Dynamics and Rheology of Vesicle Suspensions in Wall-Bounded Shear Flow
结合分子动力学和介观流体动力学模拟，研究了流体囊泡或红细胞悬浮液的动力学和流变学。囊泡悬浮液被限制在两个非滑动壁之间，其被外部驱动以产生具有剪切速率$\dotγ$的剪切流。的流动行为进行了研究作为$\dotγ$，囊泡的体积分数，和内部和外部流体之间的粘度对比的函数。两个囊泡的相遇和相互作用，悬浮液的特性粘度，以及壁附近的无细胞层的结果。
2013-04-03 cond-mat.soft
Microscopic theory for the rheology of jammed soft suspensions
我们开发了一个本构模型，允许描述的流变学的二维软稠密悬浮液以上堵塞。从粒子动力学的统计描述开始，我们推导出，使用一组近似，一个非线性张量演化方程的应力张量的偏量部分的应变率和涡量张量。出现在这个方程中的系数可以用填充分数和颗粒级参数来表示。这种本构方程植根于微观动态定性再现了一些显着的特点的流变学堵塞软悬浮液，包括存在的屈服应力的剪切分量的应力和法向应力差。也考虑了更复杂的协议，如预听后的松弛，显示出更强的预听后松弛后的应力更小。
2021-11-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Origin of two distinct stress relaxation regimes in shear jammed dense suspensions
许多稠密的颗粒悬浮体显示出应力诱导的从类液体状态到类固体剪切堵塞（SJ）状态的转变。然而，潜在的粒子尺度动力学导致这种惊人的，可逆的转变的散装仍然未知。在这里，我们研究了瞬态应力松弛行为的SJ状态下形成的一个良好的特征在于致密的悬浮液下的阶跃应变扰动。我们观察到一个强烈的非指数松弛，开发一个尖锐的不连续的应力下降，在短时间内足够高的峰值应力值。高分辨率的边界成像和正常的应力测量证实，这种应力不连续起源于本地化的塑性事件，而系统跨越膨胀控制较慢的松弛过程。我们还发现了一个有趣的瞬态弛豫的性质和稳态剪切干扰相图从Wyart-Cates模型获得之间的相关性。
2022-06-25 cond-mat.soft
Rheology and structure of a suspension of deformable particles in plane Poiseuille flow
我们提出了一个实验研究的流变性和结构的受限悬浮液中流动的可变形颗粒在准二维Poiffille流。由于精确的微流体粘度测定技术结合浓度分布的测量，我们的研究提供了第一个实验确认{与三维颗粒}的结构化效应和流变学之间的强关系，以前只报道在纯二维系统的数值模拟。在由于限制而发生强结构化效应的条件下，有效粘度随颗粒浓度（这里是红细胞）的演变显示出与悬浮液结构中的定性转变相关的快速增长和平稳期的显著连续范围。
2022-04-07 cond-mat.soft
A unified description of the rheology of hard-particle suspensions
布朗或胶体颗粒（直径$d \lesssim 1$ $μ$ m）的悬浮液的流变学与较大颗粒（$d \gtrsim 50$ $μ$ m）的悬浮液的流变学明显不同。这两个制度中的每一个已经被单独研究，但流动的悬浮液与中间粒径（1 $μ\textrm{m} \lesssim d \lesssim 50$ $μ$ m），这在应用中普遍存在，仍然知之甚少。通过测量具有广泛尺寸范围的硬球悬浮液的流变学，我们实验表明，剪切增稠驱动从胶体到颗粒流的过渡跨越中间尺寸制度。这一见解使得有可能在全尺寸范围内统一描述硬球的（非惯性）流变学。此外，我们能够测试一个新的理论摩擦诱导剪切增稠，表明我们的数据可以很好地拟合使用从它派生的表达式。
2015-08-24 cond-mat.soft
Hydrodynamic interactions in anomalous rheology of active suspensions
本研究通过模型推进型游泳者的流体动力学模拟，揭示剪切流中流体动力学相互作用诱导游泳者取向并导致显著降黏，阐明活性悬浮液异常流变学的核心机制。
2023-12-17 cond-mat.soft
Theory of nonlinear rheology and yielding of dense colloidal suspensions
提出了一种求解稠密悬浮液非线性流动的第一性原理方法，该方法可以描述胶体流体的剪切变稀和胶体玻璃的动态屈服。密度波动的平流起着核心作用，抑制了粒子的束缚，加速了结构弛豫。模式耦合的方法来探索这些影响。
2002-10-22 cond-mat.soft
Rheology of confined non-Brownian suspensions
本文采用直接数值模拟方法研究了平面库埃特流中中性浮力刚性单分散球受限悬浮液的流变特性。我们发现，如果通道的宽度是球体直径的（小）整数倍，则球体自组织成彼此滑动的二维层，并且悬浮液的有效粘度显著降低。每个二维层被发现在结构上是液体状的，但它们的动力学在时间上是冻结的。
2015-06-29 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
System-spanning dynamically jammed region in response to impact of cornstarch and water suspensions
我们的实验特征的玉米淀粉和水的浓缩悬浮液的冲击响应。我们假设，动态堵塞的区域，传播的冲击器是负责强大的应力响应的影响时，它跨越固体边界之间。使用表面成像和粒子跟踪在边界对面的冲击，我们观察到，一个可见的结构和粒子流在边界发生延迟后的影响。我们表明延迟时间是大约相同的时间作为强应力响应，确认强应力响应的结果从变形的动态卡住的结构，一旦它跨越之间的冲击器和固体边界。在一篇配套论文（arXiv：1407.0719）中报告了这种强烈应激反应的特征。我们还详细说明了结构的动态卡住的区域，一旦它跨越从撞击到固体边界。我们观察到颗粒流在底部边界的动态堵塞区域的外部，与一个净横向位移高达约5%的冲击器位移，表明剪切边界。动态堵塞区域的外部表面的直接成像揭示了表面结构的变化，该变化与其他玉米淀粉悬浮液中的膨胀结果相同。成像还显示裂缝，就像易碎的固体。这些观察结果表明，动态卡住的结构可以暂时支持应力根据有效模量，如土壤或致密颗粒材料，沿着网络的冲击器和固体边界之间的摩擦接触。
2018-03-15 cond-mat.soft
Non-linear rheology of active particle suspensions: Insights from an analytical approach
我们认为主动悬浮液在各向同性相受到剪切流。使用一组扩展的流体动力学方程，我们推导出各种流变量，如剪切粘度和法向应力差的{ \em解析}表达式。在协议全面成熟的数值计算和实验中，我们发现一个剪切增稠或变稀行为取决于颗粒是否收缩或伸展。此外，我们的分析方法预测，正常的应力差异，可以改变他们的符号相比，被动悬架。
2010-11-30 cond-mat.soft
A fractal approach to the rheology of concentrated cell suspensions
新型CHO细胞悬浮液在大范围的浓度的流变行为的结果进行了报道。的浓度依赖的屈服应力和弹性平台模量的形式化的分形聚集体剪切下的背景下，和相当不同的指数相比，红细胞悬浮液的情况下被发现。这是解释的内在微观参数，如细胞-细胞粘附能和细胞弹性，但也细胞个体的动态特性，发现在大浓度（φ>0.5）的粘弹性数据相关。
2007-09-23 cond-mat.soft
Fracture and failure of shear-jammed dense suspensions under impact
研究冲击下剪切阻塞稠密悬浮液的断裂与失效机制，通过实验确定高应力下裂纹形成条件及材料刚度变化。
2025-11-21 cond-mat.soft
Critical scaling and soft granular rheology of frictionless non-Brownian suspensions across jamming
Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Grenoble INP（格勒诺布尔国立理工学院）
通过三维模拟研究无摩擦非布朗可变形颗粒悬浮液跨堵塞转变的流变行为，开展临界标度分析证实剪切驱动堵塞为二阶临界现象，构建流态图谱并提出软颗粒流变标度关系，实现宽范围动力学与密度区间的数据塌缩与预测。
2026-09-04 cond-mat.soft
Relaxation and Rheology in Dense Athermal Suspensions
我们研究的松弛和流变性的无摩擦颗粒的致密无热悬浮液接近以下的堵塞密度。我们的关键量，弛豫时间-确定从剪切后的能量的指数衰减突然被切断-被认为是一个决定因素背后的代数分歧的各种数量的干扰密度接近从下面。我们还定义和测量的“耗散时间”，这是直接在剪切模拟中获得，并发现它的行为类似于弛豫时间。比较剪切粘度与耗散时间的表达式，我们确定了一个非发散因子，解释了需要在剪切粘度的缩放分析中的校正项。
2013-02-26 cond-mat.soft
Stress controlled rheology of dense suspensions using transient flows
当施加的应力超过一定阈值时，牛顿液体中的硬颗粒的稠密悬浮液可以被剪切堵塞。然而，从流体到固化状态的这种堵塞转变不能用常规的稳态流变学来探测，因为材料内部的应力分布不能以足够的精度来控制。在这里，我们介绍和验证的方法，克服了这个障碍。生成快速传播的剪切前沿，并用于建立良好控制的局部应力条件，扫过材料。利用这种瞬态流动，我们能够跟踪如何一个稠密的悬浮液接近其剪切堵塞状态动态，并可以定量映射出的起始应力凝固在一个状态图。
2018-10-28 cond-mat.soft
First-Principles Constitutive Equation for Suspension Rheology
我们提供了一个详细的推导最近开发的第一原理方法来计算系统的平均值的相互作用，球形布朗粒子下随时间变化的流。虽然我们把自己限制在均匀和不可压缩的流动，时间依赖性和几何形状（如剪切，延伸）是任意的。模式耦合理论中的近似公式特别适用于稠密的胶体悬浮液，并捕获了由颗粒相互作用引起的缓慢弛豫以及由此产生的向非晶态固体的玻璃化转变。胶体悬浮液中缓慢的结构弛豫和随时间变化的外部流动之间的微妙相互作用可以在完全张量理论中进行研究。
2012-05-09 cond-mat.soft
A First-Principles Constitutive Equation for Suspension Rheology: Supplementary Material
论文“悬浮液流变学的第一原理本构方程”的补充材料。
2008-08-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flow regime transitions in dense non-Brownian suspensions: rheology, microstructural characterisation and constitutive modelling
采用离散元方法模拟了考虑颗粒接触和流体动力润滑的稠密非布朗悬浮液的剪切流动。由此产生的流态被映射在固体体积分数，剪切速率，流体粘度和颗粒刚度的参数空间中。在临界体积分数$ϕ_c$以下，流变学由Stokes数控制，Stokes数区分粘性和惯性流动状态。高于$ϕ_c$，低和中等剪切速率下存在准静态区域。在非常高的剪切速率下，失去了对$ϕ$的依赖性，并探索了软颗粒流变学。流变状态之间的过渡与润滑对悬浮应力的贡献有关。微观现象的转变，如粒子间的力分布，织物和相关长度被发现对应于那些在宏观流动。受整体流变学的启发，提出了一种本构模型，该模型将粘性压力项与Chialvo，Sun和Sundaresan提出的干颗粒模型相结合[Phys.Rev.E.2004]。\textbf{85}，021305（2012）]。该模型成功地捕捉流态过渡。
2014-12-11 cond-mat.soft
Extended $μ(J)$-rheology for dense suspensions at oscillatory shear flows
最近的研究强调，振荡和时间相关的剪切流可能有助于增加稠密悬浮液的流动性。虽然大多数的焦点一直在横流，我们在这里研究一个简单的二维悬浮液中，我们同时施加振荡和固定剪切沿同一方向。我们首先表明，在这种设置中的粘度显着降低的振荡幅度的增加，与以前的索赔。这种减少可以归因于随着振荡幅度的增加，接触数量的大幅减少和微观结构的改变。作为一个子结果，我们发现两个扩展的$μ(J)$ -流变学，剪切应力和剪切速率之间的本构关系，有效的纯振荡流和具有较高的剪切堵塞的包装分数的悬浮液组成的摩擦颗粒相比，稳定的剪切条件。
2020-04-14 cond-mat.soft
Rheology of moderated dilute suspensions of star colloids: the shape factor
该研究通过数值模拟探究星形胶体形状对其中等浓度悬浮液流变特性的影响，发现带弯曲臂和钩的胶体易缠结形成高应力团簇，使黏度骤增，且该效应在中等体积分数和宽Péclet数范围下仍显著。
2024-05-17 cond-mat.soft
Oscillatory shear flows of dense suspensions at imposed pressure: Rheology and micro-structure
振荡剪切已被广泛用于研究非稳态剪切下悬浮液的流变特性。此外，最近的工作表明，振荡流可以改善稠密悬浮液的流动性。虽然大多数研究都是在恒定体积下进行的，但我们在这里研究了二维悬浮液的振荡剪切流，使用正常的压力控制装置。为了描述流变学，我们引入了一个复数宏观摩擦系数$μ^{*}$，遵循复数粘度$η^{*}$的惯例，和一个剪切速率平均粘性数$J'$。通过系统地改变应变大小$γ_0$和$J'$，使用数值模拟的流变学和微观结构的稠密悬浮液进行了研究。我们研究了由摩擦（$μ_p=0.4$）或无摩擦（$μ_p=0$）颗粒组成的悬浮液，发现随着$γ_0$的减小，复杂的宏观摩擦和接触次数（包括总接触和滑动接触）的临界值（如$J' \to 0$）减小。对于由摩擦颗粒组成的悬浮液，我们还发现临界（即~剪切堵塞）填充分数$ϕ_c$随着$γ_0$的减小而增加。在这两种情况下，摩擦和无摩擦，我们发现，接近剪切堵塞的流变响应从一个粘性的弹性响应$γ_0$降低到低于$\sim0.33$。
2021-06-14 cond-mat.soft
Rheology of bidisperse suspensions at the colloidal-to-granular transition
School of Engineering, The University of Edinburgh（爱丁堡大学工程学院）；School of Physics and Astronomy, The University of Edinburgh（爱丁堡大学物理与天文学院）
研究双分散悬浮液在胶体到颗粒过渡时的流变学行为，揭示了不同组分比例下粘度和剪切变稠特性变化规律。
2025-06-05 cond-mat.soft
Constitutive relation for the system-spanning dynamically jammed region in response to impact of cornstarch and water suspensions
我们的实验特征的冲击响应的浓缩悬浮液组成的玉米淀粉和水。我们观察到，悬浮液支持一个大的正应力-MPa的顺序-与延迟后，撞击器击中悬浮液表面。我们发现，无论是延迟，也不是应力的大小还可以解释的剪切增稠的稳态粘度，或基于增加的质量或其他惯性效应的影响模型的标准流变模型。当冲击器前面的悬架的动态堵塞区域传播到容器的相对边界时，应力增加发生，当容器跨越固体边界之间时，容器的相对边界可以支撑大的应力。我们提出了一个本构关系的冲击流变学的影响力的冲击器，其位移。这可以用有效模量来描述，但仅在动态堵塞区域跨越固体边界所需的延迟之后。模量和延迟都被报告为冲击速度、流体高度和重量分数的函数。我们在这篇论文的配套文件中报告了动态堵塞区域的结构，当它跨越撞击器和相对边界（arXiv：1709.01133）之间。在一个直接的后续行动中，我们表明，这种本构模型可以用来定量预测，例如，一个人的脚的轨迹和穿透深度行走或运行在玉米淀粉和水。
2018-03-15 cond-mat.soft
Rheology and microrheology of deformable droplet suspensions
软胶体颗粒的稠密悬浮液显示出广泛的物理和流变性质，这些性质仍然远未被完全理解。为了阐明胶体流的变形能力的作用，我们采用计算机模拟来测量的表观粘度的可变表面张力的液滴系统进行压力驱动的流。我们确认，我们的悬浮液一般经历不连续的剪切稀化，并确定的发病的不连续性上的表面张力的依赖性。我们发现悬浮液的有效粘度主要由毛细管数决定。我们提出了积极的微观流变学模拟，其中一个单一的液滴被拖动通过悬浮液。这些也显示了一个动态的相变，类似于一个与不连续的剪切变稀在我们的解释。这种转变是由液滴速度与所施加的力之间的不连续性发出的信号。
2018-08-30 cond-mat.soft
Rheology of active suspensions with hydrodynamic interactions
利用一个简单的自推进粒子模型，研究了空间均匀的活性粒子稀悬浮液的有效剪切粘度。我们使用非线性Fokker-Planck方程来驱动动力学描述，包括外部流场的影响，旋转扩散，和颗粒-颗粒在二维的流体动力学相互作用。在小的Peclet数，在一个简单的剪切流，到二阶的游泳者的体积分数，这表明明确的剪切粘度的游泳机制的细节依赖的应力张量的解析表达式。
2017-02-14 cond-mat.soft
Conching chocolate: A prototypical transition from frictionally jammed solid to flowable suspension with maximal solid content
将10-50μm初级颗粒的粉末混合到液体中以形成具有尽可能高的固体含量的分散体是常见的工业操作。建立在这种“颗粒分散体”的流变学的最新进展，我们研究了这样的粉末掺入的一个典型的例子：conching的巧克力，其中一个均匀的，流动的悬浮液是从颗粒，甘油三酯油和分散剂的不均匀混合物制备。研究简化配方的流变学，我们发现，输入的机械能和分阶段添加的表面活性剂相结合，以实现相当大的转变，堵塞的体积分数的系统，从而增加了最大可流动的固体含量。我们讨论了这种转变的可能的微观起源，并建议巧克力conching使无处不在的粉液混合类。
2019-05-06 cond-mat.soft
Rheology of dense granular suspensions under extensional flow
我们研究了颗粒悬浮体在各种拉伸变形和简单剪切下的数值模拟。的粘度和Trouton的比率（拉伸剪切粘度的比率）的固体体积分数$ϕ$接近零惯性的极限的函数计算。无摩擦颗粒的悬浮液遵循牛顿Trouton的比例$ϕ$一直到$ϕ_0$，一个通用的卡点，是独立的变形类型。与此相反，摩擦颗粒导致的变形类型相关的堵塞分数$ϕ_m$，这是最大的剪切流。因此，特劳顿的比率从牛顿开始，但发散为$ϕ\toϕ_m$。我们解释了这种差异，在悬浮液中的摩擦颗粒考虑在堵塞的颗粒排列。虽然无摩擦颗粒悬浮液在堵塞时具有几乎各向同性的微结构，但摩擦允许更多的各向异性接触链，这允许在较低的$ϕ$下堵塞，但引入了协议依赖性。最后，我们提供的证据表明，粘性数流变学可以从剪切延伸变形，特别是成功的崩溃无摩擦颗粒。拉伸变形是悬浮液流变学中的一个重要类别，与浆料加工、造粒和高性能材料有关。
2018-04-22 cond-mat.soft
Role of microgel stiffness in particle self-assembly and suspension rheology across the lower consolute solution temperature
Raman Research Institute（拉曼研究所）
本研究通过调控交联剂合成不同刚度的PNIPAM微凝胶，发现软粒子悬浮液在LCST以上呈现凝胶-液体-凝胶转变，而硬粒子则呈现玻璃-玻璃转变，且刚度影响静电稳定性与疏水性。
2024-02-09 cond-mat.soft
Bidisperse and polydisperse suspension rheology at large solid fraction
在相同的固相体积分数下，双分散和多分散悬浮液的粘度较低，法向应力响应较弱。与粒度分布相关的粘度降低可以通过最大可流动或堵塞固体分数$ϕ_m$的增加来解释。在这项工作中，稠密的悬浮液在强剪切下模拟，其中热运动和排斥力可以忽略不计，但我们允许颗粒接触与轻微的摩擦相互作用，颗粒间的摩擦系数为$μ = 0.2$。方面的双分散悬浮液流变学首先重新建立，该方法再现既定的趋势;研究的双分散悬浮液的大小比的$δ= 2$到4表明，在粘度的最小值发生$ζ$略高于0.5，其中$ζ= ϕ_l/ϕ$是由大颗粒占据的总固体体积的分数。简单的剪切流的多分散悬浮液截断正常和对数正态分布的尺寸分布，和双分散悬浮液，这是统计上等同于这些多分散的情况下，三阶矩的尺寸分布，模拟和提取的流变学。先前的工作表明，这样的分布与等效的低阶矩有类似的$ϕ_m$，和正常的，对数正态和双分散的情况下的流变行为被证明是在很宽的范围内的颗粒尺寸的标准偏差，与标准的相关性，这是功能上依赖于$ϕ/ϕ_m$提供良好的协议与模拟中发现的流变学。双分散和多分散悬浮液之间粘度和法向应力响应的密切一致性表明了非胶体悬浮液中最大填充分数的控制作用
2017-11-10 cond-mat.soft
Jamming transitions in a schematic model of suspension rheology
我们研究了剪切胶体的简单标量模型中的稳态应力响应。我们的模型是基于玻璃化转变的示意图（F2）模型，具有依赖于应力和剪切速率的记忆项。对于合适的参数，我们发现从流体到非遍历，堵塞状态的过渡，在施加应力的间隔中显示零流速。虽然堵塞状态是一个玻璃，我们预测，堵塞过渡具有不同于传统的模式耦合玻璃化转变的分析结构。我们讨论的静态堵塞转变也不同于流体动力剪切稠化。
2003-06-09 cond-mat.soft
Slow coarsening in jammed athermal soft particle suspensions
我们模拟了一个密集堵塞，无热的排斥性软粒子浸在溶剂中的组件。从一个初始条件对应于淬火从高温开始，我们发现非平凡的缓慢动力学驱动的逐步释放存储的弹性能量，与均方根粒子速度衰减为幂律的时间与分数指数。这种衰减是伴随着存在的组装内的空间局部化和时间上间歇性的“热点”的非仿射变形，连接由远程漩涡中的速度场，让人联想到当地的塑性事件和远程弹性传播，已被深入研究的剪切非晶材料。热点的图案逐渐变粗，热点的大小和分离随着时间的推移缓慢增长，和相关的速度相关长度增加的次线性幂律。然而，在一幅强烈间歇性动态的整体图景中，每个单独的点都只是短暂存在的。
2019-08-08 cond-mat.soft
Mechanical aging and non-linear rheology of concentrated colloidal suspensions: experimental facts and simple models
许多胶体系统在浓缩时表现出非常非牛顿的和固体状的行为，一个显著的特征是屈服应力的出现。在回顾了胶体颗粒之间相互作用的一些基础知识之后，我提出了一些在这些系统中常见的实验事实：老化和非线性流变学。一个简单的唯象模型，然后介绍，其中的局部状态的系统是由一个单一的标量参数，流动性。我继续在这些系统中的一些异构流的意见。这些笔记并不打算成为一个全面的评论，读者是直接为进一步阅读的参考
2003-03-20 cond-mat.soft
Energetic Instability Unjams Sand and Suspension
干扰是一种发生在各种系统中的现象，如交通、胶体悬浮物和颗粒物质。本文提出了卡紧状态下的可逆弹性形变理论。首先，一个明确的颗粒应力应变关系，捕捉许多相关的功能，特别是包括库仑屈服面和三阶堵塞过渡。然后，这种方法是广义的，并考虑堵塞的磁流变液和电流变液，再次产生的结果，以及比较实验和模拟。
2004-07-21 cond-mat.soft
Dynamics and rheology of a dilute suspension of vesicles: higher order theory
剪切流下的囊泡表现出各种动力学：坦克踩踏（$tt$），翻滚（$tb$）和摆动呼吸（$vb$）。一致的高阶理论揭示了如果$C_a\equiv τ\dotγ$足够小（$τ$ =囊泡向平衡形状的弛豫时间，$\dotγ$ =剪切速率），则从$tt$到$tb$的直接分叉。在较大的$C_a$中，$tb$之前是$vb$模式。对于$C_a\gg 1$，我们恢复了前导阶原始计算，其中$vb$模式与$tb$共存。一致的计算揭示了一些定量的差异与最近的作品，并指出新的功能。我们分析了流变学，发现有效粘度在$tt-tb$和$tt-vb$分叉点处具有最小值。
2007-07-14 cond-mat.soft
Diverging viscosity and soft granular rheology in non-Brownian suspensions
我们使用大规模的计算机模拟和有限尺寸标度分析来研究无摩擦非布朗粒子的稠密三维悬浮液在堵塞过渡附近的剪切流变学。我们进行模拟软排斥粒子在恒定的剪切速率，恒定的压力，和有限的系统尺寸，并仔细研究大系统尺寸和无限硬粒子排斥的渐近极限。将先前的分析扩展了两个数量级，我们首先研究了硬颗粒极限下剪切粘性的渐近行为。我们确认其渐近幂律发散的干扰过渡，但表明，精确确定的临界密度和临界指数是困难的，由于粘度的“多尺度”行为。此外，有限尺寸标度分析表明，这种分歧是伴随着一个不断增长的相关长度尺度，这也分歧代数。然后，我们研究了软排斥的效果，并提出了一个自然延伸的标准颗粒流变学，以考虑柔软度的影响，我们从模拟验证。接近堵塞过渡，这种“软颗粒流变学”提供了一个详细的描述软颗粒的非线性流变学，这不同于早期的经验缩放形式。
2015-04-03 cond-mat.soft
Fluctuations and Rheology in Active Bacterial Suspensions
我们探测非平衡性质的活性细菌浴通过测量被动示踪剂粒子的相关性和驱动，光学捕获示踪剂的响应函数。这些测量表明违反了波动耗散定理，使我们能够提取的主动应力波动的功率谱。在某些情况下，我们观察到$1/\sqrtω$缩放的噪声频谱，我们可以从一个理论模型，结合耦合应力，方向和浓度波动的细菌。
2007-09-10 cond-mat.soft
Derivation of a constitutive model for the rheology of jammed soft suspensions from particle dynamics
考虑到堵塞密度以上的二维软悬浮液的流变特性，从微观粒子动力学出发，推导了一个张量本构模型。从控制$N$ -粒子分布的方程出发，导出了应力张量的演化方程。这个演化方程不是封闭的，因为它涉及到对粒子和三粒子的关联函数。为了封闭这个方程，我们首先采用标准的柯克伍德封闭关系来表示三粒子的关联函数的对关联函数。然后，我们使用一个简单的和物理动机的对关联函数的参数化，以获得一个封闭的演化方程的应力张量。后者自然地表示为压力和应力张量的偏量部分的单独的演化方程。这些演化方程为我们提供了一个非线性张量本构模型描述的流变响应的堵塞软悬浮液的任意均匀变形。这种微观根源的描述的优点之一是，在本构模型中出现的系数是已知的包装分数和微观参数。
2022-03-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonlinear rheology of Laponite suspensions under an external drive
研究了合成粘土Laponite胶体悬浮体在均匀剪切应变作用下的非线性流变行为。我们表明，外部驱动器导致急剧放缓的老化动力学，甚至在某些情况下，在振兴的系统。在剪切下，在令人惊讶的长时间后，在静止时观察到的自发老化过程被抑制。然后，系统达到非平衡稳定状态，其特征在于取决于所施加的剪切速率的复数粘度。此外，玻璃表现出非牛顿剪切稀化行为。这些流变行为证实了最近的数值和理论预测。
2003-03-24 cond-mat.soft
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
Simple production of cellulose nanofibril microcapsules and the rheology of their suspensions
本研究提出一种利用纤维素纳米纤丝与油胺界面络合制备多孔壳微胶囊的简易可规模化方法，发现通过调整内相聚丙烯酸含量可调控悬浮液流变特性，为定制复杂流体流变学提供新途径。
2021-02-12 cond-mat.soft
Recent Modeling Advances in Dense Suspension Rheology
Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
研究稠密悬浮流变学的多尺度建模方法，结合干颗粒材料力学与流体动力学，揭示微观约束对宏观流变的影响。
2026-06-05 cond-mat.soft
Simulating dense granular suspension rheology using LAMMPS
高密度悬浮液广泛存在于自然界、制造业和工艺工程中。基于粒子的模拟已被证明是实验流变特性的宝贵补充，作为虚拟流变仪，可以快速探索参数空间和详细审查微观动力学。为了最大限度地提高这种模拟的效用，利用预先存在的、良好优化的、有据可查的代码可能是有利的。在这里，我们提供了一个简单的描述如何使用LAMMPS研究稠密的，颗粒悬浮液的流变学。
2022-12-16 cond-mat.soft physics.ed-ph
Simulation of dense non-Brownian suspensions with the lattice Boltzmann method: Shear jammed and fragile states
采用格子玻尔兹曼方法，对考虑流体动力学相互作用和颗粒间摩擦接触的稠密非布朗悬浮体系在简单剪切和振荡剪切作用下进行了数值研究.我们成功地再现了不连续剪切增稠（DST）下的一个简单的剪切散装三维系统。对于我们的模拟的振荡剪切在准二维系统中，我们测量的机械响应时，我们减少了初始振荡后的应变振幅与较大的应变振幅。在这里，我们发现存在的剪切堵塞状态下，该协议中的储能模量$G^{\prime}$是有限的高初始应变振幅$γ_0^{I}$。我们还发现存在的脆弱状态，其中流体和固体样的响应可以检测到一个相同的面积分数和初始应变振幅$γ_0^{I}$取决于初始阶段$Θ$（或所施加的应变的不对称性）的振荡剪切。我们还观察到在脆性状态下的振荡剪切下的DST样行为。此外，我们发现，应力各向异性变大的脆性状态。最后，我们确认的接触力的角分布的基础上的应力公式恢复的接触贡献的应力张量为简单的和振荡剪切大应变。
2019-11-12 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
New insights on carbon black suspension rheology -- anisotropic thixotropy and anti-thixotropy
我们报告了一个详细的实验研究的特殊的触变动力学的炭黑（CB，Vulcan XC-72）在矿物油中的悬浮液，特别是观察顺序的应力增加，然后在一个固定的剪切速率下降的降压测试。我们验证，这种动态，虽然奇特，来自一个真正的材料响应，而不是实验文物。我们还揭示了这种长时间的应力衰减是如何与抗触变性，而不是粘弹性，通过使用正交叠加（OSP）流变仪探测粘弹性模量在降压试验。存在正交储能模量和损耗模量，显示了这种两个时间尺度的恢复然后衰减响应，这表明这种响应是抗触变的，并且它涉及剪切诱导的结构化。我们进一步表明，在CB悬浮液的剪切下，使用OSP的机械各向异性。基于流变学的结果，提出了一个微观结构示意图，定性地考虑触变结构的建立，反触变致密化，和各向异性结构的演变。我们的观察这些CB悬浮液的触变结构参数模型的标准范例之外，和弹性响应为我们提供了新的洞察CB悬浮液的瞬态动力学。
2022-02-09 cond-mat.soft
S-Shaped Flow Curves of Shear Thickening Suspensions: Direct Observation of Frictional Rheology
研究了简单球形颗粒浓悬浮液的流变行为。在受控应力下，该系统表现出S形流动曲线（应力与剪切速率），在低粘度牛顿制度和剪切增稠制度之间具有负斜率。在控制剪切速率下，观察到两种状态之间的不连续转变。用一种新的荧光探针进行的应力可视化实验表明，摩擦是剪切增稠的起源。应力可视化显示，如果施加介于高应力分支和低应力分支之间的应力，则系统中的应力保持均匀（无剪切带）。S形剪切增稠则是由于在增加应力时颗粒之间摩擦力网络的不连续形成。
2015-06-03 cond-mat.soft
Localized jammed clusters persist in shear-thickening suspension subjected to swirling excitation
本文研究了旋流激励下剪切增稠悬浮液中局域化堵塞团簇的形成与演化，发现其在高密度区出现并具有独特运动，且降低厚度可减小失稳阈值，揭示了自由表面在团簇持续存在中的关键作用。
2024-07-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The rheology of concentrated suspensions of arbitrarily-shaped particles
我们提出了一个改进的有效介质理论，以获得在任意体积分数的颗粒悬浮液的粘度的浓度依赖性。原则上，我们的方法可以应用于任何颗粒形状，只要在稀释极限下的特性粘度是已知的，并且颗粒不会太长。该程序允许构建一个连续介质模型，其中粒子之间的相关性通过有效体积分数引入。我们已经使用球体、椭圆体、圆柱体、哑铃和其他复杂形状测试了该过程。在硬球形颗粒的情况下，我们的表达式大大改善了以前的模型，如广泛使用的Krieger-Doughnut关系。最终获得的表达式的粘度尺度与有效体积分数，并显示出显着的协议与实验和数值模拟在各种各样的情况。
2010-05-31 cond-mat.soft
Theory for the rheology of dense non-Brownian suspensions: divergence of viscosities and $μ$-$J$ rheology
本文发展了一个以体积分数$φ$为特征的稠密非布朗悬浮液流变学的系统微观理论。对于压力$P$和剪切应力$σ_{xy}$，即$P \sim σ_{xy} \sim \dotγη_0 δφ^{-2}$，该理论成功地导出了堵塞点附近的临界行为（体积分数$φ_{J}$），其中$\dotγ$是剪切速率，$η_0$是溶剂的剪切粘度，并且$δφ= φ_J - φ> 0$是距堵塞点的距离。它还成功地描述了应力比$μ= σ_{xy}/P$相对于粘性数$J=\dotγη_{0}/P$的行为。
2019-02-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology in the Teaching Lab: Properties of Starch Suspensions
在日常生活中，我们会遇到许多复杂的流体，从剪切稀化的油漆和牙膏到剪切稠化的淀粉悬浮液。对它们的性质的研究为学生提供了一个将复杂的物理概念与他们的日常经验联系起来的机会。现代流变学使用昂贵的教学实验室不切实际的设备。在这里，我们描述了一个基本的流变仪适合学生实验室，可以证明和量化不连续剪切增稠，复杂流体的最显着的属性，并使用它来测量淀粉悬浮液的性能。
2014-10-20 cond-mat.soft physics.ed-ph
Understanding the rheology of kaolinite clay suspensions using Bayesian inference
泥浆是细颗粒（沙子、淤泥和粘土）在水中的悬浮物。泥浆中粘土矿物的相互作用产生了复杂的流变行为，如屈服应力、触变性和粘弹性。在这里，我们实验研究高岭石粘土悬浮液，模型泥浆，使用稳态剪切流变仪的流动行为。流变曲线表现出屈服应力和流变滞后行为的各种高岭石体积分数（$ϕ_k$）。进一步了解这些行为需要拟合现有的本构模型，这是具有挑战性的，由于许多拟合参数。为此，我们采用贝叶斯推断方法，马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC），以适应实验流动曲线的微观结构粘弹性模型。该方法使我们能够估计的粘土悬浮液的流变特性，如粘度，屈服应力，和松弛时间尺度。固有的松弛时间尺度的比较表明，高岭石粘土悬浮液是强粘弹性和弱触变性在相对较低的$ϕ_k$，而几乎是无弹性和纯触变性在高$ϕ_k$。总体而言，我们的研究结果提供了一个框架，预测模型拟合，以阐明天然材料和其他结构流体的流变行为。
2022-10-21 cond-mat.soft
Effects of particle stiffness on the extensional rheology of model rod-like nanoparticle suspensions
采用小振幅振荡剪切、稳态剪切和毛细管破裂拉伸流变仪研究了两种棒状颗粒悬浮液的线性和非线性流变行为。杆状悬浮液由fd病毒及其突变体fdY21 M组成，其是完全单分散的，具有900 nm量级的长度。粒子是半柔性的，但它们的持久长度不同。实验研究了刚度对剪切流和拉伸流流变行为的影响。线性粘弹性剪切数据进行了详细的比较与蠕虫状链的理论预测。的拉伸性能进行比较，巴彻勒的理论，广义的剪切稀化性质的悬浮液。理论预测与实测的复合模量在低浓度以及非线性剪切和拉伸粘度在高流速。在这项工作中的结果提供了指导方针，以提高拉伸粘度的基础上，在没有强法向力，这是高分子量聚合物的特性的纯摩擦效应。
2018-11-30 cond-mat.soft
Effects of particle roughness on the rheology and structure of capillary suspensions
我们表明，颗粒粗糙度导致的数量，形状和毛细管悬浮液中的液体桥所产生的毛细管力的变化。我们通过静电吸附二氧化硅微粒上的尺寸在40 nm和250 nm之间的二氧化硅纳米颗粒来产生具有不同粗糙度的荧光标记的树莓状颗粒。粗糙的颗粒需要更多的液体来填充表面粗糙，然后才能形成摆动的桥，从而导致更小和更弱的桥。在调节有效桥体积的系统中，较高的颗粒粗糙度导致较少聚集的网络，与光滑颗粒网络相比，其对于匹配的储能模量显示出较高的屈服应变。这一发现表明，颗粒-颗粒摩擦接触也影响毛细悬浮液的强度。使用渐近非线性振荡流变学，我们证实了剪切应力响应中的第三谐波的非立方幂律缩放，这两个赫兹接触和毛细管桥连接的颗粒之间的摩擦的结果。我们表明，排斥赫兹接触参数$A$是敏感的液体桥强度和粗糙度出现转移的相对缩放的幂律指数从粘合剂控制的摩擦负载控制的摩擦。
2022-05-11 cond-mat.soft
