Non-Newtonian fluid-structure interaction: Flow of a viscoelastic Oldroyd-B fluid in a deformable channel
本文分析了Oldrophil-B流体与可变形通道之间的稳态非牛顿流固耦合问题。具体而言，我们提供了一个理论框架，用于计算流体的粘弹性对流量-压降关系和通道的弹性壁的变形的领先顺序的影响。我们首先确定的特征尺度和无量纲参数的细长和浅通道中的流固耦合。应用润滑近似的流动，并采用摄动展开的权力的德博拉数$De$，我们推导出一个封闭形式的表达的压力作为一个函数的非均匀形状的通道中的弱粘弹性限制高达$\mathrm{O}(De)$。将流体动压耦合到弹性形变中，给出了流体粘弹性与通道顺应性之间的相互作用对压力场、变形场以及流量-压降关系的首阶效应。对于流量控制制度和在弱粘弹性的限制，我们分析表明，变形的顶壁和流体的粘弹性的顺应性降低的压降。此外，我们揭示了一个折衷的影响之间的顺应性的通道和流体的粘弹性的变形。虽然通道的顺应性增加了变形，但流体的粘弹性减小了变形。
2023-01-23 physics.flu-dyn
Significant influence of fluid viscoelasticity on flow dynamics past an oscillating cylinder
本研究提出了一个数值研究流体粘弹性如何影响流动动力学过去的横向强迫振荡圆柱体在层流涡脱落制度在一个固定的雷诺数为100。特别是，我们研究流体粘弹性如何影响锁定和无锁定区之间的边界和相关的尾流拓扑结构相比，在一个简单的牛顿流体。总而言之，我们发现，流体的粘弹性有利于同步的涡街与圆柱运动在较低的振荡频率比所需的牛顿流体。因此，粘弹性流体的锁定区域的边界不同于牛顿流体的锁定区域的边界，并且在无量纲圆柱振荡振幅和频率平面中加宽。此外，我们提出，由于在粘弹性流体中的聚合物分子的拉伸产生的过度应变的结果在尾流结构中看到的牛顿流体中的显着差异。对于牛顿流体，在主同步区仅检测到2S（两个单涡）和P+S（一对和一个单涡）涡脱落模式。然而，2P（两对涡）涡模式检测到的粘弹性流体在这个区域。我们还采用数据驱动的动态模式分解（DMD）降阶建模技术来提取和分析底层相干流结构及其相关频率，以了解牛顿流体和粘弹性流体通过振荡圆柱体的流动动力学差异。
2023-01-16 physics.flu-dyn
Viscoelastic rate type fluids with temperature dependent material parameters -- stability of the rest state
本文研究了粘弹性速率型流体在材料参数随温度变化的情况下，其静止态的小扰动动力学。我们表明，如果材料参数选择适当，那么填充一个孤立的（机械，热）容器的流体的静态是一个稳定的状态。概述的分析明确文件的热力学分析在复杂流体的先进模型的发展的重要性。
2017-01-31 physics.flu-dyn
A thin-film equation for a viscoelastic fluid, and its application to the Landau-Levich problem
粘弹性流体的薄膜流动在各种工业和生物环境中都会遇到。对牛顿流体中的粘性薄膜流动的理解已经非常成熟，这在很大程度上是由于所谓的薄膜方程。该方程是描述膜高度的单一偏微分方程，是利用膜的薄度的润滑近似影响的斯托克斯方程的显著简化。对于粘弹性流体的流动，还没有这样一个确定的方程。本文推导了二阶流体的薄膜方程，并利用它研究了经典的Landau-Levich浸涂问题。我们展示了流体的粘弹性如何影响沉积膜的厚度，并解决文献中关于该主题的差异。
2021-12-23 physics.flu-dyn
Rotation-to-translation conversion by geometric asymmetry in viscoelastic fluids
Kyoto University（京都大学）；Stanford University（斯坦福大学）
本文发现粘弹性流体中，非手性前后不对称旋转体通过法向应力驱动的二次流产生净平动，并建立了普适标度律V~Wi·S，为旋转诱导推进提供了最小几何原理。
2026-06-09 physics.flu-dyn
Low Reynolds number pulsatile flow of a viscoelastic fluid through a channel: Effects of fluid rheology and pulsation parameters
作为第一个努力，我们已经分析了Oldroup-B粘弹性流体的脉动流，在低雷诺数下，流体弹性和脉动参数对流动特性的综合影响进行了数值研究。计算使用基于有限体积的开源求解器OpenFOAM通过附加对数构象张量方法来稳定高Deborah数的数值解。通过增加流体的粘弹性行为来实现显著的流速增强。在通道壁附近观察到高速度梯度区和高聚合物应力区。轴向速度的大小随脉动幅度或脉动频率的增加而衰减，并且这种衰减的程度高度依赖于Deborah数或延迟比。这项工作发现在几个加工工业中的聚合物溶液的输送、挤出和聚合物熔体的注射模中的应用。
2021-07-07 physics.flu-dyn
Dynamically forced cells of a viscoelastic fluid over an array of rollers
我们的流体动力学视频显示了粘弹性流体层对下面稳定旋转的四辊轧机阵列的响应。当流体的弛豫时间足够长时，流体分成在每个辊的位置上方具有凸形自由表面的“单元”。这让人想起爬杆效应。在这个弛豫时间尺度上，流动也从最初的牛顿型转变为流体弹性起动力学作用的流动：流体细胞在比弛豫时间长得多的时间尺度上以规则的位置和形状振荡。随着弛豫时间的进一步增加，细胞变得不那么局限于下面的辊子，它们现在的不规则振荡反映了许多频率的存在。
2009-10-20 physics.flu-dyn
The effect of mechanical degradation on vortex formation and decay in viscoelastic fluids
本研究通过共轴圆柱实验，探究剪切应力引起的机械降解对粘弹性流体涡旋形成与衰减的影响，发现超调量与下冲量随降解变化，为粘弹性表征提供新视角。
2023-12-26 physics.flu-dyn
The effect of gait on swimming in viscoelastic fluids
本文利用功的互等定理给出了简化二维物体在复杂流体中的游动公式。通过这些公式，我们计算的游泳速度，由于最简单的这些机构，一个二维片上的小幅度变形，探索一般条件下的游泳步态下，片可能会移动得更快，或更慢，在粘弹性流体相比，牛顿流体。我们表明，在一般情况下，对于小幅度的变形，速度的增加只能实现多变形模式相反，滑移流。此外，我们表明，游泳速度的变化是直接由于游泳者产生的推力的变化。
2016-04-19 physics.flu-dyn
Fluid viscoelasticity suppresses chaotic convection and mixing due to electrokinetic instability
当两种不同电导率的流体在电场作用下在微流控器件中并排传输时，当所施加的电场强度和电导率比值达到某个临界值后，往往会产生动电不稳定性（EKI）。许多先前的实验和数值研究表明，这种现象会导致微器件内部的混沌流场，从而促进两种流体的混合，如果它们是牛顿行为的话。然而，目前的数值研究表明，这种混沌对流所产生的电动不稳定性，可以抑制，如果流体是粘弹性而不是牛顿的。特别是，我们观察到，随着Weissenberg数（弹性的粘性力的比率）逐渐增加和聚合物粘度比（溶剂粘度的比率，聚合物溶液的零剪切速率粘度）逐渐降低，T微流体连接内的混沌波动在本研究所涵盖的条件范围内减少。我们表明，这种抑制的混沌运动发生由于在两种流体的界面处形成的高弹性应力链。我们进一步表明，这种抑制的混沌波动（特别是展向）抑制两个粘弹性流体的混合。因此，当计划使用EKI现象来混合这种粘弹性流体时，需要谨慎。我们的观察结果是在有限的实验研究中看到的这些种类的粘弹性流体。
2022-05-18 physics.flu-dyn
Fluid viscoelasticity controls acoustic streaming via shear waves
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）
研究通过控制流体粘弹性特性，揭示了剪切波对声流转变的影响，发现流体粘弹性通过德拜数和粘性扩散数调控声流增强、抑制和反转。
2026-02-19 physics.flu-dyn
Degassing cascades in a shear-thinning viscoelastic fluid
我们报告的实验研究，通过一个剪切变稀的粘弹性流体（CTAB/NaSal溶液）薄层，当恒定的空气流施加在其底部的脱气动力学。在大的参数范围内，空气通过一系列连续的气泡周期性地释放，以下称为{ \it级联}。每个级联之后是持续几秒钟的连续脱气，对应于穿过流体层的开放通道。两个叶栅之间的周期性不依赖于注入流量。在一个级联内，与连续气泡相关联的超压信号的性质连续变化。流体开始流动的压力阈值、流体变形和由于通过薄流体层脱气而引起的压降可以简单地由Maxwell模型描述。我们指出，监测级联内的演变提供了一个直接访问的特征松弛时间与流体流变学。
2011-07-28 physics.flu-dyn
A fluctuating lattice Boltzmann method for viscoelastic fluid flows
针对 Oldroyd-B 黏弹性流体，提出在 LB 演化方程中引入聚合物应力涨落项的隐式方法，避免应力梯度计算，并经四个基准验证可提升效率、降低内存。
2025-06-16 physics.flu-dyn
Flagellum Pumping Efficacy in Shear-Thinning Viscoelastic Fluids
该研究通过浸没边界模型参数化鞭毛马达、丝状体及流体黏弹性，发现剪切变稀程度对鞭毛泵送效率有双向影响：适度增强而强烈降低。
2024-11-11 physics.flu-dyn
Hydrodynamic interaction of a bubble pair in viscoelastic shear-thinning fluids
本研究实验探讨了粘弹性剪切稀化流体中气泡对上升时的相互作用，发现其表现出独特的DKD现象，并通过PIV技术揭示了弹性、可变形性和负尾流是导致该相互作用及气泡聚集的物理机制。
2022-05-06 physics.flu-dyn
Amplification of localized body forces in channel flows of viscoelastic fluids
粘弹性流体通道流中分布体力的非模态放大的研究提供了有用的见解的机制，可能会管理过渡到弹性湍流的初始阶段。然而，分布体力是不容易实现的实验，所以有必要检查放大的本地体力。在这项工作中，我们使用线性化的控制方程来研究这种放大在Poietille流的FENE-CR流体。我们首先确定壁正常的位置，在那里的脉冲激励经历最大的放大，然后分析的波动和由此产生的流结构的动能。对于在高雷诺数的牛顿流体和在低雷诺数的粘弹性流体，最大的放大发生在靠近通道壁的扰动。我们的能量演变的分析表明，在展向方向的局部体积力有最大的影响，流向速度分量的影响最大。对于粘弹性流体，我们观察到的旋涡结构远离脉冲激励源的发展。这一特征在牛顿流体中不太突出，它可能提供了一种触发向弹性湍流过渡的初始阶段的机制。
2017-11-10 physics.flu-dyn
Thermal convection of viscoelastic fluids in concentric rotating cylinders: Elastic turbulence and kinetic energy budget analysis
本文通过数值模拟研究同心旋转圆柱中黏弹性流体的热对流，揭示魏森贝格数增大引发的弹性湍流转变，并通过动能收支分析阐明混合对流传热增强源于聚合物向流场的动能传递。
2023-09-20 physics.flu-dyn
Finite volume simulations of particle-laden viscoelastic fluid flows: application to hydraulic fracture processes
精确求解复杂流体的液固两相间的耦合动量传递是水力压裂等多相输送过程中的一个基本问题。具体来说，我们需要表征的归一化平均流体颗粒力$\langle F \rangle$上的分散的固相的体积分数和复杂的流体基质的流变学的依赖性。在这里，我们使用直接数值模拟（DNS）研究蠕变流（$Re\ll 1$）的粘弹性流体通过静态随机阵列的单分散球形颗粒使用有限体积的Navier-Stokes/Cauchy动量求解器。数值研究由$N=150$不同的系统，其中归一化的平均流体-颗粒力$\langle F \rangle$作为分散固相的体积分数$ϕ$ $(0 < ϕ\leq 0.2)$和Weissenberg数$Wi$ $(0 \leq Wi \leq 4)$的函数获得。从这些预测闭合律$\langle F \rangle(Wi,ϕ)$的阻力推导出准线性Oldrophil-B粘弹性流体模型，平均而言，在$5.7\%$的DNS结果。此外，能够耦合欧拉和拉格朗日阶段的流动求解器的开发，它结合了连续相的粘弹性性质和封闭形式的阻力定律。使用该求解器模拟了两个案例研究，以评估新开发的用于处理具有代表水力压裂操作的$O(10^5-10^6)$刚性球体的含颗粒粘弹性流配置的方法的准确性和鲁棒性。
2021-12-20 physics.flu-dyn
Thermodynamics of viscoelastic rate-type fluids with stress diffusion
我们提出了粘弹性流体与应力扩散项的一致性模型。特别是，我们推导出可压缩/不可压缩的麦克斯韦/Oldrophil-B模型的变体与应力扩散项的额外的应力张量的演化方程。结果表明，应力扩散项可以被解释为一个非局部的能量存储机制的后果，或作为一个非局部的熵产生机制的后果，而不同的解释的应力扩散机制导致不同的演化方程的温度。在平衡静止状态的非线性稳定性研究中，证明了所导出模型的物理背景知识的好处。导出的模型开辟了可能性，研究完全耦合的热机械问题，涉及粘弹性速率型流体与应力扩散。
2017-12-10 physics.flu-dyn
Electrothermally Modulated Dispersion in Viscoelastic Fluids on Patterned Surfaces
在电磁致动流动中，由于其速度剖面的固有塞状特征，增加溶质物种的分散仍然是一个具有挑战性的话题。在本研究中，我们改进了黏弹性流体在具有图案化表面电荷的平行平板微通道中的流动，以描绘溶质的增强分散系数。在这里，我们认为流体的物理性质是温度依赖性的，因此，带来了热扰动以及表面调制的组合效应对所产生的动态。该分析揭示，通过对相关参数进行明智的选择，可以在期望的分散度的情况下控制流速。我们设想，与流体流变学相结合的微扰和表面电荷调制之间的复杂耦合可能对微流控器件的有效设计具有巨大的影响。
2018-05-15 physics.flu-dyn
Maximal spreading of impacting viscoelastic droplets
School of Engineering, Brown University（布朗大学工程学院）；Department of Mathematics, Mechanics division, University of Oslo（奥斯陆大学数学系力学分部）
研究黏弹性对液滴冲击扩展最大直径的影响，通过实验发现当德拜数为单位量级时，黏弹性液滴的最大扩展显著减小，基于能量平衡模型解释了这一现象。
2026-05-12 physics.flu-dyn
Finite amplitude stability of internal steady flows of the Giesekus viscoelastic rate-type fluid
本文利用一个基于代数参数构造的李雅普诺夫型泛函，研究了由Giesekus模型描述的粘弹性流体内部定常流动的有限振幅稳定性。使用的功能，我们得到的雷诺数和Weissenberg数，保证相应的稳定的内部流的无条件渐近稳定的界限，其中的稳定流场和扰动流场之间的距离测量的帮助下的Bures-Wasserstein正定矩阵之间的距离。本文将理论结果应用于Taylor-Couette流的有限振幅稳定性分析。
2019-11-13 physics.flu-dyn
Dynamics of particle sedimentation in viscoelastic fluids: A numerical study on particle chain in two-dimensional narrow channel
在这篇文章中，我们提出了一种数值方法来模拟圆形颗粒在填充有FENE-CR型粘弹性流体的二维通道中的沉降，该方法是从[J. Non-Newtonian Fluid Mech.156（2009）95]中开发的Oldrophil-B流体的域/分布拉格朗日乘子法与因子分解方法推广而来的。数值计算结果表明，聚合物的延伸限制L的FENE-CR流体的情况下，两个磁盘和三个磁盘在二维窄通道中的垂直链的最终形成没有影响，至少在本文中考虑的L值，但中间动力学的颗粒相互作用之前，有一个垂直链的L值较小时，增加松弛时间可以是不同的。在FENE-CR型粘弹性流体中，六个颗粒沉降时，4 ~ 6个盘链的形成与聚合物的伸长极限L有关。当L值较小时，FENE-CR型粘弹性流体不能象Oldrophil-B流体那样将它们聚集在一起，而是形成两个分离的三盘链。对于十个圆盘的情况也得到了类似的结果。对多个粒子的数值计算结果表明，L值越小，垂直链的长度越短，团簇的尺寸越小。
2016-07-20 physics.flu-dyn
Oscillatory laminar shear flow over a compliant viscoelastic layer on a rigid base
本文对刚性基底上柔性粘弹性层上的振荡层流剪切流动进行了分析研究。该问题涉及粘弹性血管中的振荡血流。然而，这项研究的更深层次的动机是顺应性涂层用于湍流减阻的可能性。提出了流体和固体速度的解析解，并给出了五个无量纲参数。流体和固体之间的相互作用似乎是由一个单一的组合无量纲参数，我们称之为剪切相互作用参数$χ$。流体满足无滑移边界条件时，$\left|χ\right| \rightarrow 0$，这发生在固体重，硬和/或薄。相反，当对应于轻质和/或软固体的$\left|χ\right| \rightarrow \infty$时，流体服从自由滑动边界条件。三种类型的共振模式被确定为弹性固体。两种模式（奇数和偶数）是固体特有的。第三种模式是由与流体的耦合引起的。对于粘弹性固体，这三种模式不太明显，甚至不存在。这些发现有双重用途。首先，它们有助于理解剪切耦合重要时的流体和固体动力学。其次，所提出的解析解是非常有用的数值流固耦合求解器的验证。未来的工作可能包括将理论扩展到多个粘弹性层和法向应力的动态耦合。
2017-05-12 physics.flu-dyn
Pressure-driven flow of the viscoelastic Oldroyd-B fluid in narrow non-uniform geometries: analytical results and comparison with simulations
我们分析了粘弹性流体在任意形状的狭窄通道中的压力驱动流动，并提出了一个理论框架来计算流量$q$和压降$Δp$之间的关系。我们利用Oldroup-B模型，并首先确定的特征尺度和无量纲参数的润滑极限的流量。采用扰动展开的权力的德博拉数（$De$），我们提供的速度，应力，和$q-Δp$关系的弱粘弹性极限高达$O(De^2)$的解析表达式。此外，我们利用Boyko $\&$ Stone（Phys. Rev. Fluids，第6卷，2021年，第100页）导出的互等定理。L081301），仅使用前一阶的速度场和应力场，获得下一阶的$q-Δp$关系式$O(De^3)$。我们验证了我们的分析结果与二维数值模拟的Oldrophil-B流体在一个双曲，对称收缩通道，并找到很好的协议。对于流量控制的情况下，我们的理论和模拟都揭示了弱依赖性的速度场上的德博拉数，使速度可以近似为牛顿。与速度相反，压降强烈地依赖于粘弹性效应，并且随着$De$而减小。阐明的相对重要性的动量方程中的不同的条款有助于压降，我们确定的压降减少窄收缩的几何形状主要是由于粘弹性剪切应力的梯度，而粘弹性轴向应力沿对称线的压降有轻微的影响。
2021-09-14 physics.flu-dyn
Comment on "Migration of an electrophoretic particle in a weakly inertial or viscoelastic shear flow"
最近的一篇文章（Khair和Kabarowski; Phys. Rev. Fluids 5，033702）研究了电泳颗粒在具有弱惯性或粘弹性的无界剪切流中的横向流线迁移。这项工作将他们的结果与我们以前的两项研究（Choudhary等人：J. Fluid Mech.874; J. Fluid Mech.898），并报告了导出的分析表达式中的不一致。在这篇评论中，我们解决了这个矛盾。对于粘弹性流动，我们表明，Khair和Kabarowski没有占主导地位的聚合物应力在他们的计算一阶粘弹性升力的表面积分。当这个积分包括在内时，所得到的迁移速度与我们的工作（J. Fluid Mech.898）中报道的完全匹配。这定性地改变了Khair和Kabarowski报告的粘弹性流动的迁移方向。对于惯性流，我们澄清Khair和Kabarowski发现升力系数为1.75 $π$，而我们以前的工作（J. Fluid Mech.874）中为2.35 $ π$。我们表明，这种差异的发生，因为Khair和Kabarowski准确地包括快速衰减的$ \sim O(1/r^{4}) $速度场的影响（一个修正的应力场$ \sim 1/r^{2} $），这是被忽略在我们以前的工作（J.流体机械。874）。
2021-02-11 physics.flu-dyn
Rayleigh--Taylor instability in a viscoelastic binary fluid
采用Oldrophil-B粘弹性模型研究了聚合物添加剂对不混溶流体Rayleigh-Taylor（RT）不稳定性的影响。利用相场方法得到的分析结果表明，在聚合物溶液中的不稳定性的增长速度与弹性加快（但仍然比纯溶剂的情况下慢）。粘弹性二元流体模型的数值模拟证实了这一点。
2009-10-15 nlin.CD physics.flu-dyn
Active particles in linear viscoelastic fluids and the scallop theorem
利用修正的功的互等定理，导出了线性粘弹性流体中活性粒子无惯性动力学的一般公式。然后，我们证明，力自由的活性粒子在麦克斯韦线性粘弹性流体中没有延迟具有完全相同的动力学在牛顿流体。相反，在具有延迟的杰弗里斯样流体中的活性颗粒可以显示出明显不同的动力学，包括在往复驱动下的净运动，从而打破了扇贝定理。
2021-07-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Stability of surfactant-laden double-layered viscoelastic fluids flowing over an inclined plane
本文研究含不溶性表面活性剂的双层弱黏弹性流体沿斜面流动的稳定性，推导Orr-Sommerfeld型边值问题并数值求解，揭示三种失稳模式及上下层黏弹性对各模式的差异化影响规律。
2025-10-05 physics.flu-dyn
Durotaxis in viscoelastic fluids
本研究提出主动粒子在空间不均匀粘弹性流体中的动力学理论，发现流体松弛时间梯度引发新型趋性机制，即流体中的趋硬性。
2024-11-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Polymer stress growth in viscoelastic fluids in oscillating extensional flows with applications to micro-organism locomotion
对粘弹性流体中大幅度步态波动游泳的模拟表明，游泳者的尖端存在高分子弹性应力集中现象，我们利用一系列相关的理论研究来探讨这些集中应力的来源。首先，在粘弹性流体中，在给定的振荡延伸停滞点处，解析地计算聚合物应力。分析确定了一个黛博拉数（De）依赖韦森伯格数（Wi）的过渡，低于该过渡的应力是线性的Wi，和以上的应力指数增长Wi。接下来，应力和速度，发现从数值模拟中的振荡4辊轧机的几何形状。将这些模拟的应力与解耦（给定流量）情况下的应力理论计算进行比较，观察到类似的应力行为。在粘弹性流体中的时间可逆的弯曲细丝的尖端周围的流动被示出为呈现沿着颗粒轨迹的振荡延伸，并且应力响应呈现类似的过渡。然而，在高振幅、高De区域中，对流动的应力反馈导致经历不对称拉伸和压缩的非时间可逆的粒子轨迹，并且应力在该区域中更显著地增长。这些结果有助于解释过去观察到的大应力集中的大幅度游泳者和非单调依赖于游泳速度的De。
2019-06-19 physics.flu-dyn
Autophoretic locomotion in weakly viscoelastic fluids at finite Péclet number
在这项工作中，我们数值研究了自推进自泳Janus粒子在弱粘弹性流体中的动力学。自推进是通过驱动表面滑移速度和整体流动的Janus粒子表面性质的不对称来实现的。在这里，我们调查的粘弹性对这个对流扩散问题的Péclet和Damköhler数的范围内。颗粒被发现游泳更快，或更慢，在粘弹性流体中，我们展示了如何反应和扩散速率影响的粘弹性应力，导致推进的变化。
2017-10-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Interaction of finitely-strained viscoelastic multipolar solids and fluids by an Eulerian approach
在Kelvin-Voigt流变学中，利用高阶（所谓的二阶多极）粘度的概念，在准静态变量中研究了可压缩粘弹性流体与粘弹性固体的机械相互作用。流体和固体之间的无滑移接触被认为是欧拉框架返回映射技术用于流体和固体模型，这使得一个“整体”制定的流体-结构相互作用问题。利用Schauder不动点定理和适当的正则化方法证明了该方程弱解的存在性和正则性.
2023-02-22 math.AP physics.flu-dyn
Numerical Simulation of Jet Mode in Electrospraying of Newtonian and Viscoelastic Fluids
通过数值模拟研究粘弹性对电喷雾射流模式的影响，验证了本构方程，并发现增加浓度使射流轮廓更快达到渐近状态且厚度略减。
2024-03-15 physics.flu-dyn
Undulatory swimming in viscoelastic fluids
通过对线虫运动的跟踪和速度场的测量，研究了流体弹性对线虫\emph{Caenorhabditis elegans}游动行为的影响。我们发现流体弹性阻碍了自我推进。与牛顿解相比，流体弹性导致推进速度慢35%。此外，自推进随着流体中弹性应力的大小增加而减小。粘弹性流体中自推进的这种减少与流动中双曲线点附近的柔性分子的拉伸有关。
2011-05-13 physics.bio-ph physics.flu-dyn
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
Viscoelastic Effects on the Hydrodynamics of an Active Compound Particle
本研究通过解析方法分析粘弹性流体中活性复合粒子（squirmer-液滴系统）的水动力学，发现粘弹性效应与限制强度、粘度比共同决定游泳速度，且可增强或阻碍运动。
2025-01-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Non-Steady wall-bounded flows of viscoelastic fluids under periodic forcing
本文研究了粘弹性流体在周期性强迫作用下的管内振荡流动问题。从线性Oldrophil-B模型出发，在频域得到了广义达西定律，并导出了动态渗透率与流体参数和强迫频率的关系的显式表达式。在粘弹性和牛顿流体中的先前结果在这里被证明是我们的结果的特殊情况。在我们计算的基础上，给出了一个可能的解释所观察到的阻尼的局部动力响应的强迫频率增加。与最近粘弹性介质中波传播的实验研究很好的拟合在这里展出。研究了声波在直管内粘弹性介质中的传播。特别地，我们得到了弱可压缩流的局部动力响应。
2013-01-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Experimental investigation of the flow rate--pressure drop relation of a viscoelastic Boger fluid in a deformable channel
本研究针对可变形通道内Boger流体的稳态流动，建立实验-理论框架量化黏弹性对流量-压降关系的影响，验证了壁面柔度与黏弹性的耦合效应，为微流控和软液压系统设计提供理论支撑。
2025-08-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
An extensible lattice Boltzmann method for viscoelastic flows: complex and moving boundaries in Oldroyd-B fluids
大多数生物流体是粘弹性的，这意味着它们除了牛顿流体中发现的耗散特性之外还具有弹性特性。计算模型可以帮助我们理解粘弹性流动，但通常局限于如何处理复杂的流动几何形状和悬浮颗粒。在这里，我们提出了一个格子Boltzmann求解器Oldrophil-B流体，可以处理任意形状的固定和移动的边界条件，这使得它非常适合于有限的胶体悬浮液的模拟。我们验证我们的方法，使用几个标准的流变设置，并另外研究了一个单一的沉淀胶体，也发现与文献的良好协议。我们的方法可以很容易地扩展到本构方程以外的Oldrophil-B。这种灵活性和复杂边界的处理为粘弹性流体中的微泳者的研究提供了希望。
2020-11-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Enhanced active swimming in viscoelastic fluids
游动微生物通常在具有复杂流变性的流体中自推进。虽然过去的理论研究表明，流体的粘弹性应该会阻碍它们的运动，但最近对挥动游泳者的实验表明，运动可能会增强非牛顿运动。我们提出了一个物理机制，基于流体-结构相互作用，导致在粘弹性流体中以比牛顿流体更高的速度游泳。使用泰勒的二维游泳片模型，我们解决了作为外部流体应力，内部驱动力矩和被动弹性阻力之间的平衡的主动游泳者的形状。我们表明，这种动态平衡导致一个通用的过渡，从受阻刚性游泳增强灵活的运动。结果被物理解释为由于粘弹性吸力增加游泳振幅在非牛顿流体和克服粘弹性阻尼。
2014-11-24 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Response of magnetic particle to rotating magnetic field in viscoelastic fluid
本研究通过实验与理论分析了粘弹性流体中铁磁粒子在旋转磁场下的旋转动力学，发现流体弛豫时间影响异步旋转频率，临界频率与磁场强度成正比、与零剪切粘度成反比，为生物医学中的精确操控提供指导。
2025-04-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Design of model Boger fluids with systematically controlled viscoelastic properties
Princeton University（普林斯顿大学）
本文提出一种实验方法，通过线性代数关系设计具有特定粘弹性质（G0、τ和ψ1）的Boger流体，利用聚合物浓度、分子量和溶剂粘度参数进行计算。
2026-03-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Probe particles in odd active viscoelastic fluids: how activity and dissipation determine linear stability
本研究探究奇数活性黏弹性流体中探针粒子的线性稳定性，明确流体活性引发不稳定性的条件，揭示粒子动力学与介质奇异性、活性的关联。
2024-02-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Side branched patterns, coalescence and stable interfaces during radial displacement of a viscoelastic fluid
我们探讨的界面不稳定性，结果时，牛顿流体（甘油-水的混合物，内部流体）取代粘弹性流体（致密的玉米淀粉悬浮液，外部流体）在径向Hele-Shaw细胞。随着内部流体和外部流体的粘度的比率增加，侧支化界面图案被显示成比例生长和指状聚结的更稳定的界面所取代。我们相关的平均手指间距与界面不稳定的最主要的波长，计算使用的数学模型，占粘性指混溶Hele-Shaw位移。粘度比对指间距的作用的模型预测与实验观察是密切一致的。我们的研究有助于深入了解的外部流体的粘弹性的形态和界面图案的增长的显着贡献。
2020-10-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Pumping viscoelastic two-fluid media
利用粘弹性聚合物溶液的双流体模型，研究了横向小振幅行波传播驱动下的流体输运。远离波动边界的泵送流被证明是强烈的波数和粘度依赖，相反，粘性牛顿流体。我们发现两个定性不同的制度：在一个制度有关的小波数，流体输送几乎是相同的牛顿的情况下，和均匀的粘弹性本构方程提供了一个很好的近似。在另一种情况下，由于凝胶状特征，泵送显著降低。这两种制度的界限是明确的。我们的研究结果表明，可能需要的双流体描述的运输和运动的生物流体纤毛和鞭毛。
2010-04-08 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Physics-Informed Kolmogorov-Arnold networks for viscoelastic fluid equations
Indian Institute of Science Education and Research (IISER), Berhampur（印度科学教育与研究学院（IISER），贝尔汉普尔）；Maulana Azad National Institute of Technology (MANIT)（莫拉纳·阿扎德国立理工学院（MANIT））
该研究提出PI-KAN框架求解粘弹性流体方程正问题，采用广义流体动力学模型，通过TG流等基准问题验证，分析了网络架构等因素的影响，为PI-KAN设计提供指导。
2026-09-01 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Pumping by flapping in a viscoelastic fluid
在一个没有惯性的世界里，珀塞尔的扇形定理指出，在牛顿流体中，时间可逆的运动不能产生任何净力或净流。在这里，我们考虑在何种程度上可以利用粘弹性流体的非线性流变行为，以打破流体泵送的背景下的扇贝定理的约束。通过建立在以前的工作集中在力的产生，我们考虑一个简单的，生物启发的几何例子中的一个挡板在聚合物（Oldrophil-B）流体，并计算渐近的时间平均净流体流量产生的往复扑动运动。净流量发生在四阶的扑动幅度，并建议在简单的几何形状，即使在没有惯性的情况下，使用往复运动运输聚合物流体的可能性。对诱导流场和泵送性能进行了表征和优化分析。本文的研究结果对处理复杂流体的微型泵的设计具有一定的指导意义。
2010-02-25 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
Orientation dependent elastic stress concentration at tips of slender objects translating in viscoelastic fluids
在数值模拟中已经观察到在粘弹性流体中运动的细长物体尖端的弹性应力集中，但是尽管在许多生物功能中复杂流体中鞭毛运动的流行，尖端附近的应力积累的物理尚未被分析。在这里，我们从理论上研究弹性应力的发展细长物体的尖端计算的领先阶粘弹性修正的平衡粘性流绕长圆柱体，使用弱耦合限制。在此限制中的流体中的非线性被保留，使我们能够研究生物相关的参数制度的高韦森伯格数。我们计算拉伸率从粘性流圆柱体周围的预测时，大的弹性应力发展的提示，找到阈值大的应力发展取决于方向，并计算更大的应力积累的圆柱体的尖端附近的取向平行于垂直的运动。
2019-02-22 physics.bio-ph physics.flu-dyn
The mechanism of propulsion of a model microswimmer in a viscoelastic fluid next to a solid boundary
在本文中，我们研究的模式生物，所谓的泰勒的游泳片，在粘弹性流体接近固体边界的游泳。这种情况包括许多游泳微生物的自然栖息地，虽然以前的调查已经考虑了游泳的边界和游泳的粘弹性流体的影响，很少有这两种影响被同时考虑。我们重新回顾了Elfring和Lauga（Gwynn J.Elfring和Eric Lauga，Saverio E. Spagnolie，editor，Complex Fluids in Biological Systems，Springer New York，New York，NY，2015），并给出了对粘弹性（其倾向于减慢片材）和边界（其倾向于加速片材）的存在的影响的解耦的机械解释。我们还开发了一个数值谱方法，能够找到一个任意振幅和波形的波动片的游泳速度。我们用它来表明，上面提到的解耦不持有在有限的波振幅，并为某些参数的边界的存在下，可能会导致粘弹性效应，以增加微生物的游泳速度。
2018-01-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Wide band Fresnel super-resolution applied to capillary break up of viscoelastic fluids
我们报告了一种技术的基础上菲涅耳衍射与白色照明，允许分辨率小于100纳米的毛细管表面图案。我们调查瑞利高原一样的不稳定性的粘弹性毛细管桥，并表明，我们可以克服光学显微镜的分辨率限制。当不稳定性开始时，粘弹性长丝在变薄过程结束时约为20微米厚。波形失真随时间呈指数增长，并且图案通过基于第一菲涅尔峰的测量的上升侧面的近似的图像处理来解析。
2013-10-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Effect of viscoelastic fluid on the lift force in lubricated contacts
本文研究近壁圆柱与黏弹性润滑层耦合时的升力，通过计入法向与切向应力及界面滑移速度，揭示 De、表面张力和层厚对升力正负及主导机制的影响。
2023-08-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Formation of a strong negative wake behind a helical swimmer in a viscoelastic fluid
我们研究了螺旋形游泳者形状的影响（即，螺旋桨距角和尾部厚度）对恒定粘度粘弹性（Boger）流体中游泳动力学的影响。3D打印的螺旋游泳者使用定制的旋转亥姆霍兹线圈在磁场中致动。我们的研究结果表明，增加游泳者的尾巴厚度和俯仰角提高了标准化游泳速度（即，Boger流体中的游动速度与牛顿流体中的游动速度之比）。引人注目的是，与牛顿流体不同，游泳者周围的粘弹性流的特征在于形成前后流不对称，其特征在于游泳者下游的强负尾流。显然，负尾流的强度与标准化游泳速度成反比。用FENE-P模型对游泳者进行了三维模拟，模拟条件与实验条件相匹配，证实了游泳者周围类似的前后流不对称性的形成。最后，通过开发一个近似的力平衡在流向方向，我们表明，聚合物应力的贡献在内部区域的螺旋可能提供一种机制，游泳增强或减少的粘弹性流体。
2021-11-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
