非布朗悬浮液中的发散粘度与软颗粒流变学

我们利用大规模计算机模拟和有限尺寸标度分析，研究了在堵塞转变（jamming transition）附近，由无摩擦非布朗颗粒组成的致密三维悬浮液的剪切流变学。我们在恒定剪切速率、恒定压力和有限系统尺寸下对软排斥颗粒进行模拟，并仔细研究了大系统尺寸和无限硬颗粒排斥的渐近极限。通过将早期分析扩展约两个数量级，我们首先研究了硬颗粒极限下剪切粘度的渐近行为。我们确认了其在堵塞转变处的渐近幂律发散，但表明由于粘度的“多标度”（multiscaling）行为，精确确定临界密度和临界指数是困难的。此外，有限尺寸标度分析表明，这种发散伴随着一个增长的相关长度尺度，该尺度也呈代数发散。随后，我们研究了软排斥的影响，并提出了一种标准颗粒流变学的自然扩展以考虑软度效应，并通过模拟进行了验证。在接近堵塞转变时，这种“软颗粒流变学”提供了软颗粒非线性流变学的详细描述，这与早期的经验标度形式不同。