holographic Viscoelastic Models
我们表明，正确的双流体动力学描述的均匀全息模型与自发破缺翻译必须包括所谓的“应变压力”-最近提出的一种新的输运系数。考虑到这一新的成分，我们调查了近平衡动力学的一大类全息模型和忠实地再现所有的流体动力学模式中存在的准正规模式谱。此外，虽然应变压力的平衡配置，不最小化的自由能的特性，我们认为，并表明，它也影响模型，没有背景应变，通过其温度导数。总之，我们提供了第一个完整的全息模型与自发破缺的翻译和他们的有效的流体动力学描述之间的匹配。
2020-08-06 cond-mat.soft cond-mat.str-el hep-th
Propulsion and far-field hydrodynamics of linked-sphere microswimmers with viscoelastic deformability
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
研究了通过递归驱动的微游泳器动力学，分析了连接球设计的推进性能及远场流体动力学特征，揭示了粘弹性变形对游泳方向和流体特征的影响。
2026-04-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Statistical mechanics derivation of hydrodynamic boundary conditions: the diffusion equation
考虑到相互作用的布朗粒子的例子，我们提出了相应的流体动力学描述（扩散方程）的边界条件的线性响应导数。这需要我们确定一个非解析结构的微观松弛内核连接到频率依赖的渗透长度熟悉的扩散过程，并导致一个微观定义的位置，其中的流体动力学边界条件必须应用。对流体力学极限的修正得到了，我们得到了所考虑的扩散系统中空间和时间上的长程态的一般振幅。
2002-08-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Derivation of the nonlinear fluctuating hydrodynamic equation from underdamped Langevin equation
从欠阻尼朗之万方程出发，精确推导了粒子数密度和动量密度的脉动流体动力学方程。这个推导是Kawasaki-Dean公式在欠阻尼情况下的推广。数密度场和动量密度场的稳态几率分布可用动能和势能表示。在无质量极限下，得到的脉动流体动力学方程简化为Kawasaki-Dean方程。此外，当摩擦系数为零时，导出的方程对应于由正则方程导出的场方程。
2008-07-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Linear hydrodynamics and viscoelasticity of nematic elastomers
本文发展了取向单畴双相弹性体线性粘弹性响应的连续介质理论。耗散函数的表达式类似于Leslie-Ericksen版本的各向异性粘性，我们提出了各向异性橡胶模量和新的粘性系数之间的关系。引入了一个新的无量纲数，它描述了粘性扭矩和橡胶弹性扭矩的相对大小。在具有独立移动的内部自由度的弹性介质中，具有自身松弛动力学的指向矢，该模型在某些变形几何形状中显示出动态模量的急剧下降。储能模量不完全下降到零的程度被示出为既依赖于频率，又与半软度成比例，半软度是网络的非理想性。我们认为最有趣的几何理论的实施，计算施加简单剪切的动态响应，并预测有效模量和（异常高）的损耗因子。
2001-01-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Microscopic derivation of nonlinear fluctuating hydrodynamics for crystalline solid
本文从多粒子系统的哈密顿量描述出发，通过提出位移场的微观表达式并结合粗粒化场投影、长波长展开和Fokker-Planck方程稳态条件，推导出了均匀晶体固体的非线性涨流流体力学方程。
2023-10-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Numerical Method for Hydrodynamic Transport of Inhomogeneous Polymer Melts
介绍了一种模拟非均匀聚合物熔体在压力驱动和阻力诱导流动中流体力学输运和自组装的细观方法。该方法将动态自洽场论（DSCFT）扩展到流体动力学领域，在流体动力学领域中，散状材料输运和粘弹性效应起着重要作用。该方法结合了四个不同的组件作为一个单一的耦合系统，包括（1）非平衡自洽场论描述嵌段共聚物自组装，（2）多流体Navier-Stokes型流体动力学跟踪材料传输，（3）本构方程建模粘弹性相分离，和（4）刚性壁场代表移动通道边界，机器组件，和纳米颗粒填料。我们还提出了一个有效的，伪谱实现这组耦合方程，使实际应用中的模型在周期域。我们通过再现包括平衡二嵌段介观相，分析斯托克斯流，玻璃/弹性聚合物熔体的粘弹性相分离等众所周知的现象来验证该模型。我们还证明了数值实现的稳定性和准确性，通过检查其收敛下的网格尺寸细化。
2006-08-31 cond-mat.soft
Spatio-temporal dynamics of an active, polar, viscoelastic ring
通过将应变场视为慢流体力学变量，导出了一维、活性、极性、粘弹性液体的本构方程。考虑到对称性允许的应变和极性之间的耦合，一个积极的，极性的，粘弹性体的流体动力学包括一个演化方程的极性场，广义阻尼Kuramoto-Sivashinsky方程。在极性和应力或应变率之间的有效耦合系数的阈值之外，均匀状态的分叉首先导致驻波，然后导致应变、应力和极性场的传播波。我认为，这些结果是相关的生活物质，并可能解释旋转肌动球蛋白环在细胞和机械波在上皮细胞单层。
2014-02-17 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.QM
Microscopic derivation of the hydrodynamics of active-Brownian-particle suspensions
我们推导出流体动力学方程的运动由欠阻尼朗之万方程，减少到主动布朗粒子模型，在过阻尼限制的活性粒子的流体。收缩到流体动力学的描述是通过局部平均的粒子动力学与非平衡多粒子概率密度，其形式化的表达是通过多时间尺度分析发现在物理相关的限制高摩擦。这种方法允许识别的条件下，自推进可以归入流体应力张量，从而系统地和明确地定义的局部压力的主动流体。
2016-12-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium dynamical structure of a dilute suspension of active particles in a viscoelastic fluid
在这项工作中，我们研究了线性粘弹性流体中的活性颗粒的稀悬浮液的数密度波动的动力学。我们提出了一个模型的活性粒子的频率依赖性的扩散系数，它捕获的效果，旋转扩散的持久性，他们的自我推进的运动和介质的粘弹性。利用脉动流体力学，推导了主动悬架的线性化方程，并由此计算了其动态结构因子和相应的中间散射函数。对于一个麦克斯韦型流变模型，我们发现一个复杂的依赖这些功能上的参数，表征的粘弹性的溶剂和活性的颗粒，这可以显着偏离那些被动颗粒的惰性悬浮液和主动悬浮液在牛顿溶剂。特别是，在某些区域的参数空间中，我们发现在某些波数的中间散射函数的振荡的出现，这代表的标志的非平衡粒子活动的动态结构的悬浮液，也编码的介质的粘弹性。
2022-06-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of viscoelastic membranes
我们确定两个粘弹性膜分离两种粘性流体的面内和面外动力学，以了解这种膜的微观流变学研究。我们证明了一般的粘弹性签名的动态剪切，弯曲和压缩模式。我们还发现，由于溶剂的存在，否则二维字符的响应点力的筛选。最后，我们表明，有一个线性的，水动力耦合膜的面内压缩模式和面外弯曲模式的情况下，膜分离两种不同的流体或环境。
2001-08-31 cond-mat.soft
Electroosmotic flow of viscoelastic fluids in deformable microchannels
非牛顿流体在可变形微通道中的电渗流对于理解生理流动中的流体动力学具有重要意义。这些微通道的性能取决于承载能力，承载能力表示装置可以承受的最大负载量。虽然大量的研究工作是针对耦合的电动力学与基板的变形能力，相应的增强性能仍然是难以捉摸的。为此，采用基板的顺应性，流体动力学和电动调制之间的复杂耦合，我们已经分析了可能的来源的流变前提下的粘弹性流体具有密切的相似之处，通常用于几个生物和微流体应用中的生物流体在可变形的微通道中的流动物理的变化。本研究表明，通过在有利的制度下操作的参数，如聚合物的浓度和分子量，牛顿溶剂的质量，和电解质的浓度，可以实现大幅增加的粘弹性流体的可变形微通道的承载能力相比，其牛顿对应。我们相信，目前的理论框架可以是非常重要的电动调制仿生微流控器件的设计。
2021-08-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Systematic derivation of coarse-grained fluctuating hydrodynamic equations for many Brownian particles under non-equilibrium condition
研究了二维空间中多个布朗粒子在空间均匀驱动力和周期为$\ell$的周期势作用下的统计性质。特别是，我们专注于两个渐近的情况下，$\ell_{\rm int} \ll \ell$和$\ell_{\rm int} \gg \ell$，其中$\ell_{\rm int}$代表两个粒子之间的相互作用长度。我们推导出波动的流体动力学方程描述的粗粒度密度场定义的尺度远大于$\ell$的两种情况下的演变。利用得到的方程，我们计算了密度场到最低阶相互作用强度的等时关联函数。我们发现，对于$\ell_{\rm int} \gg \ell$情形，系统表现出$r^{-d}$（$d=2$）型长程关联，而对于$\ell_{\rm int}\ll \ell$情形则没有观察到这种行为.
2006-03-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of hydrodynamically coupled Brownian harmonic oscillators in a Maxwell fluid
近年来，人们发现了粘性流体中布朗粒子的耦合运动的许多有趣的特征，这些特征是同类粒子的非耦合运动所不可能的。然而，由于介质的附加频率依赖弹性的存在，预计粘弹性流体中的那些物理学更加有趣。因此，一个理论描述的两个流体动力学耦合的布朗谐振子在粘弹性麦克斯韦流体的平衡动力学已经推导出出现新的和令人印象深刻的方面。首先计算了响应函数，然后利用涨落耗散定理计算了麦克斯韦流体中由于流体分子的热运动而引起的粒子色噪声之间的关联函数。这些关联函数似乎与粘性流体中的δ相关噪声成线性关系。因此，这减少了一个简单的粘弹性流体的统计描述的统计表示为一个扩展的动态系统进行三角洲相关的随机力。在此基础上，计算了时域和频域的自相关函数和互关联函数以及颗粒的均方位移函数，它们与粘性流体中相应的已有形式完全一致，并呈现出特殊的特征。
2018-05-16 cond-mat.soft physics.app-ph
Derivation of Two-fluid Model Based on Onsager Principle
利用Onsager变分原理，研究了聚合物溶液中应力与组成的动态耦合。在双流体模型的原始推导中[Doi和Onuki，J. Phys. II France { \bf 2}，1631（1992）]，聚合物应力被引入\emph{a priopri}，因此需要本构方程来封闭方程。基于我们先前对具有均匀组成的粘弹性流体的研究[Phys. Rev. Fluids { \bf 3}，084004（2018）]，我们从聚合物的哑铃模型开始，并使用Onsager变分原理推导出所有动力学方程。
2022-05-17 cond-mat.soft
Lattice Boltzmann simulations of a viscoelastic shear-thinning fluid
我们提出了一个混合格子玻尔兹曼算法的模拟流动玻璃形成流体，其特点是缓慢的结构弛豫，在纳维-斯托克斯方程的水平。流体描述的非线性积分本构方程，有关的应力张量局部的历史流量。作为一个应用程序，我们提出了一个积分非线性麦克斯韦模型，结合（线性）粘弹性和（非线性）剪切稀化的影响。我们讨论的瞬态动力学的速度，剪切应力，和正常的应力差异在平面压力驱动的通道流，开关（启动）和关闭（停止）的驱动压力。由于流体动力学动量扩散和缓慢的结构松弛之间的相互作用，这种瞬态动力学依赖于通道宽度。
2015-04-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Molecular interpretation of the non-Newtonian viscoelastic behavior of liquid water at high frequencies
利用经典的和从头计算的分子动力学模拟，我们计算了纯水和水-甘油混合物的频率依赖性剪切粘度。与最近的实验一致，我们发现在太赫兹制度的牛顿流体行为的偏差。基于Maxwell模型的扩展，我们引入了一个粘弹性模型来描述所观察到的纯水粘度谱。我们发现四种弛豫模式的频谱，我们归因于i）氢键网络拓扑结构的变化，ii）氢键的水对的伸缩振动，iii）集体振动的水分子三重态，和iv）librational激发的单个水分子。我们的模型定量描述了液体水的粘弹性响应在短时间尺度上，通过牛顿流体模型的流体动力学描述打破。
2020-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase-field modeling of multicomponent vesicles in viscoelastic fluid
本文提出了一种相场模型，用于研究粘弹性流体中多组分囊泡的流体动力学，结合了连续表面力方法和高精度数值求解技术。
2025-12-29 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Non-affinity and fluid-coupled viscoelastic plateau for immersed fiber networks
我们采用基于矩阵的求解器的线性流变液浸没无序弹簧网络，揭示四个不同的动态响应制度。一个制度-完全不存在于已知的真空响应-表现出耦合的流体流动和网络变形，与两个组件响应非亲和。该区域包含频率相关储能（损耗）模量中的额外平台（峰值）-在没有完全流体动力相互作用的情况下消失的特征。因此，浸没网络（如生物聚合物和水凝胶）的机械响应比以前建立的更丰富，并通过流体相互作用提供了额外的设计和控制模式。
2019-11-13 cond-mat.soft physics.bio-ph
Origins of Hydrodynamics for a Granular Gas
本文讨论了颗粒状气体的流体动力学描述的基础，即光滑、非弹性硬球的低密度气体。更基本的介观描述被认为是非线性玻尔兹曼动力学方程。提出了两个论点，有利于流体力学的颗粒气体。第一个是“正常”的解决方案和它的显式近似结构通过Chapman-Enskog方法的概念。第二个是演示的发生器的频谱中的流体动力学模式的均匀参考态的小空间扰动的动力学。在第一种情况下，推导出的非线性流体动力学方程的Navier-Stokes顺序，明确表达的传输系数。该方法是正式的和上下文的推导是左未指定的，虽然内部数学上的一致性证明。第二种方法更受限制，只导致线性流体动力学，但有可能更明确地定义流体动力学的背景。
2004-10-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hybrid Lattice Boltzmann/Finite Difference simulations of viscoelastic multicomponent flows in confined geometries
我们提出了粘弹性流体的数值模拟的基础上的混合算法相结合的格子玻尔兹曼模型（LBM）和有限差分（FD）计划，前者用于模拟宏观流体动力学方程，后者用于模拟聚合物动力学。采用粘弹性流体的本构方程，引入了具有Peterlin封闭的可伸缩非线性弹性哑铃（FENE-P）的聚合物动力学。数值模型首先通过表征各种配置中的稀均质溶液的流变行为来基准化，包括稳态剪切、拉伸流、瞬态剪切和振荡流。作为复杂性的升级，我们研究了存在非理想多组分界面的模型，其中不相容性被引入到使用“Shan-Chen”模型的LBM描述中。本文研究了在简单剪切作用下，牛顿（粘弹性）基质中的受限粘弹性（牛顿）液滴的问题，并将数值结果与各种理论模型的预测进行了比较。拟议的数值模拟探讨的问题，LBM的能力从来没有量化之前。
2016-07-25 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Two-dimensional flagellar synchronization in viscoelastic fluids
实验研究表明，精子在近距离游动时，其鞭毛同步。在牛顿流体中，理论上表明，如果两个游泳者的波形表现出前后几何不对称性，则由于两个游泳者之间的水动力而被动地产生这种同步。大多数生物流体具有聚合物的微观结构的事实，我们在这里解决的粘弹性流体分析同步。使用一个二维的无限片模型，我们表明，聚合物应力的存在下删除的几何不对称约束，因此，即使是对称的游泳者同步。这种同步发生在比牛顿流体更快的时间尺度上，并且可以看到游泳者被驱动成稳定的同相构象，从而最小化周围流体中耗散的能量。
2009-12-11 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Microscopic approach to understand Brownian dynamics in viscoelastic fluid
我们提出了一个完全微观制定的粘弹性的流体从微观斯托克斯-Oldroyd B模型假设瞬时流体动力学摩擦，并表明线性化导致的形式的频率依赖性粘度，可以直接应用到朗之万方程。有趣的是，计算的粘度表达式可以直接映射到Jeffreys模型，该模型本质上是宏观的，流体的体积粘弹性由复弹性模量G（ω）表征。此外，我们证明了有关的格林函数是相同的，在不可压缩的，低牛顿数牛顿流体的粘度项的频率依赖性的简单合并。我们继续评估的轨迹的自由布朗粒子在粘弹性环境中使用我们的形式主义和计算参数，如功率谱密度，自相关函数和均方位移，然后我们扩展到粒子限制在流体中的谐波势。
2018-03-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Derivation of Hydrodynamics for Multi-Relaxation Time Lattice Boltzmann using the Moment-Approach
对多弛豫时间格子Boltzmann模型的流体力学极限进行了一般性分析。我们研究多弛豫时间BGK碰撞运营商，构建类似的MRT的情况下，但是，没有明确移动到一个时刻空间表示。相应的“力矩”被导出为所述碰撞算子在速度空间中的左本征向量。因此，我们可以在独立于所选基本速度集的表示中生成守恒方程。我们发现一个显着的自由度在碰撞矩阵的选择和相关的基础上留下的碰撞算子不变。因此，我们可以解释为什么MRT实现在文献中再现相同的流体力学，尽管是基于不同的正交化关系。
2010-11-09 cond-mat.soft physics.comp-ph
Derivation of a hydrodynamic theory for mesoscale dynamics in microswimmer suspensions
在本文中，我们系统地推导出一个四阶连续理论，能够再现中尺度湍流的三维悬浮液的微型游泳者。我们从过阻尼Langevin方程的通用微观模型（推或拉），其中包括流体动力学的相互作用，小的长度尺度（相邻的游泳者的极性对齐）和大的长度尺度，溶剂流相互作用的序参量字段。流场是由Stokes方程确定的，并由应力张量的近似值补充。除了流体动力学相互作用，我们还允许从排除体积效应产生的双对相互作用。这里的结果大大扩展和推广了早期的发现[Phys. Rev. E 94，020601（R）（2016）]，其中我们推导了二维流体动力学理论。从相应的平均场Fokker-Planck方程结合自洽封闭方案，我们推导出非线性场方程的极和极序参量，涉及梯度项的四阶。我们发现，有效的微游泳动力学依赖于溶剂流动和取向顺序之间的耦合。对于非常弱的耦合对应于一个高粘度的悬浮液，中尺度湍流的动力学可以描述一个简化的模型，只包含一个有效的microswimmer速度。
2018-06-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Convective Nonlinearity in Non-Newtonian Fluids
在应力屈服时间无限大的极限下，粘弹性、非牛顿流体（如聚合物熔体）的流体动力学方程必须简化为固体的流体动力学方程。这条信息足以唯一地确定非线性对流导数，流变学文献中的一个持续的争论点。
2000-10-18 cond-mat.soft
Microfluidic pressure-driven flow of a pair of deformable particles suspended in Newtonian and viscoelastic media: A numerical study
本研究通过混合有限元方法数值探究微通道压力驱动流中，牛顿与黏弹性介质内一对可变形弹性颗粒的水动力相互作用，定量明确其自发有序的条件，为微流控颗粒排序装置设计提供支撑。
2023-12-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Nonlinear Fluid Dynamics Description of non-Newtonian Fluids
讨论了粘弹性介质的非线性流体动力学方程。我们从最近推导的完全流体动力学的永久弹性，利用（欧拉）应变张量的非线性描述。在应变张量动力学的可逆二次非线性是'低对流'型，毫无疑问。取代（经常被忽视）的应变扩散的应变作为一个最小的成分的松弛，广义流体动力学描述的粘弹性。这可以用来得到应力张量的非线性动力学方程（有时称为本构方程），其变量为幂级数。该方程的形式，特别是非线性对流项的形式不是通用的，而是取决于各种材料参数。与现有的唯象模型的比较。特别是，我们将讨论如何适应这些特设模型的流体动力学描述和各种非牛顿的贡献来自哪里。
2004-04-06 cond-mat.soft
