Border-Crossing Model for the Diffusive Coarsening of Two-Dimensional and Quasi-Two-Dimensional Wet Foams
对于干泡沫，气体从小的高压气泡到大的低压气泡的传输主要是通过穿过分隔相邻气泡的薄皂膜的扩散来控制的。对于较湿的泡沫，随着平台边界和顶点用液体膨胀，膜面积变得更小。所谓的“边界阻塞”模型可以解释湿泡沫粗化的一些特征，其基于膨胀的边界完全阻塞气体通量的假设，然而，这种近似在湿/未堵塞极限中显著失败，其中气泡变成紧密堆积的球体并且即使没有膜也会进行粗化。在这里，我们占永远存在的过境流量由一个新的长度尺度定义的气体浓度的平均梯度内的边界。我们计算，它是成比例的膜和边界厚度的几何平均值，我们验证了这种缩放的扩散方程的数值解。我们同样考虑运输膨胀顶点和表面高原边界准二维泡沫。我们展示了如何修改的$dA/dt=K_0(n-6)$冯诺依曼定律的外观依赖于气泡的大小和形状以及浓度梯度的长度尺度的条款。最后，我们用修正的冯诺依曼定律来计算平均气泡面积的增长率，它不是常数。
2017-08-24 cond-mat.soft
The Jamming Perspective on Wet Foams
泡沫、乳液、胶体悬浮液和颗粒状介质等各种无定形材料可{ \em堵塞}成刚性、无序状态，其中它们在屈服之前承受有限的剪切应力。干扰过渡已被广泛研究，特别是在无摩擦，软，纯排斥球的计算机模拟。泡沫和乳液是最接近该模型的实现，并且在泡沫中，（非）堵塞点对应于湿限，其中气泡变成球形并且刚好形成接触。在这里，我们勾勒的相关性的堵塞的角度来看，泡沫的几何形状和流动-也讨论了泡沫的研究可能对理论研究堵塞的影响。我们首先简要回顾了这些系统中的无序的关键作用的见解，最终在故障的仿射假设，基础上丰富的力学附近的干扰。其次，我们讨论了如何关键的理论预测，如平方根缩放的接触数与包装分数，和非平凡的作用的混乱和波动的流动已经观察到在实验中的二维泡沫。第三，我们讨论了一个缩放模型的流变性的无序介质，似乎捕捉泡沫，乳液和软胶体悬浮液的流动的关键特征。最后，我们讨论如何最好地面对这个模型的预测与实验数据。
2011-10-05 cond-mat.soft
Experimental growth law for bubbles in a "wet" 3D liquid foam
我们使用X射线断层扫描来表征平均液体分数$ϕ_l\approx 17 %$的液体泡沫中所有气泡的几何形状，并跟踪它们的演变，测量7000个气泡的归一化生长速率$\mathcal{G}=V^{-{1/3}}\frac{dV} {dt}$。虽然$\mathcal{G}$不仅取决于气泡的面数，但对于大的$f$，其在$f-$面气泡上的平均值始终按$G_f\sim f-f_0$缩放。讨论了$\mathcal{G}$的色散和$V$对$\mathcal{G}$的影响。
2007-02-28 cond-mat.soft
Statistics of Bubble Rearrangements in a Slowly Sheared Two-dimensional Foam
许多物理系统在受到缓慢稳定剪切时表现出塑性流动。一个统一的图片塑性流动仍然缺乏;然而，有一个新兴的理论理解这种流动的基础上的不可逆运动的组成“粒子”的材料。根据具体的系统，已经研究了各种不可逆事件，例如泡沫中的T1事件和非晶态固体中的剪切转变区（STZ）。本文介绍了一个模型，二维泡沫：气泡筏的T1事件的实验研究。特别是，我报告的T1事件的分布之间的连接和行为的平均应力和平均速度的档案在气泡筏的初始弹性响应和随后的塑性流动在足够高的应变。
2004-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A viscous froth model adapted to wet foams
我们描述了扩展的“粘性泡沫”模型的动态的湿泡沫中的Hele-Shaw细胞。二维模型包括肥皂膜沿着细胞壁拖动时所经历的摩擦，同时保留准确的几何信息。为了探索在这种情况下改变液体含量的后果，我们考虑了一个简单的泡沫几何形状，称为气泡透镜：一个气泡部分填充一个狭窄的直通道，一个单一的膜跨越气泡和对面的墙壁之间的间隙。该结构的三个顶点装饰有平台边界，其面积决定泡沫的液体部分。我们推导出新的表达式，使高原边界的压力进行计算，并确定数值的驱动速度的范围内，系统达到稳定状态。随着液体分数的增加，透镜移动得更慢，并且跨膜更大地扭曲，从而减小了稳定驱动速度的范围。对于更高的速度，跨越膜移动得如此之快，以至于它将气泡留在后面，这是在任何特定应用中必须避免的情况。
2017-03-30 cond-mat.soft
3D simulations of wet foam coarsening evidence a self similar growth regime
在湿液体泡沫中，气体通过气泡壁的缓慢扩散改变气泡压力、体积和壁曲率。大泡沫的成长是以牺牲小泡沫为代价的。气泡越小，收缩得越快。随着给定体积中的气泡数量随时间减少，平均气泡尺寸增加：即泡沫变粗。在粗化期间，气泡也相对于彼此移动，从而改变气泡拓扑结构和形状，而液体在分离气泡的区域内移动。分析这些机制的组合效应需要检查具有足够气泡的体积，以在整个粗化过程中提供适当的统计数据。使用细胞Potts模型，我们模拟这些机制的演变过程中的三维泡沫与$ϕ=0.00$，$0.05$和$ 0.20$的润湿性。我们将液相表示为许多小流体颗粒的集合，这使我们能够监测气泡之间区域中的液体流动。模拟从$ϕ= 0.00$的$2 \times 10^5$气泡和$ϕ= 0.05$和$0.20$的$1.25 \times 10^5$气泡开始，使我们能够跟踪气泡尺寸、拓扑结构和生长速率在25年体积变化中的分布函数。所有的模拟最终达到自相似的增长制度，与时间无关的分布函数和泡沫的数量随着时间的推移而减少的幂律，其指数取决于湿度。
2015-02-11 cond-mat.soft
Liquid meniscus friction on a wet plate: Bubbles, lamellae and foams
许多微流体装置、涂覆工艺或两相流涉及液体弯月面在湿壁上的运动。该运动引起特定的粘性力，其在弯月面速度中表现出非线性依赖性。我们提出了一个简单的界面性质的理论和实验工作，对这种粘性力。界面实际上被假定为完全可压缩（移动界面）或完全不可压缩（刚性界面）。我们表明，在第二种情况下，由壁对弯月面施加的粘性力是两个幂律的组合，缩放像$Ca^{1/3}$和$Ca^{2/3}$，与$Ca$的毛细管数。我们提供了一个预测的应力施加在湿固体上的泡沫滑动，并将其与实验数据进行比较，对于不可压缩的情况。
2013-05-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Growth laws and self-similar growth regimes of coarsening two-dimensional foams: Transition from dry to wet limits
本文研究了任意含液率的二维粗化泡沫的拓扑和几何结构。为了在由von Neumann定律描述的干极限和由Marqusee方程描述的湿极限之间进行插值，相关的气泡特性是平台边界半径和一个新的变量，有效边数。我们提出了单个气泡生长速率的方程，该方程是通过气泡-气泡界面和通过气泡-平台边界界面的生长的加权和。由此产生的预测成功地测试，没有可调参数，使用广泛的二维波茨模型模拟。模拟还表明，自相似的增长制度，观察到在任何液体部分，并确定如何的平均尺寸增长指数，侧数分布和相对尺寸分布之间的极端限制插值。应用包括浓缩乳液、多晶体中的颗粒和其他由曲率驱动的粗化领域。
2012-03-30 cond-mat.soft
Implementation of Morse-Witten theory for a polydisperse wet 2D foam simulation
Morse-Witten理论（D. Morse和T. Witten，EPL 22（1993）549-555）提供了一种用于气泡间力和液体泡沫中的相应变形的公式，其在高液体分数的限制下是精确的。在这里，我们将展示如何在实践中应用的理论，包括允许在气泡大小的多分散性。在理论的限制内，所得的平衡的2D结构与直接计算一致。为未来的工作概述了开发3D模型的路径。
2019-08-10 cond-mat.soft physics.comp-ph
Experimentally Testing a Generalized Coarsening Model for Individual Bubbles in Quasi-Two-Dimensional Wet Foams
我们提出了高精度的数据的时间演化的气泡面积$A(t)$和圆形形状参数$C(t)$准二维泡沫的气泡之间的平行板压扁。为了与Roth等人[Phys. Rev. E 87 2013]和Schimming等人[Phys. Rev. E 96 2017]的预测进行充分比较，通过控制样品在液体储存器上方的高度来系统地改变泡沫湿度，这反过来控制了平台边界膨胀的半径$r$。对于非常干燥的泡沫，其中边界非常小，观察到经典的冯诺依曼行为，其中气泡的生长速率仅取决于其侧面的数量$n$。对于湿泡沫，膨胀的边界阻碍气体交换，并导致偏离冯诺依曼定律，被发现是符合广义粗化方程。特别是，整体增长率随膜高度线性变化，其随着表面平台边界膨胀而降低。更有趣的是，偏离$dA/dt\propto (n-6)$的冯·诺依曼行为与$nCr/\sqrt{A}$成正比。六边气泡的数据明确地强调了这一点，除了这个术语的存在，六边气泡是禁止增长或收缩的。通过所有四个相关量的变化进行定量测试：$n$、$C$、$r$和$A$
2020-10-13 cond-mat.soft
Hierarchical bubble size distributions in coarsening wet liquid foams
本研究通过微重力实验发现湿泡沫粗化过程中存在分层气泡分布，揭示了临界液相分数 $ϕ^*$ 大于随机密堆积分数 $ϕ_{rcp}$ 的现象，提出了湿泡沫粗化的新综合视角。
2023-07-31 cond-mat.soft
Rate Dependence and Role of Disorder in Linearly Sheared Two-Dimensional Foams
探讨了二维泡沫剪切流动随剪切速率和无序度的变化规律。无序泡沫表现出强烈的速率依赖性的速度分布，而有序泡沫表现出速率无关性。这两种行为被捕获定量在一个简单的模型的基础上的时间平均的阻力在泡沫中，这被发现表现出幂律缩放与泡沫速度和应变率的平衡。无序修改缩放的平均气泡间的阻力，这反过来又导致观察到的速率依赖性在无序泡沫。
2008-03-03 cond-mat.soft
Local Stress Relaxation and Shear-banding in a Dry Foam under Shear
我们已经开发了一个逼真的模拟二维干泡沫下准静态剪切。经过短暂的瞬态，剪切带不稳定性观察。这些结果进行了比较，获得真正的2D（受限）泡沫的测量。数值模型使我们能够展示材料对单个塑化事件的机械响应。从这个弹性传播的分析，我们提出了一个方案的发病和稳定的流动局部化过程中的泡沫，这应该仍然有效的蠕变流动下的大多数无定形系统。
2003-06-30 cond-mat.soft
Bubbles in sheared two-dimensional foams
对二维单分散液体泡沫进行了振荡剪切实验。我们表明，振荡剪切的效果是导致气泡的迁移，其尺寸大于泡沫的典型气泡的尺寸。这些所谓的缺陷以非随机运动的方式朝向泡沫的外围移动，从而在系统中实现尺寸分离，该系统通过构造重力不敏感。我们还表明，在泡沫中的细长空腔可以放松对一个更各向同性的形式与振荡剪切，我们讨论了这种放松的相关参数。
2005-02-18 cond-mat.soft
Effective exponents for the diffusive coarsening of wet foams and analogous materials
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
研究湿泡沫及类似材料扩散粗化中平均气泡半径幂律增长指数变化的谜题，通过计算扩散气体交换率解释，推广方法到堵塞泡沫得到非幂律增长定律及有效指数变化规律，并与现有数据比较。
2026-07-22 cond-mat.soft
Coarsening transitions of wet liquid foams under microgravity conditions
该研究利用ISS微重力环境测量15%–50%液体分数下湿泡沫的粗化速率，发现干泡沫与稀体系生长规律在临界ϕ*处尖锐转变，并将其高于ϕ_rcp归因于弱黏附气泡作用。
2023-07-17 cond-mat.soft
Relaxation and flow in linearly sheared two-dimensional foams
我们在二维剪切泡沫实验中探讨了剪切诱导结构弛豫与流变学之间的关系。的弛豫时间，这标志着交叉扩散气泡运动，被发现与当地的应变率非平凡的规模。泡沫的流变性被证明是密切相关的缩放的弛豫时间，从而连接宏观流动和微观气泡运动。
2009-01-27 cond-mat.soft
Comparison of low amplitude oscillatory shear in experimental and computational studies of model foams
流体和固体之间的根本区别在于它们对外加剪切的响应。固体具有静态剪切模量，而流体没有。复杂的流体，如泡沫显示一个中间响应剪切与非平凡的频率依赖的剪切模量。在这篇手稿中，我们进行协调的实验和数值模拟模型泡沫受到边界驱动的振荡，平面剪切。我们的研究是在二维气泡筏（实验）和气泡模型（模拟）上进行的。我们专注于低振幅的流动制度，其中T1气泡重排事件不会发生，但系统从固体过渡到液体样的行为，作为驱动频率的增加。在模拟和实验中，我们观察到两个不同的流态。在低频率$ω$，气泡的速度分布随距离静止壁的距离线性增加，并且在移动边界和内部气泡之间存在非零总相移。在该频率范围内，总相移按幂律$Δ\sim ω^n$与$n \approx 3$缩放。相反，对于高于交叉频率$ω> ω_{p}$的频率，总相移$Δ$与驱动频率成线性比例。在高于特征频率$ω_{nl} > ω_{p}$的甚至更高的频率下，速度分布从线性变为非线性。我们充分表征这种过渡从固体到液体状的流动行为在模拟和实验中，并找到定性和定量的协议的特征频率。
2009-03-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Bubble kinematics in a sheared foam
我们的特点是在剪切的二维泡沫中的气泡的运动学使用统计措施。我们考虑气泡速度和位移的分布。结果进行了讨论的背景下的预期行为的热系统和模拟的气泡模型。实验和模拟之间存在普遍的一致性，但速度分布中的显着差异表明剪切泡沫的有趣元素未被流行的模型捕获。
2006-07-05 cond-mat.soft
Investigation of shear banding in three-dimensional foams
本文研究了宽间隙库埃特几何条件下不同结构的三维水相泡沫的定常流动特性。从局部速度测量通过磁共振成像技术和粘度分叉实验，我们发现，这些泡沫没有表现出任何可观察到的签名剪切带。这与之前的两个结果形成对比（Rodts等人，欧罗巴信件：69（2005）636和Da Cruz等人，物理评论E，66（2002）051305）;我们讨论了这种不适的可能原因。此外，我们研究的泡沫在远低于最近预测的临界剪切速率的剪切速率下经历稳定流动（Denkov等人，物理学评论快报，103（2009）118302）。局部测量的本构关系最终表明，这些泡沫表现为简单的Herschel-Bulkley屈服应力流体。
2011-05-03 cond-mat.soft
Shear induced normal stress differences in aqueous foams
弹性固体的有限简单剪切变形引起不相等的法向应力。这种被称为坡印廷效应的非线性现象由剪切应变和第一法向应力差之间的普遍关系控制，对非耗散弹性材料有效。我们提供的第一个实验证据表明，类似的坡印亭效应存在于水性泡沫中，除了弹性应力，有显着的粘性或塑性应力。这些结果被解释的本构模型的框架内，来自泡沫流变学的物理描述。
2006-09-27 cond-mat.soft
Shear induced drainage in foamy yield-stress fluids
剪切诱导排水泡沫屈服应力流体的研究使用MRI技术。而屈服应力的间隙流体稳定系统在休息时，观察到一个快速排水时，施加水平剪切。结果表明，剪切填隙材料的行为作为一个粘性流体在重力方向上，其有效粘度是由剪切气泡之间的瞬态泡沫膜。在颗粒体系（如泡沫）中，液体流动的经典R^2标度无法捕捉到几种气泡尺寸的结果，因此，这些结果构成了排流和剪切诱导间隙流强耦合的显著证明。此外，泡沫膜被发现是负责排水的意外逮捕，从而不可逆地捕获大量的间隙液体。
2010-03-30 cond-mat.soft
Shear thickening inside elastic open-cell foams under dynamic compression
本文通过动态压缩实验和光学测量，研究了填充剪切增稠悬浮液的开孔泡沫的力学响应，揭示了有效内部剪切速率、孔径分布与能量耗散之间的关系。
2024-10-03 cond-mat.soft
Deformation and flow of a two-dimensional foam under continuous shear
我们研究了二维含水泡沫在库埃特几何条件下的准静态剪切流动特性。一个强大的本地化的流动（剪切带）在移动壁的边缘被证明，其特征在于平均切向速度的指数衰减。此外，快速的速度波动的分析揭示了自相似的动力学结构组成的集群的气泡作为刚体滚动。要涉及的瞬时（弹性）和时间平均（塑性）的应变分量，我们开发了一个随机模型，其中不可逆的重排被激活的局部应力波动源于摩擦的墙壁。这个模型给出了一个完整的描述，我们的观察，也是一致的颗粒剪切带的其他群体获得的数据。
2001-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistics of Shear-induced Rearrangements in a Model Foam
在稳定剪切下，泡沫通过气泡的间歇性重排伴随着储存的弹性能量的突然下降来松弛应力。我们使用一个简单的泡沫模型，结合了弹性和耗散研究统计的泡沫重排的能量下降，最近邻的变化的数量，和邻居切换（T1）事件的速率。我们这样做的一个二维系统作为系统的大小，剪切速率，耗散机制，和气体面积分数的函数。我们发现，对于干泡沫，有一个明确的准静态限制，在低剪切速率，局部重排发生在一个恒定的速率每单位应变，独立的系统大小和耗散机制。这些结果与二维和三维泡沫的实验定性一致。相比之下，我们发现，对于更湿的泡沫，事件大小分布扩大到幂律，仅由系统大小切断。这与熔融转变时的临界性一致。
1999-04-07 cond-mat.soft
Two-dimensional shear modulus of a Langmuir foam
我们变形的二维（2D）泡沫，创建在朗缪尔单层，通过施加机械扰动，并同时通过布鲁斯特角显微镜成像。我们通过分析变形结构的图像来确定泡沫应力张量（通过确定2D气液线张力，2.35 $\pm$ 0.4 pJ $\cdot$ m $^{-1}$）和统计应变张量。我们推导了泡沫材料$μ= 38 \pm 3 \mathrm{nN}\cdot \mathrm{m}^{-1}$的二维剪切模量。预测泡沫的有效刚度为$ 35 \pm 3 \mathrm {nN}\cdot \mathrm {m}^{- 1}$，这与在独立的机械测量中获得的值$37.5 \pm 0.8 \mathrm {nN}\cdot \mathrm {m}^{-1}$一致。
2003-09-09 cond-mat.soft
Mean-field model for the bubble size distribution in coarsening wet foams
Aberystwyth University（阿伯里斯特威斯大学）
本文提出一个三维平均场模型，用于预测湿泡沫在标度状态下气泡尺寸分布，考虑了液体分数$ϕ$的影响，并验证了模型在不同初始条件下的稳定性。
2025-10-11 cond-mat.soft
Jamming in sheared foams and emulsions, explained by critical instability of the films between neighboring bubbles and drops
在低剪切速率的泡沫和乳液堵塞的现象解释考虑在瞬态膜变薄的动力学，相邻的气泡和液滴之间形成。在逐渐变薄到临界厚度后，这些膜经历不稳定性转变并逐步变薄，形成所谓的“黑膜”，其仅为几纳米厚，从而导致分散颗粒之间的更强粘附。理论分析表明，只有当剪切泡沫/乳液中的气泡/液滴之间的接触时间足够长时，才会发生这种膜厚度不稳定性，这对应于足够低的（临界）剪切速率。提出了该临界速率的显式表达式，并与实验数据进行了比较。
2009-01-23 cond-mat.soft
An elastic, plastic, viscous model for slow shear of a liquid foam
我们建议一个标量模型的变形和流动的无定形材料，如泡沫或乳液。为了描述弹性、塑性和粘性行为，我们使用三个标量变量：弹性形变、塑性形变率和总变形率;以及三个材料特定参数：剪切模量、屈服变形和粘性。我们得到的方程适用于不同类型的变形和流动慢于松弛速率朝向机械平衡。特别是，它们在瞬态或稳态流动状态下都是有效的，甚至在大的弹性形变下也是有效的。我们讨论为什么粘度可以相关，即使在这个缓慢的剪切（通常称为“准静态”）的限制。存储和损耗模量的预测与实验文献一致，并解释了简单的参数的非线性大幅度的趋势。
2007-07-06 cond-mat.soft
Plateau border bulimia transition: discontinuities expected in three simple experiments on 2D liquid foams
我们描述了两个固体板（2D GG泡沫）之间挤压的泡沫的几何形状在两个主要的渐近制度：完全干燥的地砖和干煎饼。我们预测这两个政权之间的突然过渡，高原边界半径的重大变化。这应该在对这种2D GG泡沫的不同类型的实验中观察到：当泡沫被逐渐干燥或润湿时，当它被进一步挤压或拉伸时，当它通过膜破裂或Oswald熟化而变粗时。
2009-02-13 cond-mat.soft
Foam in a two-dimensional Couette shear: a local measurement of bubble deformation
我们重新分析实验的泡沫剪切在一个二维库埃特几何[Debregeas<i>等人。</i>，Phys. Rev. Lett. <b>87</b>，178305（2001）]。我们用纹理张量来描述气泡的变形。我们的测量是当地的时间：他们显示两个政权，一个瞬态和一个固定的。它们提供了各向异性的平均值和波动。测量也是局部的空间：他们表明，变形和弹性贡献的应力场不本地化，变化平稳的剪切间隙。因此，我们可以将泡沫描述为具有弹性性质的连续介质。
2004-11-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Capturing the shear and secondary compression wave: High frame rate ultrasound imaging in saturated foams
利用高帧频超声成像技术，对三聚氰胺饱和软质多孔泡沫材料内部的剪切波和二次压缩波进行了实验观察。两种波速都由泡沫的弱框架支撑。第一和第二压缩波显示相反的极性，如Biot理论所预测的。我们的实验对医学成像有直接的影响：三聚氰胺泡沫表现出与肺组织相似的微观结构。在未来，结合横波和慢压缩波成像可能提供新的手段来区分恶性和健康的肺组织。
2019-08-05 cond-mat.soft eess.IV physics.med-ph
Comparison between step strains and slow steady shear in a bubble raft
我们报告的应力松弛后施加的步骤应变和应力松弛缓慢，连续应变在气泡筏之间的比较。一个气泡筏作为一个模型的二维泡沫，并在水面上的单层气泡组成。对于阶跃应变和连续应变，观察到应力增加和减少的周期。我们的重点是应力的分布减少，或应力下降。这项工作的动机是明显的分歧之间的准静态模拟流动泡沫和模拟泡沫连续应变。准静态模拟报告了比连续应变情况更大的平均应力降。此外，有证据表明，在准静态模拟的一般分歧的平均大小的应力下降，似乎只发生在稳定应变附近的特殊值的泡沫密度。在这项工作中，应用步骤应变被用作准静态模拟的近似。我们发现一般协议的平均应力降的应变率的依赖，但我们没有观察到的平均应力降的发散的证据。
2004-12-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-linear oscillatory rheological properties of a generic continuum foam model: comparison with experiments and shear-banding predictions
复杂流体中剪切带的出现通常被理解为是由于剪切下材料的结构演化导致的，这导致（从理论角度）与剪切下材料的不同状态的共存有关的非单调平稳流动曲线。在本文中，我们提出了一个特定类别的复杂流体，即泡沫和浓缩乳液，这不同于其他的剪切带在两个重要的方面的情况。首先，剪切带的出现被证明是可能的，既没有材料的任何内在物理演变（例如，通过与流动耦合的参数，例如浓度或缠结），也没有任何有限的临界剪切速率，低于该临界剪切速率，流动不会保持稳定和均匀。其次，剪切带的出现取决于初始条件，即，材料的准备。换句话说，它是历史依赖的。这种行为依赖于底层模型（2D或3D）的张量特性，并由材料中最初不均匀的应变分布触发。剪切速率在带边界处显示不连续性，其幅度是历史依赖的，因此取决于样品制备。
2012-06-21 cond-mat.soft
Viscoelastic shear banding in foam
剪切带是复杂流体流动的一个重要特征。剪切带本质上是指被驱动材料中流动区和非流动区的共存。了解剪切带的可能来源对广泛的流动应用具有重要意义。在这方面，准二维流提供了一个独特的机会，研究竞争因素，导致剪切带。一种建议是内在耗散和外部耗散源之间的竞争。在本文中，我们报告的实验观察之间的过渡的不同类别的剪切带，已被预测存在于圆柱几何作为这种竞争的结果[R。J. Clancy，E. Janiaud，D. Weaire和S.于茨莱特E，{ \bf 21}，123（2006）]。
2008-11-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effects of liquid fraction and contact angle on structure and coarsening in two-dimensional foams
本文提出了一个二维湿泡沫粗化的准静态数值模型，采用有限元方法建模气泡变形并近似气流，揭示了非零接触角对初始粗化率平台现象的影响及气泡生长速率与有效邻居数的关系。
2023-12-13 cond-mat.soft
Multiscale stress dynamics in sheared liquid foams revealed by tomo-rheoscopy
Lund University（隆德大学）；Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；ENS de Lyon, Université de Lyon（里昂高等师范学校，里昂大学）；Paul Scherrer Institut（保罗谢尔研究所）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；Institut Universitaire de France (IUF)（法国大学学院）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
通过体层流变学研究液态泡沫，揭示了多尺度应力动态及拓扑变化的普遍尺度行为，阐明了无序材料宏观弹性塑性行为的成因。
2024-11-15 cond-mat.soft
Diffusive transport of light in a two-dimensional disordered packing of disks: Analytical approach to transport-mean-free path
我们研究光子在二维随机堆积的单分散磁盘作为一个简单的模型，粒状介质和湿泡沫的扩散。我们假设圆盘的强度反射率是一个常数。我们提出了一个解析表达式的传输平均自由程的光的速度在磁盘和主机介质，半径和磁盘的包装分数，和强度反射率。对于浸在空气或水中的玻璃珠，我们估计的平均自由程约为实验的一半。对于浸泡在水中的气泡，输运平均自由程是模型湿泡沫中液体体积分数的反函数。这抛出新的光的经验法则维拉等。al，并促进更现实的模型。
2008-09-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Wet Sand flows better than dry sand
我们研究了屈服应力和表观粘度的沙子和没有少量的液体。通过将沙子推过具有强制Poiquille状轮廓的管，我们最小化了雪崩和剪切局部化的影响。我们发现，该系统开始流动时，超过一个颗粒直径的顺序的临界剪切。与一般的看法相反，我们观察到湿沙的流动阻力比干沙的小得多。对于耗散流，我们提出了颗粒流体的非平衡态方程。
2007-11-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theoretical model of viscous friction inside steadily sheared foams and concentrated emulsions
在最近的一封信中（Denkov等人，物理学评论快报，Vol.100（2008）p.138301），我们从瞬时平面膜内部耗散的能量理论上计算了稳定剪切的泡沫/乳液的宏观粘性应力，所述瞬时平面膜形成于剪切流中的相邻气泡/液滴之间。该模型预测，这些系统中的粘性应力应与Ca ^1/2成正比，其中Ca是毛细管数，n = 1/2是幂律指数。在目前的文件中，我们详细解释我们的模型，并进一步发展它在几个方面：首先，我们扩展了模型，以考虑粘性摩擦的影响，在弯曲的弯月面区域，周围的平面膜，膜形成的动力学和总的粘性应力。其次，我们考虑表面力（静电，范德华力等）的影响。作用在相邻气泡/液滴的表面之间，并表明这些力在乳液中可能是重要的，因为乳液膜的厚度相对较小（通常与表面力的作用范围相当）。第三，额外考虑的气泡/液滴表现出高的表面粘度，我们证明了一个额外的贡献，宏观粘性应力，所产生的表面耗散的能量。新的升级模型预测，在气泡/液滴表面的能量耗散导致幂律指数n < 1/2，而表面力的贡献导致n > 1/2，这解释了稳定剪切下观察到的泡沫/乳液行为的丰富多样性。各种泡沫和乳液的模型预测和实验结果之间的比较，发现一个很好的协议。
2008-05-28 cond-mat.soft
Arrest stress of uniformly sheared wet granular matter
我们进行了广泛的独立的数值实验，考虑无摩擦磁盘没有内部自由度（旋转等）。在二维空间里。我们在这里报告，对于一个大范围的包装分数低于随机紧密包装，所有组件的湿颗粒材料的应力张量在零剪切速率的限制保持有限。这是流体到固体停滞转变的直接证据。剪切应力的偏移值表征了停滞状态的塑性形变{其对应于系统的{ \em动态屈服应力}}。{基于分析论证，我们提出每个颗粒的平均毛细管桥数$ν$遵循对填充分数$ϕ$和毛细管能量$\vareps$的非平凡依赖性。最值得注意的是，我们表明，$ν$是一个通用的和通用的量，它不依赖于驱动协议。使用这个通用的量，我们计算的制动应力，$σ_a$，分析的基础上的平衡的能量注入率，由于外力驱动的流动和耗散率占毛细管桥的破裂。$σ_a$的所得预测是填充分数$ϕ$和毛细管能量$\vareps$的非线性函数。这个公式提供了一个很好的，无参数的数值数据预测。修正小和大包装分数的理论连接到剪切带的出现和排斥颗粒相互作用的应力的贡献，分别。
2015-06-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flow in linearly sheared two dimensional foams: from bubble to bulk scale
我们探测的二维泡沫，包括一个单层的气泡夹在液体浴和玻璃板之间，作为一个功能的驱动率，包装分数和程度的混乱。首先，我们发现，双分散，无序的泡沫表现出强烈的速率依赖性和不均匀的（剪切带）的速度分布，而单分散，有序的泡沫也剪切带，但基本上速率无关。其次，我们引入了一个简单的模型，基于平衡气泡和顶板之间的平均阻力和平均气泡之间的阻力。该模型捕获了所观察到的速率相关流和速率无关流。第三，我们进行独立的流变测量，无论是有序和无序系统，并发现这些是完全一致的简单模型中假设的阻力的缩放形式，我们看到，无序修改缩放。第四，我们在相当大的范围内改变泡沫的填充分数$ϕ$，并发现当泡沫变得更湿时，流动剖面变得越来越剪切带状。令人惊讶的是，我们的模型描述了整个范围内的填充分数与相同的幂律指数-只有一个无量纲数$k$的粘性阻力定律的前因子的比率被认为是随着填充分数的流动剖面和速率的依赖性。我们发现，$k \sim (ϕ-ϕ_c)^{-1}$，其中$ϕ_c \approx 0.84$，对应于二维干扰密度，并建议，这种缩放遵循从接触气泡之间的变形刻面的几何形状。总的来说，我们的工作提出了一个路线，合理化方面的无处不在的赫歇尔-Bulkley（幂律）流变学在广泛的无序材料中观察到。
2009-03-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Non-monotonic constitutive curves and shear banding in dry and wet granular flows
本研究通过粒子模拟揭示干湿颗粒流在固定压力和体积下的非单调本构曲线，并关联剪切带状化现象，预测了无临界载荷摩擦下的不连续剪切增稠。
2025-01-21 cond-mat.soft
Spreading of foam on a substrate
泡沫是一种工业上重要的物质形式，通常用于清洁物体，甚至我们自己的皮肤，这要归功于它能够将油和颗粒吸收到内部。为了清洁大面积，泡沫被散布在基底上，但最佳条件和机制尚不清楚。在这里，我们研究了泡沫是如何传播的基板上的刚性板作为传播速度，间隙高度，限制长度，泡沫量和基板的润湿性的函数。三种可区分的传播模式：均匀传播，非传播，细长传播。研究还发现，脱湿、锚定、剪切应力、粘性应力和屈服应力之间的耦合作用可以解释这种铺展的动力学和机理。这是泡沫的一个独特特征，在简单的液体中观察不到，这些发现对于理解其他软干扰系统（如细胞和乳液）的机械响应也至关重要。
2023-02-24 cond-mat.soft
Rheology of nearly ideal 3d foams
我们通过一个窄柱来探测近乎理想的三维泡沫的复杂流变性。我们研究的泡沫具有大的气泡尺寸，以最大限度地减少粗化的影响，并且非常干燥。这种类型的泡沫不能通过常规的流变仪进行研究。泡沫向上流过具有4：1横截面纵横比的垂直矩形柱，通过使气体鼓泡通过在我们的装置底部的sodium溶液。在柱的窄表面处是粘性边界，由于零速度边界条件，粘性边界产生剪切。如所预期的，相邻的光滑宽面之间的流动轮廓是平坦的，然而，窄的粘性面之间的轮廓呈现出取决于气体流速的曲线速度轮廓。我们能够从一个三维体系统分析一个二维速度分布。我们采用粒子图像测速技术测量应变率，并计算沿通道的压降的应力，研究在流动泡沫的局部应力应变关系。我们发现这些干泡沫具有0.21的Hershel-Bulkley指数，这比文献中显示的更湿泡沫的其他结果显著更低（更多剪切稀化）。
2014-04-10 cond-mat.soft
Relaxing in foam
我们研究了含水泡沫的机械响应，以及它与气泡堆积结构的微观重排动力学的关系。在静止时，即使泡沫变粗，流变性也被证明是线性的。在流动下，剪切诱导的重排与粗化诱导的重排竞争。宏观的后果被捕获的一种新的流变方法，其中一个步骤应变叠加在一个稳定的流动。
2003-01-31 cond-mat.soft
Towards a general(ized) shear thickening rheology of wet granular materials under small pressure
本文采用离散元法在裂底环形剪切室内研究了干、湿颗粒材料在稳态准静态条件下的流变特性，重点研究了宏观摩擦力。我们的研究目的是了解在剪切带中，系统处于临界状态的各个位置处的整体流的局部流变性。一般（化）流变学具有四个无量纲控制参数，其涉及五种重要现象的时间尺度，即，分别与围压$t_p$、剪切速率$t_{\dotγ}$、颗粒刚度$t_k$、重力$t_g$和内聚力$t_c$相关的时间尺度。我们表明，这些现象共同有助于流变学乘法校正功能。虽然$t_{\dotγ}$很大，因此对大多数研究数据不太重要，但它会增加临界状态下的流动摩擦，其中剪切梯度很高。$t_g$和$t_k$与本体中的$t_p$相当，但在自由表面的极端和本体内部深处分别相对于$t_p$或多或少占优势。我们还测量了强湿内聚力对流动流变学的影响，如通过降低$t_c$来量化的。此外，所提出的流变模型预测以及剪切变稀行为在本体和自由表面附近的剪切变稀发展到剪切增稠的自由表面附近的内聚力增加。
2016-09-10 cond-mat.soft
Morphology-resolved stress contributions in sheared wet granular materials
Laboratoire NAVIER, Université Gustave Eiffel, ENPC, Institut Polytechnique de Paris, CNRS（纳维耶实验室，巴黎高科桥梁大学，国立路桥学院，巴黎理工学院，法国国家科学研究中心）
研究通过三维X射线微断层扫描与流变测量，解析湿颗粒材料中毛细应力的分布，发现剪切局部化主导液相再分布，简单双粒桥主导等向性毛细压力，建立形态解析与宏观流变的预测联系。
2026-05-12 cond-mat.soft
The origin of the strain-rate discontinuity in 2D foam rheometry with circular geometry
观察到的不连续的应变率为一个二维泡沫剪切（圆形）Couette系统中的连续（赫歇尔-Bulkley）模型的解释。这是由于屈服应力和极限应力之间的有限差异。
2009-07-09 cond-mat.soft
Stress Relaxation Driven by Elementary Plastic Events in Non-Ageing Liquid Foams
Lund University（隆德大学）；Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Paul Scherrer Institut（保罗谢尔研究所）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；ENS de Lyon（里昂高等师范学校）；Institut Universitaire de France (IUF)（法国高等研究院）
研究揭示非衰老液态泡沫中由单个塑性事件持续时间主导的指数应力松弛机制，表明残余应力源于应力张量的取向。
2026-10-27 cond-mat.soft
Arrest of three-dimensional gravity-confined shear flow of wet granular matter
本文研究了在正弦外力作用下湿颗粒物质中三维流动的停滞问题，并在竖直方向上施加了一个限制流动的引力场。保持系统运动所需的外力的最小强度通过考虑注入功率和耗散功率的平衡来确定。这提供了一个预测，其优良的品质是由一个广泛的一组事件驱动的分子动力学模拟，其中我们改变了系统的大小，粒子数，能量消耗后破裂毛细血管桥，和桥长度断裂发生的数据崩溃证明。理论预测的三个参数都在理论估计的狭窄范围内。
2012-10-11 cond-mat.soft
Simulations of viscous shape relaxation in shuffled foam clusters
我们模拟了泡沫团簇的形状松弛，并将其与牛顿流体的时间指数进行了比较。使用二维Potts模型模拟，我们人为地在泡沫簇中创建孔，并通过施加剪切应变循环对其进行洗牌。我们重现实验观察到的时间指数松弛的空腔形状的泡沫作为应变步骤的数量的函数。由于大的外加应变和局部气泡壁波动两者的结合，气泡的局部重排导致空腔变圆。
2005-01-05 cond-mat.soft
Coupled elasticity in soft solid foams
软材料的弹性会受到气泡存在的极大影响。从聚合物凝胶到浓缩乳液和胶体悬浮液，这种毛细管效应被广泛应用于各种材料。虽然实验结果和理论存在用于描述泡沫材料的弹性毛细行为（即具有中等气体体积分数），泡沫系统仍然需要专门的研究，以增加我们对充气材料在整个气体体积分数范围内的弹性的理解。在这里，我们阐述了控制良好的泡沫与浓缩的乳液，我们测量其剪切弹性模量作为一个功能的气体分数，气泡的大小和弹性模量的乳液。这种复杂的泡沫具有气泡组件和间隙基质的弹性特征。此外，它们的弹性模量示出由两个参数，即气体体积分数和弹性毛细数，定义为与气泡毛细压力的乳液模量的比率。我们连接我们的泡沫与现有的数据泡系统的结果，我们提供了一个一般的看法，在软弹性介质中的气泡的效果。最后，我们建议，我们的研究结果可能是有用的，用于估计的剪切模量的水性泡沫和乳液的多峰尺寸分布。
2017-04-10 cond-mat.soft
Tensorial Constitutive Models for Disordered Foams, Dense Emulsions, and other Soft Nonergodic Materials
近年来，“软玻璃态物质”的范式被用来描述表现出强烈的局部无序和缓慢的介观重排的各种非遍历材料。然而，到目前为止制定的“软玻璃流变学”（SGR）模型处理隔离的剪切应力，有效地“标量化”的应力和应变率张量。在这里，我们提供的SGR模型，结合其非平凡的老化和屈服性能与张量结构，可以特别适应，例如，流体膜组件或无序泡沫的描述概括。
2003-07-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
