Granular mixtures discharging through a silo with eccentric orifice location
本文利用 DEM 模拟哑铃形颗粒与圆盘混合物通过侧壁孔及底部多孔口料仓的卸料，揭示颗粒配比、孔口间距对流场、流量和剪切应力的影响。
2020-11-25 cond-mat.soft
Visco-rotational shear instability of Keplerian granular flows
利用流变颗粒流体模型研究了粘性开普勒绕引力中心流动的线性稳定性。发现不可压缩稠密颗粒流体的剪切流变和开普勒微分旋转的相互作用触发的线性流变不稳定性，在颗粒流体中，粘度参数增长快于恒压下局部剪切速率（应变速率）的平方。所发现的不稳定性在致密行星环的动力学和原行星盘中的颗粒流中起着至关重要的作用。
2017-07-06 astro-ph.EP cond-mat.soft physics.flu-dyn
Translational and rotational irreversibility in cyclically sheared colloidal suspensions
Georgetown University（乔治城大学）
本研究通过共聚焦流变仪追踪循环剪切胶体悬浮液中颗粒的三维轨迹与旋转，发现不可逆状态下的流动诱导各向异性由颗粒间摩擦和互锁机制决定，促进混合并维持旋转各向同性。
2026-10-06 cond-mat.soft
Dynamics of Vesicles in shear and rotational flows: Modal Dynamics and Phase Diagram
尽管最近兴起的理论简化模型的囊泡形状动力学，与实验的比较还没有完成。我们回顾了最近提出的一些囊泡动力学模型的含义，特别是相平面的Tumbling-Trembling域区域，并表明它们都未能捕捉到实际囊泡的基本行为，超额面积，Δ，大于0.4。我们强调新的观察形状谐波和热波动的作用。
2011-02-01 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Extension of Moving Particle Simulation including rotational degrees of freedom for dilute fiber suspension
我们开发了一种新的移动粒子模拟（MPS）方法，以准确地再现纤维在剪切液体中漂浮的运动。在传统的MPS方案中，如果悬浮在液体中的纤维由MPS颗粒的一维阵列表示，则由于纤维-液体界面之间缺乏剪切应力差，因此其完全与流动方向对齐。为了解决这个问题，我们采用微极流体模型，引入旋转自由度的MPS颗粒。用显式MPS算法计算了液体和固体颗粒的平动和固体颗粒的转动。纤维被建模为一个阵列的微极流体粒子与拉伸和弯曲电位结合。单根刚性纤维的运动被模拟在两个移动固体壁之间产生的三维剪切流中。我们表明，所提出的方法是能够再现的纤维运动预测杰弗里的理论是从传统的MPS模拟不同。
2023-01-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Translational and rotational velocities in shear-driven jamming of ellipsoidal particles
本文研究了零温下椭球粒子的剪切驱动干扰，重点研究了微观动力学。我们发现，从球形粒子的变化，椭球体的纵横比$α=1.02$给出了显着的变化的微观动力学与低得多的平移速度和一个新的角色的旋转。而在接触的速度差-从而耗散-在球体的集合中由平移速度主导，并由旋转减少，相同的量在椭球体的集合中，而不是完全由旋转速度主导。还通过检查不同纵横比的影响，我们发现，所检查的量在$α\approx1.2$处显示出峰值或斜率变化，从而为低纵横比和高纵横比的不同区域之间的交叉提供了证据。
2020-06-09 cond-mat.soft
Contact-network organization and motion statistics in shear-thickening suspensions
Benjamin Levich Institute, CUNY City College of New York（本杰明·莱维希研究所，纽约市立大学）；Department of Applied Science and Technology, Politecnico di Torino（都灵理工大学应用科学与技术系）；Martin Fisher School of Physics, Brandeis University（布兰代斯大学马丁·费舍尔物理学院）；Department of Chemical Engineering, CUNY City College of New York（纽约市立大学化学工程系）
通过润滑流离散元法模拟，研究剪切增稠悬浮液中接触网络组织如何影响粒子运动，发现摩擦接触数、渗流和刚性团簇波动与速度相关性增强的区域一致，并揭示了旋转运动的互补特征。
2026-08-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Confinement and shear effects on the rotational diffusion of a minimal virus-inspired colloidal particle
División de Ciencias e Ingenierías, Universidad de Guanajuato（瓜纳华托大学理学院与工程学院）
通过耗散粒子动力学模拟，研究振荡剪切流和受限空间对带有二聚体的刚性球体（模拟包膜病毒）旋转扩散的影响，发现旋转扩散系数受流动振幅强烈调制，而受刺突数量影响较弱。
2026-05-26 cond-mat.soft
Hydrodynamic theory of $p-$atic liquid crystals
我们制定了一个全面的流体动力学理论的二维液晶与通用$p-$折叠旋转对称性，也被称为$p-$ atics，其中mematics $(p=2)$和hexatics $(p=6)$是两个最有名的例子。以往的$p-$流体力学理论都是以连续的${\rm O}(2)$旋转对称性为特征的，这种旋转对称性高于$p-$流体相的离散旋转对称性。相比之下，在这里，我们证明了离散的旋转对称性允许在流体动力学方程中包含额外的条款，这反过来又导致新的现象，如在高剪切速率下流动对齐的可能性，即使是$p>2$。此外，我们表明，任何有限施加的剪切将诱导长程取向秩序在任何$p-$ atic液晶，在相反的准长程秩序，发生在没有剪切。诱导的序参量在小的剪切速率下像施加的剪切速率的非万有幂一样缩放。
2021-06-22 cond-mat.soft
A unified description of gravity- and kinematics-induced segregation forces in dense granular flows
颗粒偏析在涉及流动颗粒材料的自然和工业过程中是常见的。复杂的，似乎是矛盾的，偏析现象已被观察到不同的边界条件和强迫。使用离散元方法模拟，我们表明，一个单一的粒子入侵者的隔离可以在不同的流配置以统一的方式来描述。净分离力的比例关系是通过测量力的入侵粒子在控制速度流的重力和流动运动学是独立变化的。标度律由两个附加项组成：类似浮力的重力引起的压力梯度项和剪切速率梯度项，这两个项都取决于颗粒的尺寸比。剪切速率梯度项反映了运动学驱动的机制，由此较大（较小）的入侵者被推向较高（较低）的剪切速率区域。在壁面驱动流、倾斜壁面驱动流、垂直筒仓流和自由表面向下倾斜流中，未改装的情况下，验证了缩放。将分离力与入侵者重量进行比较，可预测出与各种流动配置的实验和计算结果相匹配的分离方向。
2021-03-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Rotational tumbling of Escherichia coli aggregates under shear
利用实时原位流变学和流变成像测量研究了大肠杆菌细菌的生长活培养物。在生长的早期阶段（滞后期），当受到恒定的静态剪切时，粘度随着细胞的数量缓慢增加。当细菌达到生长的指数期时，粘度迅速增加，具有突然和暂时的突然降低和恢复。在某一阶段，大体上对应于生长的后期，当种群稳定时，粘度也保持其最大恒定值，并在很长一段时间内下降和恢复。这种复杂的流变行为，这是观察到的剪切应变依赖性，是两个耦合效应的结果：细胞密度的连续增加和其不断变化的相互作用的性能。特别注意E.在剪切下的大肠杆菌群体。流变成像测量显示，在静态板附近，E。大肠杆菌聚集，共同翻滚并在剪切方向上流动。为了解释这种行为，我们引入了一个简单的理论模型，在该模型中，单个细胞由流动运输，但仍然刚性地附着在聚集体的其他细胞上。
2016-10-28 cond-mat.soft physics.bio-ph
Long-ranged order and flow alignment in sheared $p-$atic liquid crystals
本文建立了具有一般$p-$折叠旋转对称性的$p-$型液晶流体力学理论。我们的方法，直接体现了离散的旋转对称性的$p-$动态相位的序参量张量的基础上，使我们能够揭示流动的$p-$ atics，以前的理论，其特征在于${\rm O(2)}$旋转对称性，不能占几个未知的方面。这包括在任意剪切速率的简单剪切流的存在下长程取向顺序的开始，与二维液晶的标准准长程顺序相反，以及在大剪切速率下流动对齐的可能性。
2021-11-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Surfactant reorientation under shear: dynamic surface tension and droplet deformation
School of Mathematics and Statistics, The Open University（开放大学数学与统计学院）
研究剪切流下表面活性剂各向异性取向与流动的耦合，发现其可导致剪切依赖的有效表面张力和非平凡液滴变形，并通过相场模型和微扰理论分析这一机制。
2026-06-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The stochastic flow rule: A multi-scale model for granular plasticity
尽管有许多尝试来模拟致密颗粒流，但仍然没有能够描述不同类型的流动的通用理论，例如筒仓中的重力驱动排水和库埃特单元中的壁驱动剪切流。在这里，我们总结了我们最近提出的随机流规则（SFR），这是能够很好地描述这些情况下，与实验一致，我们专注于测试的理论更详细的暴力模拟与离散元方法（DEM）。SFR是一个通用的速率无关的塑性流动的本构关系，基于流化扩散点。在准二维粒状材料的情况下，我们假设从莫尔-库仑塑性极限状态的应力和假定点进行有偏随机行走沿滑移线，驱动局部应力不平衡。我们比较分析预测的SFR对DEM模拟筒仓和Couette细胞，在后者的情况下进行了几个参数的研究，并找到了很好的协议。
2006-11-15 cond-mat.soft
Noise-induced aggregation of swimmers in the Kolmogorov flow
我们研究了一个模型的动态椭球microswimmer在一个外部施加的，层流Kolmogorov流。通过相空间分析的动力学无噪声，我们发现，游泳运动员喜欢横流或旋转漂移，这取决于他们的游泳速度和长宽比。当包括噪声时，即旋转扩散，我们发现游泳者被驱动到相空间的某些部分，导致非均匀的稳态分布。这种分布表现出从游泳者聚集在低剪切区域的流动聚集在高剪切区域的游泳者的速度，纵横比，和旋转扩散率的变化。为了解释游泳者的非均匀相空间分布，我们采用弱噪声平均原理，产生减少描述的随机游泳者动态。使用这种技术，我们发现，某些游泳者的轨迹是更有利的比别人在弱旋转扩散的存在。通过将这些信息与游泳者沿着每个轨迹的相空间速度相结合，我们预测了游泳者倾向于积累的相空间区域。平均技术的结果是在良好的协议与直接计算的稳态分布的游泳者。特别是，我们的分析解释了从低剪切到高剪切聚集的过渡。
2021-11-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Shear banding, discontinuous shear thickening, and rheological phase transitions in athermally sheared frictionless disks
我们报告的数值模拟的简单模型的无热，bidisperse，软核，大量的磁盘在两个维度上，作为一个功能的包装分数$ϕ$，非弹性的碰撞测量的参数$Q$，并施加均匀的剪切应变率$\dotγ$。我们的粒子有接触相互作用，包括正常定向的弹性排斥和粘性耗散，以及切向定向的粘性耗散，但没有粒子间的库仑摩擦。在$(ϕ,Q)$平面上绘制小$\dotγ$的相图，发现从Bagnoldian流变区域到Newton流变区域存在一个尖锐的一阶流变相变，并表明系统在堵塞时总是Newton的.我们认为粒子的旋转运动，并证明了至关重要的旋转和平移自由度之间的耦合在小$Q$（强非弹性碰撞）的相结构。在小$Q$，我们表明，在增加$\dotγ$，尖锐的Bagnoldian牛顿过渡成为一个共存区域的有限宽度的$(ϕ,\dotγ)$平面，与共存的Bagnoldian和牛顿剪切带。通过在固定的$ϕ$下增加$\dotγ$穿过这个共存区域，我们发现如果$\dotγ$变化太快，系统无法松弛到对应于$\dotγ$瞬时值的剪切带稳态，则会导致不连续的剪切增稠。
2017-06-12 cond-mat.soft
Shear-driven mixing of segregated granular materials
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Universidad Adolfo Ibañez（阿道夫·伊巴涅斯大学）
研究剪切力对初始分离颗粒材料混合和分离的影响，建立量化混合动态的标度框架，揭示颗粒流物理机制，为自然和工业应用提供改进预测和设计的基础。
2026-07-10 cond-mat.soft
Local viscoelasticity of living cells measured by rotational magnetic spectroscopy
当受到磁场的作用时，具有超顺磁性的微米尺寸的线表现为嵌入式流变仪，并且代表了用于微流变学的感兴趣的传感器。在这里，我们使用旋转磁谱测量活细胞的细胞质的剪切粘度。我们解决的问题，无论是细胞质是粘弹性液体或凝胶。该研究的主要结果是观察到同步和异步旋转制度之间的旋转不稳定性，发现小鼠成纤维细胞和人类癌细胞。对于磁化率为3.6的导线，转变发生在0.01…1 rad s-1。剪切粘度（10... 100 Pa s）和弹性模量（5. 20 Pa）证实了细胞质的粘弹性特征。与早期的研究相比，可以得出结论，活细胞的内部可以被描述为粘弹性液体，而不是弹性凝胶。
2015-12-03 cond-mat.soft
DWR-Drag: A new generation software for the Double Wall-Ring Interfacial Shear Rheometer's data analysis
本文提出 DWR-Drag 第二代分析软件，通过物理迭代、可选高分辨率和速度梯度二阶近似，提升双壁环界面剪切流变数据的精度、适用范围与实时处理能力。
2024-08-28 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.data-an
Orientational correlation and velocity distributions in uniform shear flow of a dilute granular gas
利用粒子模拟方法对粗糙稀颗粒气体的均匀剪切流动进行了研究，结果表明，在完全光滑的情况下，气体的平动速度和转动速度在方向上是强相关的，但不存在取向相关诱导的奇异性（$β=-1$）和粗糙弹性碰撞的（$β=1$）极限（$e=1$）;对于这两种极限情况，平移和旋转速度分布函数都保持接近高斯分布。远离这两个限制，以及空间速度的相关性是负责非高斯高速尾的出现。两个分布函数的尾部都遵循拉伸指数，指数取决于正常（$e$）和切向（$β$）恢复系数。
2008-02-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic Modes of Microcapsules in Steady Shear Flow: Effects of Bending and Shear Elasticities
采用基于泰勒变形参数$α_{\rm D}$、倾斜角$θ$和膜旋转相位角$ϕ$的理论方法研究了稳态剪切流中微胶囊的动力学。结果表明，动态相图随薄膜剪切弹性和弯曲弹性比值的增大而发生显著变化。流体囊泡（无剪切弹性）表现出三种动态模式：（i）在内部流体的低粘度$η_{\rm {in}}$下的坦克踩踏（TT）（$α_{\rm D}$和$θ$松弛至恒定值），（ii）在高$η_{\rm {in}}$下的翻滚（TB）（$θ$旋转），和（iii）在中$η_{\rm {in}}$和高剪切速率$\dotγ$下的摆动（SW）（$θ$振荡）。所有三种模式都伴随着膜（$ϕ$）旋转。对于低剪切弹性的微胶囊，$ϕ$转动的能垒诱导了无$ϕ$转动的TB相以及SW和TB运动的共存相。$ϕ$旋转与TB旋转或SW振荡的同步以旋转频率的整数比发生。在高剪切弹性下，势能中的鞍点消失，中间相消失，并且发生$ϕ$或$θ$旋转。这种相行为与最近的模拟结果，低弯曲弹性的微胶囊。
2010-03-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Separation of microscale chiral objects by shear flow
我们表明，在微流体通道中的平面抛物线流动导致非运动的螺旋形细菌垂直于剪切平面漂移。净漂移的结果从优先排列的螺旋与流线，与方向，取决于螺旋的手性和剪切速率的符号。漂移与基于阻力理论的模型非常一致，并且分离是有效的（>80%）和快速的（<2s）。我们估计布朗旋转扩散对手性分离的影响，并展示了这种方法可以扩展到分离手性分子。
2010-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Flow-history-dependent orientational relaxation in dilute polydisperse colloidal rod suspensions
Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）；King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克地区大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
研究稀释非均质棒状胶体悬浮液在流体作用下的取向弛豫行为，揭示流史对取向弛豫动态的影响，建立基于旋转扩散系数的Péclet数模型解释实验数据。
2026-04-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Emergent Stripes of Active Rotors in Shear Flows
通过数值模拟研究了主动转子剪切诱导自组织成条状聚集体的过程。的转子，建模单层的摩擦球，只有当他们相对于施加的剪切流的涡反向旋转时，发展成条纹状的微观结构。条纹的平均宽度被证明是线性依赖于相对强度的主动扭矩的剪切速率。通过洞察三种集体粒子行为，即，剪切诱导的扩散，旋转诱导的重排，和边缘流，我们解释的颗粒条纹的形成机制。此外，流变学的结果显示的依赖性的剪切和旋转粘度上的主动扭矩方向和奇异的法向应力响应。通过展示一种主动转子的集体现象，我们的研究为理解手性活性物质铺平了道路。
2022-01-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Yield stress and other flow and wall slip parameters of viscoplastic fluids from steady torsional flow
粘塑性流体普遍存在的壁面滑移行为使得分析其稳态扭转流动数据以确定其屈服应力和其剪切粘度材料函数的其他参数具有挑战性。可以使用粗糙化表面以防止壁滑移，但是这样的方法经常导致样品破裂。相反，它在这里示出的屈服应力的粘塑性流体可以确定从扭矩与表观剪切速率数据的稳定扭转流使用一个单一的间隙。粘塑性流体的扭矩与表观剪切速率数据的斜率的阶跃变化标志着流体的屈服应力。为了证明，粘塑性悬浮液的剪切粘度和表观壁滑移行为的早期表征参数[He等人，J. Rheology，63，19（2019）]用于获得每个转速下的剪切应力分布和扭矩。屈服应力，确定从扭矩与表观剪切速率的数据，可以通过使用第二种方法依赖于壁滑移速度与壁速度的比较进行验证，而在同一时间，使其他参数的剪切粘度材料函数的粘塑性流体的确定。
2021-06-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
BiconeDrag - A data processing application for the oscillating conical bob interfacial shear rheometer
本文介绍 BiconeDrag 软件，通过耦合求解 Navier-Stokes 方程与界面边界条件，处理振荡双锥界面剪切流变数据并反演界面动态参数。
2018-10-03 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Granular Shear Flow in Varying Gravitational Environments
尽管它们的表面重力很低，但小行星表现出许多涉及颗粒物质的不同地质过程。了解这种粒状物质在微重力条件下对外力的反应，对于设计成功的小行星表面下取样机制和解释小行星上迷人的地质情况至关重要。我们已经设计和飞行泰勒-库埃特剪切细胞调查颗粒流由于旋转剪切力条件下的抛物线飞行微重力。实验在弱压缩条件下进行。首先，我们提出的技术细节的实验设计，特别强调设备是如何专门设计的抛物线飞行环境。然后，我们研究如何在不同的重力环境中的旋转剪切力引起的稳态颗粒流不同。我们发现，在垂直于有效加速度的方向上，对颗粒材料的恒定剪切的效果，似乎不受重力的强烈影响。这意味着剪切带可以在弱引力场的存在下形成，就像在地球上一样。
2013-06-07 astro-ph.EP cond-mat.soft physics.geo-ph
Athermal shearing of frictionless cross-shaped particles of varying aspect ratio
本文采用数值模拟的方法研究了无热、无摩擦、过阻尼、二维十字形颗粒在剪切驱动下的稳态流动，并与棒状和钉状颗粒的行为进行了比较。我们发现，颗粒形状的非凸性的程度起着重要的作用，在确定的堵塞包装分数的值，以及旋转运动和定向有序的颗粒。
2021-04-02 cond-mat.soft
Rheotaxis of chiral bacteria: from single-cell behavior to a population-level description
由于它们的形态，悬浮在介质中的细菌的动力学可以表现出复杂的行为。在存在剪切时，游动细菌经历垂直于剪切平面的漂移。这种漂移，称为趋流性，在这里研究半解析，数值和实验。我们发现细菌的方向和细菌的速度对剪切速率的依赖性，在存在旋转扩散。这使我们能够表明，垂直于剪切的细菌漂移速度主要是由于细菌推进，而不是趋流力。通过比较细菌的漂移速度和扩散速度，可以得出佩克莱数的定义。的趋流性的效果增加的剪切，达到一个平台，在非常大的Péclet数，在良好的协议与实验中进行的微流体液滴的趋流性。
2022-03-17 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Non-monotonous shear rate dependence of dielectric relaxation frequency of a nematic liquid crystal revealed by rheo-dielectric spectroscopy
本文利用流变-介电谱研究向列相液晶在稳态剪切下的介电弛豫，发现介电弛豫频率随剪切率呈非单调变化，揭示了流体动力与介电扭矩竞争导致的集体偶极弛豫机制。
2024-02-19 cond-mat.soft
The connection between shear thinning and biaxial orientation for quasi-ideal rods
准理想胶体棒的完整取向有序张量作为剪切速率的函数，通过在两个相关的散射平面，流动梯度（1 - 2）和流动涡度（1 - 3）平面上对各向同性fd-病毒悬浮液进行流变SANS（流变学与小角中子散射）测量而获得。微观有序可以被确定为所观察到的剪切稀化的起源。由Smoluchowski，以及土井-爱德华兹-Kuzuu理论的流变学响应的定性描述是可能的，因为我们获得了不同浓度的主曲线，缩放剪切速率与表观集体旋转扩散系数。然而，观察表明，在小剪切速率下的有序化和剪切稀化的相互依赖性比预测的要强。提取的零剪切粘度匹配的自扩散杆在半稀溶液中的浓度依赖性，而导演倾斜接近已经在非常低的剪切速率的流向。相反，我们观察到一个较小的依赖于剪切速率在高剪切速率的整体排序，以及不断增加的双轴性。
2016-08-11 cond-mat.soft
Shear Mediated Elongational Flow and Yielding in Soft Glassy Materials
在这项工作中，我们研究的各种软玻璃材料的薄膜，同时受到两个蠕变流场，旋转剪切流通过施加扭矩和拉伸流通过施加法向力的变形行为。研究了发胶、乳胶漆、剃须泡沫和粘土悬浮液等不同微观结构的软质玻璃材料在复合电场作用下的一般行为。一个应力分量的强度增加而另一个应力分量保持恒定，不仅导致在其自身方向上的预期增强的变形，而且导致在另一个方向上的更大的应变。HerschelBulkley模型定性地解释了这一现象。在材料中引起的伸长流动最终导致材料失效。有趣的是，观察到失效时间不仅强烈依赖于法向力，而且还依赖于所施加的旋转剪切应力。我们认为，三维堵塞结构的存在，其中可以通过施加具有足够大小的应力而不考虑方向来诱导整体解除堵塞，从而导致观察到的行为。此外，我们观察到自相似性的拉伸以及旋转应变时间曲线对应于两个领域的各种组合。这一观察结果表明，仅仅是时间尺度上的变化，就涉及保持过程中所遵循的路径不变。一个相图也被构造为各种软玻璃质材料，通过确定不同的正交应力的组合，超过该材料屈服。在由施加在顶板上的拉力主导的流动极限中，估计的屈服应力显示出分散性，这可能源于指进不稳定性。除此之外，当应力张量的不变量超过屈服应力时，观察到屈服，验证了Von Mises准则。
2012-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Significance of thermal fluctuations and hydrodynamic interactions in receptor-ligand mediated adhesive dynamics of a spherical particle in wall bound shear flow
在剪切流中，球形微粒粘附到配体涂覆的壁的动力学研究使用朗之万方程，该方程考虑了热波动、流体动力学相互作用和粘附相互作用。与传统的假设，热波动在高P $\acute{e}$克莱数起着微不足道的作用相反，我们发现，对于受体的表面密度低的颗粒，旋转扩散引起的流动和梯度方向的波动有助于键的形成，导致显着更大的平均粘附力相比，模拟热波动完全忽略。还探讨了当颗粒靠近壁面时，壁面流体动力相互作用对颗粒稳态运动的作用。在高P $\acute{e}$ clet数时，由于斯托克斯偶极子的应力波部分而产生的剪切诱导力起主导作用，显著降低颗粒速度，并影响颗粒的运动状态。的平移和旋转自由度的粒子，所带来的流体动力学相互作用的存在下，之间的耦合被发现有没有影响的结合动力学。另一方面，取决于颗粒离壁的距离的阻力系数在低成键速率下起着至关重要的作用。当P $\acute{e}$ let数较小时，观察到剪切力和与位置相关的拖曳力对颗粒运动状态的影响有显著差异。
2015-01-29 cond-mat.soft
Nonlinear Stresses and Temperatures in Transient Adiabatic and Shear Flows via Nonequilibrium Molecular Dynamics -- Three Definitions of Temperature
我们比较绝热剪切流的非线性应力和温度，使用多达262,144个粒子，与相应的均匀和非均匀流。两个品种的动力学温度张量进行了比较的构型温度。这种比较导致一个改进的形式的本地和瞬时的光滑粒子平均流速度和识别的旋转贡献的构型温度。
2009-01-31 cond-mat.soft nlin.CD
Shear thickening of cornstarch suspensions
我们研究了玉米淀粉悬浮液的流变学，这是一种非布朗粒子系统，具有不连续的剪切增稠特性。使用磁共振成像（MRI），通过确定库埃特池中的局部速度分布和浓度来获得流动的局部特性。对于低转速，我们观察到剪切局部化的屈服应力流体的特性。当总剪切速率增加时，剪切区域的宽度增加。不连续的剪切增稠被发现设置在这个剪切本地化制度结束时，所有的流体被剪切：一个非流动区域的存在，因此，似乎防止或延迟剪切增稠。使用不同测量几何形状的宏观观察表明，剪切单元的间隙越小，剪切增稠开始的剪切速率越低。因此，我们提出，玉米淀粉悬浮液的不连续剪切增稠是一个后果的brachancy：下流系统试图扩张，而是经历了一个堵塞的过渡，因为它是有限的。这一命题是证实了一个独立的测量的膨胀的悬浮液作为一个函数的剪切速率。这也解释了MRI观察结果：当流动局部化时，非流动区域起着“粘性储库”的作用，允许材料在不堵塞的情况下被剪切。
2012-06-08 cond-mat.soft
Numerical study of a confined vesicle in shear flow at finite temperature
研究了有限温度下剪切流作用下封闭在通道中的囊泡的动力学和流变学。研究了有限温度对囊泡运动和体系粘度的影响。一个二维的数值模型，其中包括热波动，是基于组合的分子动力学和介观流体力学，是用来执行一个详细的分析在很宽的范围内的Peclet数（剪切速率的旋转扩散系数的比率）。悬浮液的粘度被发现是一个单调增加的函数的粘度对比度（封装的流体的粘度的比，周围的流体）在坦克踩踏和翻滚制度由于不同的温度依赖性机制的相互作用。热效应引起囊泡的形状和倾斜度波动，囊泡也经历穿过通道的布朗扩散，从而增加粘度。当增加Peclet数时，这些影响减小。
2022-10-01 cond-mat.soft
Single-particle level access to hydrodynamic and frictional coupling between spheres in dense colloidal suspensions
胶体球在稠密悬浮液中的旋转布朗运动反映了局部流体动力学和摩擦力，这两者对于非线性流变学现象如剪切增稠和堵塞以及拥挤环境中的运输（包括细胞内迁移和血液流动）都是关键的。为了从实验上充分阐明旋转动力学的作用，同时测量所有球体的平移和旋转运动是至关重要的。在这里，我们开发了成分均匀的胶体球，其具有偏心的、完全嵌入的核心，该核心具有与颗粒体不同的荧光团，允许在单颗粒水平上访问所有颗粒的旋转运动。我们揭示了带电胶体晶体中的粒子间流体动力学旋转耦合。我们还发现，较高的局部结晶度在致密的晶体增强旋转扩散，和几乎逮捕的颗粒表现出粘滑旋转运动由于摩擦耦合。我们的方法揭示了大量未开发的局部旋转动力学的致密胶体材料中的球形颗粒。
2020-07-09 cond-mat.soft
The effect of rolling friction on the rheology and kinematics of shear-thickening dense suspensions
KTH – Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Politecnico di Torino（都灵理工大学）；Lund University（隆德大学）
本研究通过二维离散元模拟发现，滚动摩擦通过降低堵塞堆积分数将连续剪切增稠转变为不连续剪切增稠，并揭示了其对颗粒转动运动学的独特影响。
2026-09-21 cond-mat.soft
Transport of flexible chiral objects in a uniform shear flow
研究了均匀剪切流中手征微变形物体的输运问题。根据平衡配置，可以发现多达四种不同的渐近状态，可以通过它们的质心的横向漂移速度、围绕质心的旋转运动和物体的变形来区分。这些变形影响所考虑的对象的二阶矩张量的主轴的大小，并且还修改表征其手征性的标量指数。此外，由剪切流引起的变形对于动力学对称性破缺现象是必不可少的：在平衡条件下非手性的物体可能动态地获得手性，从而在横向方向上经历漂移。
2012-02-14 cond-mat.soft physics.class-ph
Non-Newtonian rheology in inertial suspensions of inelastic rough hard spheres under simple shear flow
从Boltzmann动力学方程出发，研究了非弹性粗糙硬球惯性悬浮体在简单剪切流作用下的非牛顿输运性质。粗糙硬球上的间隙气体的影响是通过一个Fokker-Planck广义方程旋转球占的平移和旋转自由度的晶粒与背景粘性气体的耦合建模。广义Fokker-Planck项是线性$\mathbf{v}$和角$\boldsymbolω$速度空间中两个普通Fokker-Planck微分算子之和。通常，每个Fokker-Planck算子由阻力项（与$\mathbf{v}$和/或$\boldsymbolω$成比例）加上根据背景温度$T_\text{ex}$定义的随机朗之万项构成。波尔兹曼方程通过两种不同但互补的方法求解：（i）通过Grad矩法，以及（ii）使用适用于非弹性粗糙硬球的Bhatnagar-Gross-Krook（BGK）型动力学模型。如发生在\emph{smooth}非弹性硬球的情况下，我们的研究结果表明，温度和非牛顿粘度急剧增加，而第四度的速度矩也表现出$S$形状的剪切速率（不连续剪切增稠效应）的增加。特别是，虽然高水平的粗糙度可能会稍微衰减的跳跃的粘度相比，光滑的情况下，相反的情况下发生的旋转温度。作为这些结果的应用，线性稳定性分析的稳定的简单剪切流的解决方案也进行了显示，有稳定的解决方案成为线性不稳定的参数空间的区域。
2020-07-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear induced alignment and dynamics of elongated granular particles
研究了剪切流中细长颗粒的排列、有序和旋转。在实验室实验中，通过使用光学成像和X射线计算机断层成像的颗粒跟踪来监测大量颗粒的取向的时间演变。离散元模拟的实验进行了补充。这些粒子形成了一种取向有序性。在稳定状态下，粒子主轴的时间和系综平均方向与流线成一个小角度。该剪切取向角与所施加的剪切速率无关，并且随着晶粒纵横比的增加而减小。在颗粒水平上，稳定状态的特征在于颗粒的净旋转，如剪切流所指示的。在稳态和初始瞬态过程中测量颗粒旋转速度的分布。长轴垂直于剪切取向角的颗粒的平均旋转速度较大，而剪切取向的颗粒旋转较慢。这种快/慢旋转的比率随着颗粒纵横比而增加。在从未对准的初始条件开始的初始瞬态期间，具有刚好超过剪切对准角的取向的颗粒与剪切流所指示的方向相反地旋转。
2012-11-13 cond-mat.soft
Hydrodynamic interactions of colloidal spheres under shear flow
浸没在流体中的颗粒通过流体交换动量，因此它们的布朗运动是相关的。利用多粒子碰撞动力学模拟方法研究了剪切流体悬浮液中两个胶体颗粒之间的相互作用。最近，该主题已经在微流体装置中通过光镊捕获的胶体颗粒的实验中[PRL，103，230602（2009）]以及理论上通过朗之万模型[Eur. J E，33，313（2010）]。尽管我们忽略了胶体的旋转自由度，并在胶体和流场之间采用了非常简单的耦合，但我们可以重现实验数据，并部分解释为什么它与理论不同。
2012-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase behavior of hard sheared cube family
本研究通过硬粒子蒙特卡洛模拟探究不同剪切角度的受剪硬立方体族的相行为，发现离散塑晶相，揭示取向关联规律及对称轴排列关系，验证了相关离散塑晶相现象学结论的普适性。
2024-12-13 cond-mat.soft physics.app-ph
Translational and rotational dynamical heterogeneities in granular systems
利用X射线层析成像技术研究了三维硬椭球颗粒堆积在振荡剪切作用下的平移和旋转动力学不均匀性。我们发现，快速平移的颗粒形成具有幂律指数的尺寸分布的簇，该指数与应变幅度无关。对于缓慢平移、快速旋转或缓慢旋转的粒子，发现了相同的行为。这四种不同类型的团簇的几何性质与随机团簇的几何性质相同。不同的簇类型具有相当大的相关性/反相关性，表明平移和旋转自由度之间存在显着的耦合。令人惊讶的是，这些团簇已经在比$α-$弛豫时间短得多的时间尺度上形成，与玻璃形成系统中发现的行为形成鲜明对比。
2018-03-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Solid-fluid transition in a granular shear flow
研究了准二维旋转圆柱中颗粒剪切流的流变特性。在沿表面流动层长度的中点附近进行测量，其中流动是稳定和非加速的。条纹摄影和图像分析用于获得粒子的速度和位置。考虑不同的颗粒尺寸和旋转速度。我们发现一个急剧的过渡，在表观粘度（$η$）的变化与均方根速度（$u$）。在对应于转变点（较高均方根速度）的深度以上的类流体区域中，随着均方根速度的降低，粘度迅速增加。低于过渡深度，我们发现$η\propto u^{-1.5}$为所有不同的情况下研究和材料接近非晶态固体状状态的层深。速度分布是麦克斯韦以上的过渡点和泊松速度分布得到的层深。观察到的转变似乎类似于玻璃化转变。
2004-02-25 cond-mat.soft
A constitutive law for dense granular flows
连续描述的颗粒流将是相当大的帮助，在预测自然地球物理灾害或在设计工业流程。然而，本构方程的干颗粒流，它支配如何在剪切下的材料移动，仍然是一个有争议的问题。困难之一是，颗粒可以表现得像固体（在沙堆中），液体（从筒仓中倒出时）或气体（强烈搅拌时）。对于这两个极端的制度，本构方程已经提出了基于动力学理论的碰撞快速流动，和缓慢的塑性流动的土壤力学。然而，中等密度的制度，其中颗粒状材料像液体一样流动，仍然缺乏统一的观点，并在过去十年中激发了许多研究。颗粒状液体的主要特征是：屈服准则（临界剪切应力，低于该临界剪切应力，流动是不可能的）和流动时对剪切速率的复杂依赖性。在这个意义上，颗粒物质与经典的粘塑性流体如宾汉流体有相似之处。在这里，我们提出了一个新的本构关系的稠密颗粒流，灵感来自这个类比和最近的数值和实验工作。然后，我们测试我们的三维（3D）模型通过实验颗粒流粗糙的侧壁之间的一堆，在其中一个复杂的三维流动模式的发展。我们表明，没有任何拟合参数，该模型给出了定量预测的流动形状和速度分布。我们的研究结果支持的想法，一个简单的粘塑性方法可以定量捕获颗粒流的特性，并可以作为一个基本的工具，在地球物理或工业应用中更复杂的流动建模。
2006-12-05 cond-mat.soft
Spatially correlated rotational dynamics reveals strain dependence in amorphous particle packings
无定形颗粒堆积中的微观结构动力学通常通过量化颗粒位移来探测。虽然当颗粒的位移受到阻碍时，颗粒填充中的刚性出现，但通常无序的位移度量如何与机械响应联系并不明显。相反，粒子旋转对限制效应的敏感性要小得多，但对堆积的力学仍然敏感。到目前为止，很少有人注意将微观旋转运动与非晶填料的力学联系起来。我们证明，通过实验测量，颗粒包装力学可以直接链接到旋转运动的剪切包装，即使是圆形颗粒。我们的结果表明，旋转动力学的扩散性质是高度应变敏感的。此外，在旋转动力学中存在大量的空间相关性，其是颗粒摩擦和堆积密度的函数。我们的测量分析表明，粒子旋转动力学在非晶材料力学中起着至关重要的作用。
2020-12-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear-induced structuration of confined carbon black gels: Steady-state features of vorticity-aligned flocs
已知吸引性颗粒的各种分散体在受限几何形状中剪切时聚集成涡旋对齐条纹的图案。我们报告了一个彻底的实验研究，这种剪切诱导涡对准通过直接可视化的炭黑凝胶在简单的平面剪切和旋转剪切细胞。控制参数，如间隙宽度，应变速率，和凝胶浓度系统地变化。结果表明，在稳定状态下的条纹图案的波长线性依赖于间隙宽度$h$，而不敏感的凝胶浓度$C$和剪切速率$\gp$。涡旋排列的絮体的宽度与间隙宽度一致，并且与$C$和$\gp$无关，这暗示了可压缩圆柱形絮体的简单图像。最后，我们表明，存在一个临界剪切速率$\gp_c$以上的结构不发生，$\gp_c$规模为$h^{-α}$与$α=1.4\pm 0.1$独立的$C$。这一广泛的数据集应该打开的方式，在吸引力的胶体系统中的涡对准现象的定量建模。
2010-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
