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
Dynamics and rheology of particles in shear-thinning fluids
非牛顿流体中的粒子运动与牛顿流体中的粒子运动明显不同。在这里，我们看看在动力学的变化，涉及刚性球形颗粒在剪切稀化流体中的一些问题，在没有惯性。我们给出的沉降球的分析公式，通过互易定理得到的，并证明定量的差异相比，牛顿流体。我们还计算了第一个修正的悬浮液粘度，爱因斯坦粘度，在弱剪切稀化流体中的稀悬浮液的球体。
2018-02-25 physics.flu-dyn
Rheology of dense fiber suspensions: Origin of yield stress, shear thinning and normal stress differences
我们解释了刚性纤维悬浮液中屈服应力、剪切稀化和法向应力差异的起源。我们调查的流体动力学，胶体的吸引力和排斥力，和纤维间的接触相互作用之间的相互作用。由计算模型得到的剪切稀化粘度和有限屈服应力与文献中的经验结果定量一致。在这项研究中，我们表明，有吸引力的相互作用的结果在刚性纤维的悬浮液中的屈服应力和剪切稀化流变学。考虑到有关纤维悬浮液屈服应力起源的持续讨论，这是一个重要的发现。所提出的模型定量预测流变学的能力不仅限于剪切稀化和屈服应力，而且还延伸到法向应力。
2022-11-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Short-time dynamics and high-frequency rheology of core-shell suspensions with thin-shells
对非重叠核壳颗粒悬浮液的短时动力学和高频流变学进行了分析。在薄壳的限制，单粒子散射系数推导和示出定义一个唯一的有效半径。这一结果被用来证明理论上（在薄壳极限）的准确性与内半径等于有效的流体动力学半径的核壳颗粒的环形近似。对平动和转动自扩散、沉降和粘性进行了双粒子维里展开。的维里系数进行了评估，并被证明是准确近似的有效环模型，在不精确的有效硬球模型。
2012-08-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Simulating the rheology of dense suspensions using pairwise formulation of contact, lubrication and Brownian forces
本文提出一种基于成对布朗力、接触力和润滑力的最小化颗粒模型，用于模拟稠密胶体悬浮液，再现剪切变稀和增稠行为，并在LAMMPS中实现，具有线性计算复杂度。
2023-07-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Rheology of suspensions of flat elastic particles
该研究提出由三个珠子和非线性弹簧组成的扁平弹性粒子悬浮液模型，通过精确求解随机运动方程推导其构方程，发现其流变响应与经典Oldroyd-B模型相似。
2023-06-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Compression-thinning behavior of bubble suspensions
研究发现气泡悬浮液在压缩时剪切黏度降低的压缩变稀行为，从气泡表面收缩削弱液相阻力加以解释，并建立兼顾剪切与膨胀效应的稀薄悬浮液本构方程。
2024-12-02 physics.flu-dyn
Structure and rheology of suspensions of spherical strain-hardening capsules
我们研究了加工硬化球形胶囊的流变学，从稀到浓的制度下的约束剪切流，使用三维数值模拟。我们考虑了毛细管数、体积分数和膜不可伸展性对颗粒变形和有效悬浮粘度以及悬浮液法向应力差的影响。悬浮液显示剪切稀化行为，这是软颗粒如乳液液滴、囊泡、应变软化胶囊和红细胞的特征。我们发现，膜的不可伸展性对流变性起着重要的作用，几乎可以抑制剪切变稀。对于浓悬浮液的膜的不可扩展性上的正常应力差的非单调依赖性被观察到，反映了类似的行为的颗粒形状。相反，有效悬浮液粘度增长并最终饱和，达到非常大的不可扩展性，接近固体颗粒极限。从本质上讲，我们的研究结果表明，加工硬化胶囊共享的流变学特性取决于面积膨胀剪切弹性模量的比例与软颗粒和固体颗粒。此外，悬浮液粘度表现出一个普遍的行为，由毛细管数和膜的不可扩展性所定义的参数空间，当引入颗粒的几何形状的变化在稳态的体积分数的定义。
2020-11-06 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Rheology of dense suspensions of granular spherocylinders by particle-based simulation
School of Engineering, University of Edinburgh（爱丁堡大学工程学院）；Syngenta Jealott’s Hill International Research Centre（先正达乔洛特山国际研究中心）；School of Physics and Astronomy, The University of Edinburgh（爱丁堡大学物理与天文学院）
开发粒子模拟方法，预测长球棒稠密悬浮液的粘度与微观结构，验证实验数据，为该类材料的流体力学等研究提供工具。
2026-07-31 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Rheology of periodically sheared suspensions undergoing reversible-irreversible transition
对非胶体悬浮体在循环剪切作用下的流变特性进行了数值研究。主要的发现是应变振幅（$γ_0$）依赖于响应的剪切应力和第二法向应力差（$N_2$）。具体而言，我们发现一个降低的粘度，增强的胞内剪切稀化，发病的有限$N_2$和它的频率加倍，所有附近的临界应变幅度$γ_c$的规模与体积分数$ϕ$为$γ_c \sim ϕ^{-2}$。这些流变学变化也表示可逆-不可逆转变（RIT），将频闪粒子动力学分为可逆吸收相（对于$γ_0<γ_c$）和持续扩散相（对于$γ_0>γ_c$）。我们解释的结果的基础上两个流动诱导机制，并阐明其连接的上下文中的RIT通过底层的微观结构，这往往对超均匀性附近$γ_0=γ_c$。总的来说，我们预计流变学和涌现动力学之间的这种对应关系在结构组织由体积排除主导的广泛环境中保持不变。
2022-11-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Actuated rheology of magnetic micro-swimmers suspensions : emergence of motor and brake states
研究了磁场对磁性微泳者悬浮液流变学的影响。我们使用一个模型的稀悬浮液在简单的剪切和恒定的磁场。颗粒剪切应力的推和拉类型的微型游泳者。在低剪切速率的极限下，流变学表现出恒定的剪切应力，称为驱动应力，其仅取决于颗粒的游泳活动。该应力由磁场引起，并且可以是正的（制动状态）或负的（电机状态）。在低磁场的限制下，电动机制动效果的比例关系导出作为模型的无量纲参数的函数。在这种情况下，剪切应力是剪切速率的仿射函数。最后讨论了这种主动系统控制流体流变响应的可能性。
2018-03-19 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Shear jamming and nonlinear rheology of chocolate suspensions
CUNY City College of New York（纽约市立大学城市学院）；Mondelēz International（亿滋国际）
研究揭示了巧克力浆作为粘附性悬浮液的流变特性，通过摩擦与粘附的相互作用控制流动，为构成本模型提供了定量基准。
2026-01-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Rheology of three-phase suspensions determined via dam-break experiments
三相悬浮液，即悬浮分散的固体颗粒和气泡的液体，在自然和工业环境中都很常见。它们的流变性受到很差的限制，特别是对于高总悬浮部分（$\gtrsim 0.5$）。我们使用溃坝稠度计来表征（牛顿）玉米糖浆、塑料颗粒和CO $_2$气泡的悬浮液的流变学。这项研究的动机是希望了解岩浆和熔岩的流变学。我们的实验规模的火山系统：他们是在非布朗，非惯性制度进行;气泡毛细管数跨单位变化;和气泡和颗粒分数分别为$0\leqϕ_{gas}\leq0.82$和$0\leqϕ_{solid}\leq0.37$。我们测量流动前沿的速度和反演的Herschel-Bulkley流变模型作为$ϕ_{gas}$，$ϕ_{solid}$，和毛细管数的函数。我们发现一个更强的相对粘度增加$ϕ_{gas}$在低到中等的毛细管数制度比现有的理论预测，并发现剪切稀化和剪切增稠的效果，取决于毛细管数。我们将我们的模型应用于现有的熔岩流侵位社区代码PyFLOWGO，并预测与当前流变模型相比粘度增加和速度降低，这表明现有模型可能无法充分考虑气泡在硬化熔岩中的作用。
2021-08-23 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Rheology of concentrated suspension of fibers with load dependent friction coefficient
本研究通过直接数值模拟，发现接触应力和载荷相关摩擦主导浓缩柔性纤维悬浮液粘度，且堵塞体积分数随长径比和粗糙度增加而降低。
2025-01-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Microstructure and rheology of finite inertia neutrally buoyant suspensions
采用基于离散Boltzmann流体模型和颗粒牛顿动力学的格子玻尔兹曼方法（LBM），研究了有限惯性条件下中性浮力硬球颗粒在牛顿流体中悬浮液的微观结构和流变特性。悬浮液进行简单剪切流和性能的雷诺数和体积分数，$ϕ$的函数进行了研究。惯性由颗粒尺度剪切流雷诺数$Re = \frac{ρ\dotγa^{2}}μ$表征，其中$a$是颗粒半径，$\dotγ$是剪切速率，$ρ$和$μ$分别是流体的密度和粘度。研究了惯性和体积分数对$0.005\leqslant Re \leqslant 5$和$0.1\leqslant ϕ\leqslant 0.35$的影响。利用对分布函数$g(\boldsymbol{r})$研究了流动诱导的微观结构。不同的应力机制，包括那些由于表面牵引力（应力波），加速度，和雷诺应力由于速度波动计算和它们的影响上的第一和第二法向应力差，颗粒压力和悬浮液的粘度进行了详细说明。给出了质点力和力矩的概率密度函数。
2014-03-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Influences of transversely-isotropic rheology and translational diffusion on the stability of active suspensions
自运动的细长粒子的悬浮是当前重要的感兴趣的主题，其举例说明了一种形式的“活性物质”。例子包括自我推进的细菌，藻类和精子，以及人造游泳者。Ericksen的横向各向同性流体模型[J. L.埃里克森，胶体聚合物。Sci. 173（2）：117-122（1960）]将非运动颗粒的悬浮液视为具有进化的优选方向的连续体;该模型描述了如细胞外基质、织物簇和植物细胞壁一样多样的纤维材料。董事相关的影响被纳入通过修改后的应力张量与四个粘性参数。通过与最近的主动悬架模型的基本连接，我们提出了一个修改埃里克森的模型，主要是包括自我运动，这可以被认为是最简单的描述，包括横向各向同性效应的定向悬架。横向各向同性流体表现出修改后的流动稳定性的事实，我们进行了线性稳定性分析的两个不同的情况下，对齐和各向同性悬浮液的细长的活性颗粒。新的方面包括各向异性流变学和平移扩散。一般来说，各向异性效应增加了小扰动的不稳定性，而平移扩散稳定了一系列波方向，在某些情况下，稳定了有限范围的波数，从而强调了各向异性和平移扩散在这些系统中都有重要的影响。
2017-08-03 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
On the rheology of red blood cell suspensions with different amounts of dextran: separating the effect of aggregation and increase in viscosity of the suspending phase
我们研究了红细胞-葡聚糖悬浮液的剪切稀化。显微图像显示，在低聚合物浓度下，聚集随着浓度的增加而增加，直到其达到最大值，然后再次降低至不聚集。这种钟形依赖性也是从流变学测量中推导出来的，如果数据通过悬浮相的粘度正确地归一化，因为大量的聚合物吸附到细胞表面。我们发现，这种剪切速率依赖的钟形的最大值的位置随着悬浮相的粘度的增加而增加，这表明聚集和解聚的动态过程是通过流体动力学相互作用耦合的。这种流体动力学耦合可以被抑制，通过表征悬浮液的80%的红细胞压积产生良好的协议，从显微镜图像的结果。
2015-10-11 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
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
Collective dynamics and rheology of confined phoretic suspensions
类似于它们的生物学对应物，化学活性自泳游泳者的悬浮液表现出非平凡的动力学，涉及自组织过程作为粒子间相互作用的结果。使用动力学模型的自趋化Janus颗粒的稀悬浮液，我们分析了这些集体行为和趋化聚集的有效粘度的活性流体的影响的一个封闭的压力驱动流的效果。四个动态制度时，确定增加的强度施加的压力驱动的流，每一个与不同的集体行为产生的竞争流和化学诱导的重新定向的游泳者一起限制。有趣的是，我们观察到，推动器的效果（分别为。拉料器）流体动力学特征，已知这会降低（相应地，增加）剪切悬浮液的有效粘度，在出现自趋化聚集时反转。我们的研究结果提供了新的见解集体动力学在复杂的环境中，这是相关的合成以及生物系统的作用。
2022-04-25 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Suspensions of deformable particles in a Couette flow
我们认为悬浮液的变形粒子在牛顿流体的完全欧拉数值模拟与一个连续的制定。研究了粘弹性悬浮液在惯性消失极限下的平面Couette流中的流变特性，考察了有效粘度$μ$对固体体积分数$Φ$、毛细管数$\mbox{Ca}$和固液粘度比$\mbox{K}$的依赖性。悬浮液粘度随变形和施加的剪切（剪切变稀）而降低，同时仍随体积分数而增加。我们发现，$μ$崩溃的通用功能，$μ\left( Φ^{\rm e} \right)$，与有效体积分数$Φ^{\rm e}$，低于标称的，由于颗粒变形。Eilers拟合很好地描述了该通用函数，其很好地近似了在所有$Φ$下刚性球悬浮液的流变学。我们提供了一个封闭的有效体积分数$Φ^{\rm e}$作为体积分数$Φ$和毛细血管数$\mbox{Ca}$的函数，并证明它也适用于胶囊和红细胞悬浮液的文献中的数据。此外，我们表明，正常的应力差异表现出非线性的行为，在聚合物和长丝悬浮液中具有类似的趋势。总的应力预算表明，颗粒引起的应力贡献与体积分数$Φ$增加和变形能力降低。
2018-01-30 physics.flu-dyn
Flow of suspensions in a hydraulic fracture consisting of Herschel-Bulkley fluid and spherical particles
本研究建立了Herschel-Bulkley流体与球形颗粒悬浮液在垂直通道中的二维稳态流动模型，揭示了非牛顿流变特性、非均匀颗粒分布及滑移速度对颗粒迁移和通量的影响。
2024-12-27 physics.flu-dyn
Hidden hierarchy in the rheology of dense suspensions
本文探讨了稠密悬浮液在微小条件变化下发生液固转变的流变学机制，指出该现象由颗粒间剪切激活或失活的接触网络驱动，并总结了体尺度流动与粒子尺度微观物理相联系的现状与挑战。
2023-05-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.geo-ph
Viscous-inertial transition in dense granular suspension
当惯性增加时，颗粒悬浮液呈现从斯托克斯极限中的牛顿流变学到Bagnoldian流变学的转变。可以在压力或体积施加模式下运行的定制流变仪用于检查接近堵塞的致密状态下的这种转变。通过改变系统的间隙液，剪切速率，和包装分数在体积施加的测量，我们表明，过渡发生在斯托克斯数为10独立的包装分数。使用压力施加流变仪，我们调查是否可以统一的惯性和粘性制度作为一个单一的无量纲数的函数的基础上应力加和性。
2022-02-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Rheology of dense suspensions of ideally conductive particles in an electric field
本文通过大规模数值模拟研究电场中理想导电颗粒致密悬浮液的流变行为，发现双极电泳主导低剪切状态，剪切增稠在高体积分数下显著，并揭示非线性电动力学可用于主动流变控制。
2023-11-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Inertial effects on the interphase drag force and rheology of dilute suspensions of buoyant droplets at low Reynolds number
IFP Energies Nouvelles（法国石油研究院）
本文研究了低雷诺数下稀释浮力液滴悬浮液中惯性效应对界面摩擦力和流变学的影响，发现有效应力与相对速度、速度方差及其空间梯度的二次项相关。
2026-07-28 physics.flu-dyn
Steady state extensional rheology of a dilute suspension of spheres in a dilute polymer solution
本文研究了球形颗粒在稀聚合物溶液中的稀悬浮液的稳态拉伸流变学。对于不含颗粒的聚合物流体，除了溶剂粘度之外，聚合物的拉伸粘度$μ^\text{poly}$对总的无量纲拉伸粘度$1+μ^\text{poly}$有贡献。当一个小体积分数，$ϕ$，球被添加到聚合物流体，应力被改变的爱因斯坦粘度为2.5 $ϕ$和两个额外的应力贡献：相互作用应力和颗粒诱导的聚合物应力（PIPS）。在较低的Deborah数（拉伸速率和聚合物松弛时间的乘积）$De\lesssim0.5$下，净相互作用应力为正，而在较大的$De$下为负。相对于未扰动流，单轴拉伸流中球体的存在产生了更大和更小的局部拉伸区域。在卷曲-拉伸转变（$De<0.5$）之下，远离颗粒的聚合物处于卷曲状态，并且当它们被颗粒周围的大拉伸区域拉伸时，在颗粒下游形成拉伸聚合物的尾流。这导致正相互作用应力波（表面）和PIPS（拉伸尾流）。在卷曲-拉伸转变之外，远离颗粒的聚合物被高度拉伸，但当它们到达颗粒表面附近的低拉伸区域时，它们更接近卷曲状态。因此，负PIPS由塌陷的聚合物区域产生。当$De\gtrsim0.6$时，来自相互作用小应力和PIPS的拉伸粘度的变化分别为$ϕμ^\text{poly}$和大约-1.85 $ϕμ^\text{poly}$。在大的$De$下，聚合物拉伸粘度$μ^\text{poly}$大。因此，添加颗粒降低了悬浮液（$(2.5…
2022-08-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Non-Newtonian Rheology in Blood Circulation
血液是一种复杂的悬浮液，表现出几种非牛顿流变学特性，如变形速率依赖性，粘弹性和屈服应力。在本文中，我们概述了血液循环系统中的非牛顿效应的一些问题，并提出了建模方法的基础上，主要是在过去的工作在这一领域。
2014-06-09 physics.bio-ph physics.flu-dyn
Extensional rheology of dilute suspensions of spheres in polymeric liquids
本研究通过计算模拟揭示，稀球悬浮液在聚合物液体中的拉伸流变行为受局部Deborah数调控，高浓度下负相互作用应力按c²增长，可更有效降低粘度。
2025-07-30 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Hydrodynamics and rheology of a vesicle doublet suspension
采用高阶自适应时间边界积分方法，数值模拟了不同流动条件下粘性二维囊泡偶体的动力学行为。在静止的流动中，两个相邻的囊泡在粘附势的作用下缓慢地向彼此移动，将它们之间的流体推出，以在平衡时形成囊泡双峰。润滑分析这样的排水的薄膜给出的排水时间的依赖关系的粘附强度和分离距离是在良好的协议与数值计算结果。在平面拉伸流中，我们发现只有当两个囊泡在驻点附近迎面碰撞时，才会形成稳定的囊泡双峰。在微流体阱中，通过主动控制回路将伸展流的停滞动态地放置在囊泡双峰的中间，观察到囊泡双峰的新颖动力学。数值模拟结果表明，存在一个临界拉伸流速，在此流速以上，扩散流克服了粘附作用，从而提供了一种简单的方法来测量两个囊泡膜之间的粘附强度。在平面剪切流中，数值模拟表明，囊泡双峰可以形成提供的粘附强度是足够大的在一个给定的囊泡减少面积。一旦形成了一个双峰，它的振荡动力学被发现依赖于粘合强度和它们的减少面积。此外，有效的剪切粘度的稀释悬浮液的囊泡双峰被发现是一个功能的减少面积。这些数值研究和分析的结果揭示了粘性流体中囊泡之间的粘附相互作用的流体动力学和流变学后果。
2019-07-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Stress fluctuations and shear thickening in dense granular suspensions
我们实验研究了硅油中颗粒的流变性和应力波动。我们发现，无论是增稠强度和应力波动显着减弱与石油粘度$η_0$。我们的流变学结果的Wyart-Cates模型描述不同的动态堵塞状态的比较表明，从摩擦接触润滑的相互作用作为$η_0$增加。为了阐明粘性相互作用对流变学的贡献，我们系统地测量了各种流动状态下的应力波动。用$η_0$减少应力波动表明，强润滑层极大地抑制了颗粒之间的力相关性。测量应力波动在强剪切增稠制度，我们观察到一个交叉从不对称伽马对称高斯分布和与之相关的横向（径向）相关长度$ξ$随着剪切速率的增加而减少。
2019-10-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Modelling the Microstructure and Stress in Dense Suspensions Under Inhomogeneous Flow
在非均匀流动下，稠密悬浮液表现出违反常规均匀流变学的复杂行为。具体而言，人们发现流动区域的宏观摩擦系数低于屈服标准，和体积分数高于堵塞标准。我们证明了基本的物理将剪切速率波动到最近提出的张量模型的微观结构和应力，并将该模型应用到一个不均匀的流动问题。该模型的预测同意定性与基于粒子的模拟。
2020-09-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Particle shapes leading to Newtonian dilute suspensions
众所周知，颗粒在粘性流体中的悬浮液可以显著影响流变学，即使在稀悬浮液中也产生显著的非牛顿响应。然而，这是不清楚的先验粒子形状导致这种行为。我们提出了两个简单的对称性条件的形状，这是足够的稀悬浮液是牛顿的所有应变大小和一个足够的牛顿行为的小应变。我们还构造了一类形状薄，刚性杆没有发现的对称性参数共享此属性为小应变。
2019-12-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The effect of elastic walls on suspension flow
本文研究了具有可变形弹性壁面的平面Couette流中刚性颗粒的悬浮问题。我们发现，在极限的惯性消失，弹性壁诱导剪切稀化的悬浮液流，使有效粘度降低壁变形能力的增加。这种剪切变稀行为源于刚性颗粒、软壁和载液之间的相互作用;不对称壁变形引起作用于颗粒的净升力，因此颗粒朝向通道的主体迁移。根据我们的观察，我们提供了一个封闭的悬浮液粘度，可用于模拟弹性通道中的任意体积分数的悬浮液的流变学。
2019-06-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Rheology of a concentrated suspension of spherical squirmers: monolayer in simple shear flow
一个集中的，垂直单层相同的球形蠕动，这可能是底部重，并受到线性剪切流，模拟计算两种不同的方法：斯托克斯动力学，和润滑理论为基础的方法。惯性可以忽略不计。目的是计算有效剪切粘度，并且在可能的情况下，计算法向应力差作为球体面积分数$ϕ$、蠕动参数$β$的函数（与蠕动者的主动应力波与其游动速度的比率成比例），游动速度与剪切流的典型速度的比率$Sq$，底部重度参数$G_{bh}$，剪切流与水平线形成的角度$α$，以及两个参数，这两个参数定义了在计算上需要的排斥力，以防止当它们的距离小于临界值$εa$时蠕动体重叠，其中$ε$非常小，而$a$是球体半径。斯托克斯动力学方法允许计算$ϕ$值至$0.75$值的流变学量;润滑理论方法可用于计算$ϕ> 0.5$。这项工作的一个主要发现是，尽管有非常不同的假设，两种方法的计算给出重叠的结果作为$ϕ$的函数的粘度范围$0.5 < ϕ< 0.75$。这表明，润滑理论，仅基于近场相互作用，包含了大部分相关的物理，并考虑到更远的粒子比最近的相互作用是不必要的描述占主导地位的物理。
2020-04-29 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Signatures of elastoviscous buckling in the dilute rheology of stiff polymers
当刚性聚合物在剪切流中翻滚时，其经历压缩粘性力，这可导致其屈曲并随着流动强度的增加而经历一系列形态转变。我们使用数值模拟来揭示这些过渡的刚性聚合物的稀悬浮液的稳定剪切流变学的影响。我们的结果同意经典的缩放布朗杆在相对较弱的流动，但离开他们以上的屈曲阈值。弹性粘性屈曲的特征包括剪切变稀的增强和法向应力差的增加。我们讨论了我们的研究结果，在刚性布朗杆和非布朗弹性纤维过去的工作，并强调了微妙的作用，热波动触发不稳定性。
2021-06-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Hidden Invariants in Rheology: The Persistent Granular Nature of Liquids
本文将使用的参数来自变形驱动的混合组件，特别是重要的微流体，以表明标准的不变量为基础的方法，流变学是缺乏的。它示出的偏差，$D_{ij}$，对称化的过程后，失去了显微镜确定的信息，区分旋转剪切和延伸在一个独特的方式。我们恢复这一信息，通过分析的离散过程，必须在高度相关的流体变形驱动的混合。如果没有这一点，我们表明，有没有希望得到足够的一般材料参数的流变学微观动力学。有一个明确的微观的概念，每个包裹的旋转速率，我们得出一个一般类不变的流变理论it.We讨论了一些影响高阶流动的解决方案和悬浮液，包括可能性的驱动和稳定的非均匀分布，单独使用水动力。
2014-09-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear thickening, frictionless and frictional rheologies in non-Brownian suspensions
悬浮在牛顿流体中的颗粒提高了粘度，并且通常还引起剪切速率依赖性流变学。特别是，在大固体体积分数下可能会观察到明显的剪切稠化。在最近的一篇文章（R。濑户河J.F.马里Morris和M. M.丹尼，物理学评论快报，111：218301，2013），我们已经考虑了再现实验观察到的剪切增稠行为（包括不连续剪切增稠（DST））的最小组分组。我们已经发现摩擦接触力是必不可少的，并且能够通过包括这种物理成分以及粘性润滑的模拟来再现实验行为。在这篇文章中，我们深入研究了摩擦的影响，并表示在框架中的干扰过渡。堵塞转变时的粘度发散是悬浮液流变学中的一个众所周知的现象，反映在粘度的许多经验定律中。摩擦可以影响这种发散，并且特别地，如果颗粒是摩擦的，则堵塞填充分数减少。在这里提出的物理描述中，剪切增稠是这种效应的直接结果：随着剪切速率的增加，摩擦随着更多接触的形成而越来越多地被并入，导致从大部分无摩擦流变学转变为大部分摩擦流变学。这一结果是重要的，因为它转移的重点从润滑流体力学和详细的微观相互作用的几何形状和空间约束接近堵塞过渡。
2014-09-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Modeling drop deformations and rheology of dilute to dense emulsions
本文综述了从稀到稠密乳液的流变学建模方法，涵盖解析与数值技术，旨在揭示液滴变形与宏观流变性质间的关联。
2025-01-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Non-Brownian diffusion and chaotic rheology of autophoretic disks
本研究以二维自泳圆盘为活性液滴的最小模型，通过数值模拟发现其长时间均方位移呈线性但为非布朗扩散，且弱剪切下稀悬浮液呈混沌流变，随流速增强会依次变为周期态和稳态。
2023-05-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Stress relaxation in a dilute bacterial suspension: The active-passive transition
我们分析了稀释的细菌悬浮液的时间依赖性非线性流变学（例如E。大肠杆菌）的一对冲动开始的线性流动-简单剪切和单轴拉伸。流变学由细菌取向分布决定，其满足动力学方程，该动力学方程包括由施加的流动引起的旋转，以及通过旋转扩散和翻滚而松弛至各向同性。相关的无量纲参数是Peclet数$Pe\equiv \dotγτ$和$τD_r$，Peclet数决定了流动诱导取向各向异性的重要性，$τD_r$量化了两种内在取向去相关机制（翻滚和旋转扩散）的相对重要性。这里，$τ$是表现出奔跑-翻滚动力学的细菌的平均奔跑持续时间，$D_r$是细菌的固有旋转扩散率，而$\dotγ$是施加的速度梯度的特征幅度。动力学方程的解决方案是使用频谱伽辽金法数值获得的，并在整个范围内的$Pe$产生相关的流变性能。对于简单剪切，我们在小$Pe$下的分析预测的应力松弛与Lopez等人（2015）的实验观察结果非常一致。然而，在大$Pe$上的分析产生了性质上不同的弛豫。实验中的流变学响应对应于从小$Pe$的主动游泳者的近各向同性悬浮到大$Pe$的被动杆的明显（近）各向同性悬浮的过渡。相比之下，计算产生了预期的过渡到一个几乎流动对齐悬浮被动刚性棒在高$Pe$。我们探测这种主动-被动过渡系统，补充数值解与解析解从适当的基态微扰展开。
2018-09-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Coupled DEM-LBM method for the free-surface simulation of heterogeneous suspensions
悬浮液的组成颗粒相和液相之间的相互作用的复杂性需要对组成本身进行适当的处理。混合计算框架为这类系统的数值模拟提供了一种很有前途的方法。当颗粒相的粒子动力学的拉格朗日描述在流体描述中找到对应时，这是自然完成的。在这项工作中，我们采用扩展的格子玻尔兹曼方法的非牛顿流变学，自由表面，和移动边界。该模型允许相位的完全耦合，但以简化的方式。通过一个重力驱动的颗粒悬浮流的例子给出了实验验证。
2015-09-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Fluctuations and diffusion in sheared athermal suspensions of deformable particles
我们分析了弹性胶囊（红细胞）的剪切无热悬浮液中的颗粒位移和应力的波动。当从稀释的高度集中的制度的体积分数的变化，我们的数值模拟揭示了不同的特征幂律制度的波动方差和弛豫时间。在堵塞阶段，并在高剪切速率，异常标度指数被发现偏离纯尺寸的预测。所观察到的行为是合理的，通过动力学参数和耗散平衡模型，考虑到粒子之间的局部流体流动。我们的研究结果支持了这样的观点，即稠密悬浮液的流变学本质上是由非仿射位移。
2015-01-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
