弱剪切增稠流体的毛细驱动细缩与断裂

许多商业流体，包括合成汽车机油、含聚合物添加剂的食品与消费品，在毛细驱动细缩的最后阶段表现出弱剪切增稠响应，其中巨大的累积应变和高拉伸应变率改变了细薄液丝的细缩动力学。因此，毛细驱动细缩动力学在液丝断裂过程的早期和晚期通常具有两个不同区域，各自由不同机制主导。这些特征已被纳入一个简单的无弹性剪切增稠(IRT)模型，其对本构应力-应变率关系具有线性和二次贡献，其中表观拉伸黏度在高应变率下缓慢增稠。我们在假设轴向细薄轴对称液丝且无流体惯性的情况下数值计算了IRT模型的细缩动力学。计算结果引出了一种由二阶应力主导的、通过相似变换获得的新的自相似解。该新渐近解导致一种比牛顿情形更细的自相似液丝形状，并使得液丝中点半径在接近奇点的断裂时间内呈二次细缩。我们得到了一个新的独特渐近几何修正因子$X\approx 0.5778$，由此可基于不同应力分量大小从插值时变几何修正因子恢复更精确的真实拉伸黏度。最后，我们提出了一种基于统计的协议，使用无参数准则选择最佳本构模型，使我们能更系统地通过毛细驱动细缩动力学量化复杂剪切增稠黏弹性流体的拉伸流变行为。