模型泡沫实验与计算研究中低振幅振荡剪切的比较
软凝聚态物质
2009-04-22 v2 统计力学
摘要
流体和固体之间的一个根本区别在于它们对施加剪切的响应。固体具有静态剪切模量，而流体则没有。泡沫等复杂流体对剪切表现出介于两者之间的响应，具有非平凡的频率依赖性剪切模量。在本文中，我们对受到边界驱动振荡平面剪切的模型泡沫进行了协调实验和数值模拟。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。我们关注低振幅流动区域，在该区域中不发生T1气泡重排事件，但随着驱动频率的增加，系统从类固体行为转变为类流体行为。在模拟和实验中，我们都观察到两种不同的流动状态。在低频ω下，气泡的速度剖面随距静止壁面的距离线性增加，并且移动边界与内部气泡之间存在非零总相移。在此频率范围内，总相移呈幂律关系Δ ~ ω^n，其中n ≈ 3。相反，对于高于交叉频率ω > ω_p的频率，总相移Δ与驱动频率成线性关系。在高于特征频率ω_nl > ω_p的更高频率下，速度剖面从线性变为非线性。我们在模拟和实验中充分表征了这种从类固体到类流体流动行为的转变，并发现了特征频率的定性和定量一致性。
引用
@article{arxiv.0807.4743,
title = {Comparison of low amplitude oscillatory shear in experimental and computational studies of model foams},
author = {Micah Lundberg and Kapilanjan Krishan and Ning Xu and Corey O'Hern and Michael Dennin},
journal= {arXiv preprint arXiv:0807.4743},
year = {2009}
}